מדריך | מהו מידע | נקודת פתיחה לסדרת מדריכים בעז"ה.

[דאבל]

בעקבות הפוסט של @web_master שהרים את הכפפה שהרבה ניסו ולא עלתה בידם, התחלתי לסדר את כל המידע שלי בנושא וללמוד עוד, ממליץ בחום לכולם!
כאן נמצא "אינדקס הנושאים" לכתיבה.

הערה חשובה: גיליתי שפרק מסוג זה קשה לכתיבה בלי להיסחף למחוזות מעמיקים מידיי אז השתדלתי להישאר ב"מבט על" על כל הנושא בלי ליפול על כל צעד ושעל לתחום אחר...
מקווה שהצלחתי לשלב בין הבנה טובה לבין קלילות... מוזמנים להעיר/להאיר...

בלי עוד הקדמות מיותרות (או לא...)

• מהו מידע? - הבסיס להבנת העולם הדיגיטלי:
  בואו נתחיל מהבסיס, מהו מידע? -
  תארו לעצמכם מחסן גדול מלא לבנים. המחסן הזה עמוס בלבנים בגדלים שונים, צבעים שונים, צורות שונות. כל לבנה בפני עצמה היא סתם לבנה. אין לה משמעות מיוחדת, היא פשוט חומר גלם. הלבנים האלו, במקרה שלנו, הן כמו נתונים. נתון בודד הוא חסר משמעות כמעט, כמו לבנה בודדת בערימה. זה יכול להיות מספר, שם של צבע, אות בודדת - בלי הקשר, זה לא מספר לנו הרבה.
  עכשיו, תארו לעצמכם תוכנית בנייה. התוכנית הזו, השרטוט הזה, אומר לנו בדיוק איך להשתמש בלבנים האלו. היא אומרת לנו איזה סוג לבנה לשים איפה, באיזה סדר לחבר אותן, ואיך לבנות מהן מבנה שלם. התוכנית הזו היא כמו הקשר. הקשר נותן לנתונים משמעות. הוא אומר לנו איך הנתונים קשורים זה לזה, ומה הם מייצגים.
  כאשר אנחנו לוקחים את הלבנים מהמחסן (הנתונים), ופועלים לפי תוכנית הבנייה (הקשר), אנחנו מתחילים לבנות קיר. קיר כבר מתחיל להיות משהו בעל משמעות.
  אבל בניית קיר אחד זה לא מספיק. התוכנית ממשיכה, ואומרת לנו איך לחבר כמה קירות יחד, להוסיף דלתות, חלונות, גג. לאט לאט, מתוך הלבנים והתוכנית, מתחיל לקום בית שלם. בית זה כבר דבר מורכב, שלם, שימושי מאוד. הבית, מבחינתנו, הוא מידע. מידע הוא ידע מאורגן, מובנה, בעל משמעות ברורה. זה לא רק אוסף של נתונים, אלא סיפור שלם שנבנה מהנתונים האלה.

לסיכום
נתונים, חומרי הגלם: הם כמו לבנים בודדות - חומרי גלם, חסרי משמעות בפני עצמם.
הקשר, המפתח למשמעות: הוא כמו תוכנית בנייה - הוא נותן לנתונים משמעות וארגון.
מידע, הידע המאורגן: הוא כמו בית בנוי - ידע מובנה, מאורגן, בעל משמעות וערך, שנבנה מנתונים בהקשר הנכון.

• איך המידע נקרא בעולם הדיגיטלי?
  אם נחזור לדימוי הלבנים, בעולם הדיגיטלי, הלבנים שלנו הופכות להיות מאוד מאוד פשוטות - הן הופכות להיות כמו שתי אפשרויות בלבד: יש או אין, כן או לא, דלוק או כבוי. במקום לבנים בצבעים וגדלים שונים, יש לנו רק שני סוגים של "דברים". אנחנו קוראים ל"דבר" הבסיסי הזה בעולם הדיגיטלי "ביט".

תארו לעצמכם מתג אור פשוט - כזה שיש לו רק שני מצבים: דלוק או כבוי.
• כאשר המתג כבוי, אנחנו יכולים לייצג את זה כ- 0.
• כאשר המתג דלוק, אנחנו יכולים לייצג את זה כ- 1.

זה כל מה שצריך כדי לייצג מידע בסיסי במחשב!
הביט (Bit): יחידת המידע הקטנה ביותר:
הביט הוא כמו האות הבודדת באלף-בית הדיגיטלי. הוא היחידה הקטנה ביותר של מידע בעולם הזה.
אבל ביט בודד לא אומר לנו הרבה. כמו אות בודדת, הוא חסר משמעות כמעט. אז אנחנו מצרפים ביטים יחד כדי ליצור משמעות גדולה יותר.
בדרך כלל, אנחנו מקבצים 8 ביטים יחד. לקבוצה של 8 ביטים אנחנו קוראים "בייט" (Byte). יש גם קבוצות אחרות... כרגע נתמקד בבסיס...
קיבוץ ביטים למשמעות:
תחשבו על בייט כמו מילה קצרה. מילה מורכבת מאותיות, ובייט מורכב מביטים. בייט אחד יכול לייצג, למשל, אות אחת במקלדת, כמו 'א', 'ב', 'ג', או סימן פיסוק, או ספרה. אולי בהמשך נתעמק בנושא הזה יותר.
כדי לייצג מילים ארוכות יותר, משפטים, תמונות, סרטונים, אנחנו פשוט משתמשים ברצף של הרבה מאוד בייטים.

• שבב הזיכרון, המתח החשמלי והבינארי - הצצה פנימה:

אם נמשיך עם הדימויים שלנו, תארו לעצמכם שוב את מתג האור הפשוט שלנו - "דלוק" או "כבוי". זה הבסיס לכל מה שקורה בתוך שבב זיכרון.
בתוך שבב הזיכרון, יש מיליארדי מתגי אור זעירים, קטנים פי מיליון משערה בודדת!. המתגים האלו הם לא בדיוק מתגי אור מכניים שאנחנו מכירים, אלא מתגים אלקטרוניים, שנקראים טרנזיסטורים.
אפשר לחשוב על טרנזיסטור גם כמו ברז מים קטן מאוד.
• ברז סגור: מים לא זורמים. זה כמו 0 בינארי או מתח נמוך.
• ברז פתוח: מים זורמים. זה כמו 1 בינארי או מתח גבוה.
המתח החשמלי משחק תפקיד מרכזי כאן. אנחנו משתמשים ברמות מתח שונות כדי לייצג את ה-0 וה-1 הבינארי. בדרך כלל מתח נמוך (קרוב ל-0 וולט): מייצג 0 בינארי ומתח גבוה (למשל, 1.8 וולט או 3.3 וולט, תלוי בסוג השבב): מייצג 1 בינארי.
הבחירה של רמות המתח היא שרירותית במידה רבה, ונעשית משיקולים של אמינות בין הייתר, אבל למען הסדר הטוב נשאיר את זה להמשך.

"קריאה" ו"כתיבה":
כאשר אנחנו "כותבים" מידע לשבב זיכרון, אנחנו בעצם שולטים במתח החשמלי שמופעל על כל אחד מאותם מיליארדי טרנזיסטורים זעירים. אנחנו מכוונים כל מתג למצב "דלוק" (1) או "כבוי" (0).
וכאשר אנחנו "קוראים" מידע משבב זיכרון, אנחנו בודקים את מצב המתח של כל טרנזיסטור. האם הוא במתח גבוה (1) או נמוך (0)? ככה אנחנו "קוראים" את הביטים

• אחסון המידע:
  עם השנים אנחנו צורכים יותר ויותר מקום אחסון:
  טקסט: כל אות, רווח, סימן פיסוק בטקסט שאנחנו כותבים במחשב, מאוחסן כבייט אחד או יותר. מילה של כמה אותיות תהיה מורכבת מכמה בייטים.
  תמונה: תמונה דיגיטלית מורכבת מהרבה מאוד נקודות צבע קטנות, שנקראות "פיקסלים". כל פיקסל מיוצג על ידי כמה בייטים שמתארים את הצבע שלו (למשל, כמות האדום, הירוק והכחול). תמונה מורכבת מאלפי או מיליוני פיקסלים, ולכן תמונה יכולה להיות מורכבת ממיליוני בייטים.
  קובץ מוזיקה: קובץ מוזיקה דיגיטלי מייצג גלי קול. גלי הקול האלו "נדגמים" הרבה פעמים בשנייה, וכל דגימה מיוצגת על ידי מספר בייטים. קובץ מוזיקה של כמה דקות יכול להיות מורכב ממיליוני בייטים.
  סרטון וידאו: סרטון וידאו הוא בעצם רצף של תמונות שמוצגות במהירות, בתוספת פס קול. לכן, סרטון וידאו מורכב מעוד יותר בייטים מאשר תמונה או קובץ מוזיקה בודד.
  כדי לסדר את כמויות המידע האדירות האלו, אנחנו משתמשים ביחידות מידה גדולות יותר: (ולמעשה משתמשים בחזקות של 2)
  קילו בייט (KB - Kilobyte): בערך 1,000 בייטים (בדיוק 1,024). זה יכול להכיל בערך עמוד טקסט פשוט.
  מגה בייט (MB - Megabyte): בערך מיליון בייטים (בדיוק 1,048,576). תמונה באיכות סבירה, או שיר קצר.
  גיגה בייט (GB - Gigabyte): בערך מיליארד בייטים (בדיוק 1,073,741,824). סרט באיכות טובה.
  טרה בייט (TB - Terabyte): בערך טריליון בייטים. כמות עצומה של מידע, שיכולה להכיל ספרייה דיגיטלית עצומה.
  (אגב, כשהספירה היא מדוייקת מבחינת הביטים, בד"כ הסימון יהיה "GiB" ולא "GB")

כיום, לכולנו יש כנראה יותר מטרה אחד של נתונים בין היתר כי המחירים יורדים (וזה מעגל המזין את עצמו...) ואנחנו כבר מדברים על פטה בייט (PB - Petabyte) ואקסה בייט (EB - Exabyte), כשהכמויות הולכות וגדלות. (זטאבייט (ZB), יוטהבייט (YB).)

אחרי שהבנו איך המידע "נקרא" בעולם הדיגיטלי (ביטים ובייטים), בואו נראה,

• איך המידע מאוכסן פיזית:

תחשבו על ספרייה גדולה. בספרייה, הספרים מסודרים על מדפים. כל מדף יכול להכיל הרבה ספרים, והספרייה כולה יכולה להכיל אלפי או מיליוני ספרים. בעמודות שונות, וכל ספר מכיל הרבה מידע.
במחשב, אנחנו משתמשים בהתקני אחסון כדי לשמור את המידע שלנו. התקני האחסון הם כמו ה"מדפים" של הספרייה הדיגיטלית שלנו. יש סוגים שונים של "מדפים" דיגיטליים:
דיסק אופטי, דיסק קשיח HDD ,SSD, ויש גם וDOK (דיסק און קי) SD, בהמשך נדון עליהם בפירוט.

מעניין לדעת, שגם שבב הזיכרון וגם שבב המעבד עובדים עם בינארי ומתח חשמלי. אבל המטרה שלהם שונה מאוד, והמבנה הפנימי שלהם מותאם למטרה הזו.
שבב המעבד (CPU) - המוח של המחשב: הוא מהיר מאוד, חכם מאוד, ויודע לבצע חישובים מורכבים, הוראות מתוכניות, לוגיקה. הוא מעבד את המידע. הוא לא נועד לאחסן מידע לטווח ארוך.
המבנה הפנימי שלו מורכב ממיליארדי טרנזיסטורים שמסודרים במעגלים לוגיים מורכבים מאוד -שלא נכנס אליהם- הם בנויים כדי לבצע פעולות חישוב מהירות - חיבור, חיסור, כפל, חילוק, השוואות, ועוד.
הוא מתמקד ב מהירות עיבוד ו יכולת חישוב. ולשם כך הוא מותאם.
זיכרון המעבד (Cache) קטן יחסית ומהיר מאוד, משמש לאחסון זמני של נתונים במהלך החישוב.

שבב הזיכרון (Memory Chip - RAM, Flash Memory) - הוא נועד ל לאחסן כמויות גדולות של מידע לטווח קצר (RAM) או ארוך (Flash Memory). הוא לא נועד לבצע חישובים מורכבים. הוא נועד להיות מקום אחסון נגיש ומהיר לנתונים שהמעבד צריך.
המבנה הפנימי שלו פשוט יותר יחסית לשבב המעבד. הוא מורכב מ תאים רבים מאוד, כל תא אחראי על אחסון ביט אחד (או כמה ביטים). התאים מסודרים במבנה מאורגן כדי לאפשר גישה מהירה אליהם.
הוא מתמקד ב קיבולת אחסון ו מהירות גישה לנתונים. לאחסן כמה שיותר מידע, ולאפשר למעבד לקרוא ולכתוב את המידע הזה במהירות.
כונני SSD, כרטיסי זיכרון (SD, microSD) וזיכרונות USB (דיסק און קי) כולם משתמשים בטכנולוגיית זיכרון פלאש (Flash Memory). זה סוג של זיכרון לא נדיף - כלומר, הוא שומר על המידע גם כאשר אין חשמל. בניגוד לזיכרון RAM, ש"שוכח" את הכל כשמכבים את המחשב.

זיכרון פלאש שומר מידע בצורה אלקטרונית, (לא מגנטית.) אם נחזור לדימוי המתגים שלנו, בזיכרון פלאש, אנחנו לא רק שולטים במצב המתג ("דלוק" או "כבוי"), אלא גם "לוכדים" את המצב הזה בצורה יציבה, גם כשאין יותר מתח חשמלי.
תארו לעצמכם כספת קטנה לכל מתג.
כאשר אנחנו רוצים לשמור 1 בינארי, אנחנו טוענים את הכספת במטען חשמלי (אלקטרונים). הכספת שומרת על המטען הזה גם כשמכבים את החשמל.
כאשר אנחנו רוצים לשמור 0 בינארי, אנחנו מרוקנים את הכספת ממטען חשמלי. הכספת נשארת ריקה.
המטען החשמלי הזה "לכוד" בתוך תאים זעירים בתוך שבב זיכרון הפלאש. כל תא יכול לאחסן ביט אחד או כמה ביטים, תלוי בטכנולוגיה.
אבל יש הבדלים בעיצוב, במהירות ובשימוש: שכאמור, עוד נגיע לזה...
למרות ההבדלים , כולם חולקים את הבסיס הטכנולוגי - זיכרון פלאש. הם כולם משתמשים באותם עקרונות של אגירת מטען חשמלי בתאים זעירים כדי לשמור את המידע הבינארי שלנו.
מעט שונה יש לנו את HHD שעובד בטכנולוגיה של מגנטיות, ככה שיש שם שדה מגנטי חיובי או שלילי, אני לא רוצה להאריך בנושא הכוננים יהיה לזה מדריך מפורט...

• אז, כדי לסכם:
  מידע דיגיטלי בנוי מביטים ומבייטים.
  הוא מאוחסן פיזית על גבי התקני אחסון שונים.
  והוא מאורגן לוגית על ידי מערכת קבצים לתוך קבצים ותיקיות, אבל על זה נדבר בפעם אחרת... וגם על מה קורא שמוחקים קובץ...

לסיום, אם יש לכם השגות, שאלות/הבהרות/מושגים/הגיגים, על התוכן/סגנון/צורת/סדר/אורך הכתיבה או אם חשבתם על היבטים אחרים או נוספים שעונים (או מיותרים) להגדרת פרק זה (או הבאים בעז"ה) תשתדלו להיות ביקורתיים אתם יותר ממוזמנים לפנות אלי איכשהו, אני ממש אשמח... בין היתר כי המדריך הזה ממש לא מושלם בעיניי, אבל העליתי בכ"ז אותו בעצת web_master אני מקווה שתעזרו לי לחדד אותו (ואת הבאים אחריו, שנמצאים במצבי צבירה שונים...) ולשפר את הטעון שיפור כמה שאפשר...

נ.ב. אני עובד במקביל על עוד חלקים במדריך, וזה לא תמיד קל ללמוד, לסדר, לנסח... יעזור מאוד אם עוד ייקחו חלק וישתתפו בפרויקט הזה, שימשיך להתקדם, ונוכל לרכז את הכל למדריך אחד מסודר...

נ.ב. הצעה שלי למשהו נוסף שלא נמצא באינדקס: "מילון מושגים". תוך כדי הלמידה שלי אני מגלה מושגים חדשים כל הזמן, יעזור לכולם כנראה שיהיה משהו מרוכז...

[מיאני ומהשמי]

@דאבל תודה רבה מאוד מאוד יפה
אולי כדאי להוסיף כותרות באמצע כדי לחלק את המידע ולהגדיר אותו יותר
ושוב תודה

[דאבל]

@מיאני-ומהשמי תודה רבה על התגובה.
עכשיו קצת יותר טוב?

[י. פל.]

משהו קטן נוסף, אולי יוסיף למישהו:
https://www.youtube.com/watch?v=n6uPALWAyxc

[דאבל]

@י-פל הנושא הזה יוסבר לעומק יותר במדריך ספציפי יותר... אבל סרטון באמת נחמד, אם כי אני (או מי שיכתוב) מתכנן לכתוב יותר לעומק...

[צדיק וטוב לו 0]

@דאבל

https://www.prog.co.il/threads/כיצד-זה-עובד.1033662/

בחצי השני של העמוד, ריכזו כמה סרטונים יותר מקצועיים, לאו דוקא על אחסון זכרון יותר על מעבדים.

[דאבל]

@צדיק-וטוב-לו-0 מכיר, ויותר מזה, בערוץ היוטיוב הזה יש סרטונים מעולים.