המחשב הראשון בעולם שהיה ניתן לתכנת שומש על ידי הבריטים לפיצוח האניגמה במלחמת העולם השנייה. כיום יש מחשבים בכמעט הכל והם הרבה יותר קטנים ממה שהם היו אז. אנחנו לא נעבוד בקורס הזה על מחשבים רבים, אלא על אחד בודד.
לכל מחשב יש צד של חומרה וצד של תוכנה. החומרה של המחשב היא הרכיבים החשמליים הפיזיים שמרכיבים את המחשב כגון שערים לוגים, נגדים וכדומה. (אנחנו נעבוד רק בתוך ליבה אחת ולא על כמה שכן זה כבר יותר מורכב)
בעולם התוכנה יש את מה שמזיז או משנה את המצב של הרכיבים החשמליים כשהמשתמש עושה משהו. אנחנו נעבוד עם מספר $threds$ (מילה שלא הצלחתי לתרגם לעברית במהלך ההרצאה) ועם מידע שמגיע אלינו במקביל ולא באופן טורי.

שבעת העקרונות של המחשב

1. הגישה הדיגיטלית לייצוג מידע - במקום לשלוח מספר עשרוני באמצעות זרם השווה למספר, נרצה לשלוח אותו באופן בינארי על ידי שליחת זרמים קצרים שישמו כאפס/אחד ויאפשרו לנו להעביר את כל המידע עם כמה שפחות טעויות והפרעות.
2. ארכיטקטורת התוכנית המאוחסנת("וון נאומאן") - תהליך החישוב זהה ולא משתנה. מה שכן משתנה זה מה החישוב שעושים. המעבד תמיד קורא מידע מהזיכרון ומבצע את התוכנה שבחרנו ושאנחנו מחליפים. זה מאפשר אחידות וייצור מהיר וזול של מעבדים.
3. הפשטה - כל שכבה מסתירה את איך היא בנוייה. נניח השכבה של $C$ (או high level language) - כשאנחנו מתכנתים אין אנו יודעים כיצד הקוד שלנו מבוצע על המחשב - אנחנו לא יודעים איך האסמבלי שהמהדר שלנו הופך את קוד המקור שלנו אליה מתורגמת לקוד מכונה.
   השכבות שיש לנו הינן:
   1. תוכנה בשפת תכנות עילית
   2. תוכנה באסמבלי
   3. תוכנה בשפת מכונה (בינארי והקסה)
   4. עיצוב ארכיטקטורת החומרה
   5. עיצוב השערים הלוגיים
4. חוק מור (כבר לא נכון) - לטענת מור יש קשר ישר בין הזמן לשיפור כח המחשוב.
5. היררכיית זיכרון או עקרון המקומיות - על מנת שהמעבד יוכל לעבד הוא נדרש למידע לעבד, מידע זה מאוחסן בזיכרון. מכיוון שאנו רוצים שהמעבד יעבוד ביעילות הכי גדולה שהוא יכול, נרצה לשים את הזיכרון קרוב למעבד על מנת שלא יהיה זמן שבו המידע צריך להגיע מהזיכרון אל המעבד.
6. מקבילות - נלמד מקבילות יחסית לקראת סוף הקורס. כל פקודה יכולה להתחיל להתבצע גם אם לא סיימנו לבצע את הפקודה הקודמת. אם יש לנו משימה כבדה נוכל לפצל אותה ולבצע אותה במקביל
7. אמינות דרך יתירות - גם אם חלק מהמערכת נשבר או נפגם, המערכת עדיין תוכל להמשיך לעבוד באמצעות שכפול המידע מראש.

$RISC-V$ (ריסק-5)

בקורס זה אנחנו נעבוד על מחשב מתקן RISC-V(ריסק-5). התקן בגרסתו החמישית. הוא עוצב באוניברסיטת ברקלי בארה"ב. הוא איכותי ולא צריך אישור על מנת להשתמש בו. יש לו גרסאות קוד-פתוח בנוסף לגרסאות קוד-סגור. הוא נתמך במספר הולך וגדל של מערכות תוכנה. מתאים לכל השלבים של מערכות מחשוב - ממיקרומחשבים ועד לסופר מחשבים.

אנחנו נעבוד עם גירסתו של $32$ ביטים למרות שיש גרסאות גם ל-$64$ ו-$128$ ביטים.