I korpus – Case

I Korpus – Case
Korpus on metallist või plastmassist kast, milles asetsevad arvuti sisemised komponendid. Korpus kaitseb arvutit väliste mõjude eest (näiteks tolm) ja kasutajat ning teisi seadmeid müra, elektriliste signaalide ja muu võimaliku kiirguse eest. Samuti tagab arvuti struktuursuse ja aitab kaasa jahutusele.
Korpuse juures on olulised:
müra tase
organiseeritus (komponentide asetus)
Jäikus
Disain
Kettalahtrite arv ja suurused
Tüübid:
mid-tower
desktop
full tower
mini tower
slimline
ebastandartsed
Case Style
|
Size
|
External Bays
|
Internal Bays
|
Cooling
|
Power Supply
|
Cost
|
Full Tower
|
Large
|
2 + 4 or more
|
3 to 5 or more
|
Best
|
250 to 375 +
|
High
|
Mid Tower
|
Med
|
2 + 3
|
2 to 4
|
Better
|
200 to 300
|
Med
|
"Midi" Tower
|
Small to Med
|
2 + 2 or
2 + 3
|
2 to 4
|
Good
|
170 to 300
|
Low to Med
|
Mini Tower
|
Small
|
2 + 2
|
2 or 3
|
Good
|
170 to 250
|
Low
|
Desktop
|
Small
|
2 + 2
|
1 or 2
|
OK
|
150 to 230
|
Low
|
Slimline
|
Very Small
|
1 + 2
|
1 or 2
|
Worse
|
90 to 200
|
Low
|
Standardid:
Vaata: http://www.pcguide.com/ref/case/form.htm
II Toiteblokk – power supply
Toitebloki ülesanne on tagada arvutikomponentide varustamine õige pingega vooluga.
Toiteblokid on ehitatud üles impulsstoitesüsteemile st. nad ei sisalda trafosid. Toiteblokid kiirgavad kõrgsagedussignaale.
Toitebloki puhul on oluline jälgida:
Stabiilsust
Jahutust
Energiasäästlikust
Võimalusi arvuti laiendamiseks
Võimalikud pinged/signaalid:
GPU – good power up – näitab kas sissetulev ja sellest lähtuvalt ka kõik väljaminevad pinged on piisavad ja stabiilsed
+12V – kettaseadmed, ventilaator, ISA port (kollane juhe)
+5V – emaplaat, AT emaplaadi puhul ka protsessor, tegelikult küll emaplaat konverteerib protsessori jaoks 3,3 V peale (punane juhe)
+0V maandus (must juhe)
-12V serial port (sinine juhe)
-5V disketiseadme kontroller (valge juhe)
Soft power signaalid - ATX puhul võimaldavad tarkvaralist shutdowni jms.
Pinge
|
Voolutugevus
|
Võimsus
|
+5V
|
20,1 A
|
100,5 W
|
+12V
|
7,8 A
|
93,6 W
|
- 5V
|
0,3 A
|
1,5 W
|
- 12V
|
0,3 A
|
3,6 W
|
Pistikud:
Flopi kastutab pooletollist voolupistikud, kõvaketta ja CD-ROMi veidi suuremaid, AT emaplaadi puhul kaks voolupistikut emaplaadile (mustad juhtmed keskele), ATX emaplaadi puhul ainult üks voolukaabel. Jämedam must kaabel läheb power lüliti juurde (NB 220V).
Toitebloki keskmine võimsus on 250W. Serverite puhul on toiteblokid tihti dubleeritud, et saaks käigupealt vahetada.
Toiteblokkide tüübid:
XT – suured ja kohmakad, power nupp küljepeal 63,5W
AT – power nupp ees 180W
Baby AT – väiksem kui AT, võimsus enam-vähem sama
LPX – slimline korpuste jaoks – võimsus väiksem kui ATl
ATX/NLX – täiesti uus standard – softpower, 3,3V prosele, suurem võimsus jms.
SFX – ATX väiksem versioon slimline ja desktop korpuste jaoks; võimsus 90W
WTX – ATX arendus serverite jaoks – väga võimas, kuni 800W, topelt ventilaatorid.
III UPS – Uninterruptable power supply
UPS on seade, mille eesmärgiks on kaitsta arvutit pingekõikumiste ja ootamatute elektrikatkestuste eest.
UPSi puhul on oluline:
Palju energiat mahutab
Tööaeg antud tarbimise piires
Tüübid:
offline/standby UPS – vooluvõrgust läheb vool läbi pingemuhkude taandaja ja madalpääse filtri ning läbi lülituse otse arvutisse, kui vooluvõrgust vool kaob toimub ümberlülitus akule. Aku on converteri(vahelduvvool-alaliseks) ja inverteri(alalisvool-vahelduvaks) vahel. (square wave)
Ferro-resonant standby UPS – vooluvõrgust vool lülitusse, sealt 3 mähisega transformaatorisse. Aku aktiveeritakse jälle alles peale voolu kadumist. Võrreldes eelmisega transfer time peaaegu olematu.(modified square wave)
Line interactive UPS - Vooluvõrgust vool seadmesse, mis ühendab akulaadija, converteri,inverteri ja lülituse, akut kasutatakse probleemide puhul välispingega, väike transfer time. (sine wave).
Online UPS – kogu aeg kasutatakse akut, mida pidevalt laetakse. Transfer time puudub; suur energaikadu. (väga ilus sine wave).
Tarkvara:
status – koormatus, aku seisund jne.
Logs – voolukõikumiste logid.
Diagnostics – diagnostika
PC-Alarms – võimalikud teated, läbi võrgu jms.
UPSi akud on flooded cell tüüpi akud, mis kestavad umbes 10 aastat.
LED näidik:
online – võrguvool sees
on battery – aku toide
overload – tarbimine liiga suur
site wiring fault – vale faas või maandus puudu
replace battery – vaheta akut
low battery – aku tühjaks saamas
battery status – aku seis
load status – võimsuse seis.
IV Süsteemi BIOS – basic input output system
BIOS viib läbi alglaadimise, on madaltaseme tarkvara, mis on realiseeritud ROM põhimõttel. Alglaadimisel pöördub protsessor koheselt BIOSi poole.
Software layer model:
0 – riistvara
1 – süsteemi BIOS
2 – Op. süsteem
3 – rakendus
Alglaadimise käik:
Toitebloki käivitamine ja initsialiseerimine
BIOS ROMi aadress FFF0h ütleb prosele, mis edasi saab.
POST – power on self test – kas põhilised tükid on olemas
Otsitakse videokaarti BIOSt ja käivitatakse tavaline BIOS
Kontrollitakse, kas teisel seadmetel on ka BIOS
BIOS näitab startup screeni
mälu ja controllerite testid
ressursside kokkuarvamine
kui BIOS toetab PnP-d jagatakse seadmetele ressursid välja
Summary screen – pordid mälud kettad.
Otsitakse seadet, kust op. süsteem bootida
Otsitakse üles MBR või boot sector
Normaalsel käivitusel võtab op.süsteem üle.
Juhul kui ei leitud booditavat koodi järgneb veateade.
V Arvutisüsteemi mälu – system memory
Mälus hoitakse töötavate programmide koode ja andmeid.
ROM – read only memory permanentne ja turvaline
RAM – random access memory – pole permanentne – no power - no RAM
ROMi tüübid:
ROM – tõeline ROM – sisu ei saa üldse muuta
PROM – programmable ROM – sisu saab üks kord programmeerida
EPROM – erasable programmable ROM – saab kustutada(UV kiirgus) ja kirjutada
EEPROM – electrically erasable programmable ROM (FLASH BIOS)
RAMi tüübid:
SRAM – static RAM – toitevoolu olemasolu korral peab andmeid meeles ilma mälu värskendamata (prose cache). Kiire ja kallis, pole vaja refresh lülitusi.
DRAM – dynamic RAM – vajab refresh lülitusi, mis kujutavad endast lihtsalt andmete lugemist.
Sünkroonse ja asünkroonse DRAMi vahe on selles, et sünkroonsel DRAMil on koordineeritud taktsagedus st. prose teab kuna andmed tulevad.
Mälu kontroller on chipseti sisse integreeritud loogikalülitus, mis juhib mälu tööd.
Mälu siin on komplekt elektroonikat, mis liigutab andmeid mällu ja sealt tagasi. Paljudes arvutites on mälu ja protsessori siin kiiruse huvides ühildatud.
Mälu siin koosneb andmesiinist ja aadressisiinist. Aadressisiini suurus näitab palju andmeid on võimalik adresseerida:
24 bitti – 16 MB
32 bitti – 4 GB
36 bitti – 64 GB
Kuna protsessorite taktsagedus on kordi suurem mälusiini omast on kasutuses protsessori sisemise ja süsteemi taktsageduse kordaja – multiplier.
Pöördumisaeg – memory access time – Mälust andmete lugemise ja kirjutamise kiirus (ns) – ajavahemik andmete küsimisest saamiseni.
Mälu kiibid:
Kiipide suurust mõõdetakse bittides 16Mbit=4Mbit*4
4*1024*1024=4194304 aadressi, 4 bitti igal aadressil vajab 22 bitist siini, mille teostamisest piisab 11 pinnist 11x11 maatriksi tõttu.
Mälu moodulid:
SIMM – single inline memory module – 30 ja 72 pin
30 pin SIMM 1-16 MB aadressisiin 8 või 9 bitti
72 pin SIMM 1-32 MB aadressisiimn 32 või 36 bitti
DIMM – Dual inline memory module – 64 bitti või 72 bitti aadressi siin
SODIMM – kasutatakse läpakates
DDRRAM – double data rate RAM – 1 taktiga vahetatakse prosega infor 2 korda.
RIMM – rambus inline memory module – 184 pin – suur töökiirus
Paarsuskontroll – iga 8 biti kohta 1 kontrollbitt, mis võimaldab avastada vea paaritu arvu vigaste bittide korral. Ei paranda vigu ega aeglusta süsteemi töökiirust.
ECC – error correction code – toimib suurema bloki bittide peal ja võimaldab avastada1-2 bitiseid vigu, sealjuures 1bitiseid vigu ka parandada. Süsteemi jõudlus väheneb kuni 3%
Parity logic – mingi imelik süsteem, mis pentiumite puhul ei toimi.
Moodulite suurused:
SIMM 8(binMB)x32(bit) 60(ns) = 32 MB
DIMM 4x64 = 32 MB
Kiire vahemälu – Cache
Cache on puhver aeglasema ja kiirema seadme vahel, mille ülesandeks on andmevahetuse kiirendamine.
Cache liigid:
L1 (primary cache) – Kiireim mälu arvutis, integreeritud, vajalik CPU sisemisteks operatsioonideks
L2 (secondary cache) – suurema mahuga aga aeglasem. Paigutatud emaplaadile või integreeritud prose boxi lähedusse
Disk cache – andmete bufferdamiseks RAMi ja kettaseadme vahel
Perifeerial cache – perifeeria seadmete jaoks.
Cache töö:
Cachimine on kasulik tegevus, sest 512 kbitti L2 cache peale võib bufferdata 64 MB RAMi, nii, et nõudmised on 90% täidetud.
Cachimise strateegiad:
kui loetakse midagi aeglasema seadme pealt, siis on tõenäoline, et seal läheduses olevat infi on järgmisena vaja st. ennustatakse, mis infi vaja läheb.
Kui on vaja saata andmeid aeglasema seadme peale siis on tõenäoline, et tuleb õige pea veel andmeid mida saata.
Prose täidab töö käigus tsükliliselt palju kordi lihtsaid koodilõike, mida on kasulik cachis hoida.
L2 Cache töö:
Hit – andmed on caches peegeldatud
Datastore – tegelike andmete säilitus mälu.
TagRAM – sildimälu-järjepidamine selle üle millised andmet on datastoris peegeldatud.
TagRAMi suurus määrab ära bufferdatava RAMi suuruse. TagRAM otsustab kas hit või mitte.
Datastores liigutatakse korraga 32 baiti e 256 bitti infot.
Cache write policy:
write back – Kui süsteem tahab RAMi kirjutada ja see osa RAMist on bufferdatud siis muudetakse andmed ainult caches, RAMi uuendatakse siis kui see on vältimatu. (stale oht).
Write through – andmed kirjutatakse üle nii caches kui RAMis – on aeglasem.
Normaalse töö puhul pole stale probleem, sest tänu dirty bitile teab arvuti kuna andmeid uuendada. Selliste buffrite puhul kus üks pool on permanentne võib staliga probleeme tekkida.
VI Siinid – system bus
Siin on kanal seadmete vahel info vahetamiseks.
Siinid jagunevad:
sisemised siinid – ühendavad emaplaadi küljes olevaid seadmeid
välimised siinid – ühendavad välimisi I/O seadmeid
Siin koosneb kolmest komponendist:
andmesiin – databus – edastab andmeid
aadressisiin – address bus – edastab aadresse kuhu andmed panna
juhtsiin – control bus – juhib eelmiste tööd
Siinide tüübid:
Processor bus
Cache bus
Memory bus – 64 bitti
Local I/O bus (VLB, PCI) – 16 bitti
Standard I/O bus (ISA) – 8/16 bitti
Bridge – kindlustab siinide omavahelise suhtlemise
PCI – Pheripherial component interconnect (helikaardid, võrgukaardid vanemad videokaardid)
Siinide olulised parameetrid:
ribalaius – buswidth – läbilaskevõime Mb
andmeosa laius – bittides
kiirus – palju on ajahetkes võimalik andmeid vahetada Mhz
Tüüp
|
Andmeosa laius
|
kiirus
|
Ribalaius
|
8 bitine ISA
|
8 bitti
|
8,3 Mhz
|
7,9 Mb/s
|
16 bitine ISA
|
16 bitti
|
8,3 Mhz
|
15,9 Mb/s
|
EISA
|
32 bitti
|
8,3 Mhz
|
31,8 Mb/s
|
VLB
|
32 bitti
|
33,3 Mhz
|
127,2 Mb/s
|
PCI
|
32 bitti
|
33,3 Mhz
|
127,2 Mb/s
|
PCI 2.1
|
64 bitti
|
66,6 Mhz
|
508,6 Mb/s
|
AGP
|
32 bitti
|
66,6 Mhz
|
254,6 Mb/s
|
AGP x2
|
32 bitti
|
2x66,6 Mhz
|
508,6 Mb/s
|
AGP x4
|
32 bitti
|
4x66,6 Mhz
|
1017,3 Mb/s
|
VII Arvutisüsteemi ressursid – System ressources
IRQ – interrupt request
DMA – direct memory access – suhtleb mäluga vahetult ilma protsessori abita
I/O ports – komplekt mälupesasid
IRQ katkestustabel:
system timer
klaviatuur
kaskaadi tõttu kinni
PCI
PCI
PCI
PCI
printerport
kaskaadi tõttu kinni
vaba
vaba
tihti USB
PS/2 hiir
ujukoma protsessor
HDD
HDD
I/O ports – 378h … 3F8h
DMA:
mälu refresh
helikaart
floppy
SCSI/modem
kaskaadi tõttu kinni
helikaart
tühi
tühi
VIII Masssalvestusseadmed
Floppy:
On kahepoolsed, st. kasutatakse mõlemat poolt andmete hoidmiseks.
Disketid kasutavad FAT 12. FATis on kirjas faili alguse või lõpu tunnus
Cluster – 2 liidetud sektorit
Slack – kasutamata clusteri osa
Flopi teeb umbes 300 pööret minutis, kõik flopid kasutavad SA-400 liidest.
Tüübid:
8” – pehme floppy
5 ¼” - pehme floppy
3 ½”
Tihedus:
DD – double density
HD – high density
5 ¼ DD – 360 K
3 ½ DD – 720 K
5 ¼ HD – 1,2 MB
3 ½ HD – 1,44 MB
Adresseerimine:
0 ja 1 pool
0-79 rada
0-18 sektorit
1 sektor – 512 baiti
Kõvaketas:
Kõvaketas koosneb õhukestest magnetkihiga andmeid säilitavatest ketastest (3–5), mis on suletud metallkesta. Andmed paiknevad magnetiliselt polariseeritud väljadel. Iga ketta kohta on 2 lugemis/kirjutamis pead, mis asuvad ketastest umbes 3/1000 mm kõrgusel. Akurraator on seade, mis liigutab kirjutamis/lugemis päid.
Olulised näitajad:
Kõvaketaste pöörlemiskiirused on 6400, 7200 ja 10000 rpm.
Internal transfer rate – kui kiiresti loetakse informatsioon kontrollerile.
Burst transfer rate – kui kiiresti kannab liides andmeid üle.
Sustained transfer rate – pidev ülekande kiirus, näitab kui kiiresti liigub informatsioon seadme ja arvuti vahel.
Access time (keskmine päringu kiirus) = seek time (õige rajani jõudmiseks kuluv aeg) + latency (plaatide pööramiseks kuluv aeg, et pea jõuaks konkreetsesse punkti)
Müratase
Interleaving – põhimõte, mille kohaselt sektorid ja klusterid ei asu kettal järjest.
MBR – master boot record – esimese raja esimene sektor, kus asub partitsioonide tabel.
IX Videokaardid ja monitorid – videocards and VDUs
Videokaardid:
Videokaart toodab pildi monitori jaoks. Selle käigus muudetakse digitaalsignaal analoogsignaaliks (CRT mitte TFT puhul)
Videokaardi komponendid:
kuvaprotsessor – lülitus, mis tekitab pildimällu pildi kuvarile saatmiseks.
Pildimälu – frame buffer – siin säilitatakse digitaalsel kujul kõigi kuvarile saadetavate pikslite väärtused.
RAMDAC – digitaal-analoog muundur – teisendab pildimälu sisu analoogsignaaliks.
Draiver – programmijupp, mis tõlgib videokaardile, mida teha.
Olulised näitajad:
Pildimälu suurus
RAMDACi kiirus Mhz – pikslite arv sekundis mille RAMDAC analoogkujule viib ja kuvarile saadab
Resolutsioon
Värvussügavus
Vertikaalne värskendussagedus – mitu korda sekundis RAMDAC pildimälust loeb.
Monitorid:
CRT – cathod ray tube – elektronkahur, mis tekitab elektronkiire.
sagedusel üle 85 hz pole värelus nähtav
võimsus 60-150 W
reageerimiskiirus pole märgatav
vaatenurk 150 kraadi
hea värvikvaliteet
suhteliselt odav
LCD – liquid crystal display
värelus puudub
võimsus 25-40W
reageerimisaeg 20-30 ms.
Ettemääratud resolutsioon
Vaatenurk 110 kraadi
Esineb pikslivigu
Pole tundlik magnetvälja suhtes
Digitaalne sisendsignaal DVI
Parem heledus
Olulised omadused:
diagonaal
punktisamm
horisontaallaotussagedus – sagedus, millega toimub ridade laotamine CRT ekraanile e. 1 sekundi jooksul kuvatavate piksliridade arv. (24-115khz)
vertikaallaotussagedus – kui kiiresti vahetatakse pilti (hz)
LCD jaguneb passiiv(STN, DST, FCSTN)- ja aktiivmaatriksiks (TFT).
X Skännerid ja printerid - scanners and printers
Skännerid:
Skänner on seade, mis viib graafilise kujutise üle digitaalkujule (töötab koopiamasina põhimõttel)
OCR – optical character recognition
Tüübid:
flatbed scanner
projektsiooni skänner
käsiskänner
trummelskänner
Olulised näitajad:
toonieraldus – bit depth (24 bit)
resolutsioon – 300x300 dpi või 600x600 dpi
optiline – pikslite tegelik arv
interpolated – mitu punkti “leiutatakse” kahe reaalse vahele.
dynamic range – võime värve edasi anda 0-5
ühendus – USB, parallel port, DIN, LPT
tarkvara
Printerid: Levinumad tüübid:
maatriks – 200-300cps – tähemärgid sakilise servaga
tindiprinterid – 7 ppm – probleemideks feathering (ebapuhtad servad) ja bleeding (tindi valgumine alla)
thermal wax
piezoelectric
bublejet
laser/led – 15 ppm
XI Modemid - modems
Modem on lisaseade, mis moduleerib ja demoduleerib signaale.
Modemid jagunevad:
sisemised modemid – PCI siinil
ei vaja autonoomset toidet
odav
ei vaja lisaruumi
ei kasuta ära serial porti
välimised modemid
töökindlamad
kallimad
kerge paigaldada
autonoomne restart
PMCIA modemid – sülearvutite jaoks.
Nullmodem – kaabel kahe arvuti vahel
56 bps modemi maksimaalkiirus on 7KB/s
XII RAID
RAID – redundant array of independent discs – kõvaketaste massiiv. Meetod mitmete kõvaketaste kokkusobitamiseks, et saavutada suuremat töökindlust või kiirust. Ühe partitsiooni alla võib kuuluda mitu kõvaketast. Raide on nii riistvaralisi (kettakontroller) kui tarkvaralisi (Linuxi puhul).
RAID linear – suur virtuaalne partitsioon, mis ei paku suuremat töökindlust ega andmekaitset.
RAID striping – pidev jada kettablokidest.
Tüübid:
RAID-0 – olemasolevatest kettastest üks suur massiiv, mis tagab suurema lugemiskiiruse.
RAID-1 – mirroring – paaris kettaseadmed dubleerivad üksteist
RAID-4/5 – paarsuskontrolliga n+1 ketast – tagatud on stabiilsus ja suurem kiirus, 1 ketta tõrke puhul saab andmed taastada.
XIII SCSI
SCSI – small computer system interface. IDE alternatiiv, mis võimaldab ühendada arvutiga kõvakettaid, skännereid ja CD/DVD-ROM. On kiirem ja kvaliteetsem, võimaldab kasutada rohkem seadmeid kui IDE. SCSI kaardid omavad oma ROM-BIOSi.
8 bitise(narrow) SCSI korral saab kasutada 8-1=7 seadet (1-kontroller)
16 bitise(wide) SCSI korral saab kasutada 16-1=15 seadet
SCSI siinikiirused:
|
Narrow
|
Wide
|
Regular – 5 Mhz
|
5 Mb/s
|
10 Mb/s
|
Fast – 10 Mhz
|
10 Mb/s
|
20 Mb/s
|
Ultra fast 20 Mhz
|
20 Mb/s
|
40 Mb/s
|
On olemas ka serial SCSI (FireWire), mis kasutab jadasignaale ja on väga kiire 400Mhz.
SCSI seadmeid kasutatakse enamasti serverites (hot swap st. käigupealt vahetatavad).
XIV Emaplaat – motherboard
Emaplaat on arvuti põhiline komponent, mis määrab jõudluse, ülesehituse ning kasutatavate seadmete tüübid. Kogu andmeedastus käib läbi emaplaadi.
Tüübid:
AT
Baby AT –
väiksem kui AT;
problemaatiline kuna protsessori pesa jäi jalgu pikematele kaartidele;
COM, LPT ja teiste portide ühendused toodud kaabliga korpuse tagaküljele.
ATX –
integreeritud I/O portide pistikud
integreeritud PS/2
keeratud 90 kraadi, millega vähendati kettaseadete takistust.
Vähendatud laienduskaartide takistust
Parem jahutus
Parem toitebloki pistik
Softpower toetus
3,3 V toetus
AGP port
LPX ja mini LPX – Western Digitali poolt välja töötatud masstoodangu komplektide jaoks.
Ruumi efektiivsem ärakasutamine
RAISER kaarti kasutus
Integreeritud video ja pordid
NLX
RAISER kaarti kasutus
Parem disain suuremate mälumoodulite jaoks
AGP
Parem soojusjuhtivus
Toetab nii desktop kui tower tüüpi korpust
XV Kiibistik – chipset
Chipset on kontroller, mis määrab:
palju saab kasutada mälu
palju saab kasutada L2 cache
mis tüüpi mälu saab kasutada
mälupesade arvu emaplaadil
paarsuskontrolli olemasolu
protsessori piirkiiruse
Chipset tõlgib protsessori palvet mälust andmete saamiseks ja bufferdab siine.
|