Arvutite riistvara (0)

Eesti Mereakadeemia
Informaatika ja arvutitehnika õppetool
INFORMAATIKA - I
Arvutite riistvara
(loengukonspekt)
Koostas: J. Pääsuke
Tallinn
2001-2004.a.
Sisukord
1. Sissejuhatus 4
1.1. Arvutite (personaalarvutite) ajaloost 5
1.2. Mõningaid põhimõisteid 6
1.3. Arvuti väljast ja seest vaadatuna 7
2. Arvutite protsessorid 9
2.1. Mikroprotsessor 10
2.2. Muut- ja püsimälu 14
3. Emaplaat 15
3.1. Pordid ja pistikud 16
4. Andmekandjad 18
4.1. Disketiseade 18
4.2. Kõvaketas 21
4.3. CD-ROM 24
4.4. Kirjutav CD-ROM'i seade 29
4.5. DVD- ( Digital Versatile Disc ) 32
4.6. Magnet-optiline ketas 38
4.7. Striimer 39
4.8. Mälupulk . Välkmälu ( Flash Memory Stick ) 39
5. KUVAR 41
5.1. Tööpõhimõte 41
5.2. Millest pilt koosneb 43
5.3. Subjektiivsed väärtused 45
5.4. Ekraani suurus ja hind 45
5.5. Energiasääste, ohutus, kiirguskaitse ja demagneetimine 46
5.6. Graafikastandardid 47
5.7.Vedelkristallkuvar 49
6. PRINTER 52
6.1. Printerite kvaliteedi näitajad ja tehniline iseloomustus 53
6.2. Arvutikirjad ja kooditabelid. 59
6.3. Tarkvaratoetus (emuleeringud). 61
6.4. Printerite liigid 61
7. Internet - ülemaailmne arvutivõrk 65
7.1. Mis on Internet? Natuke ajalugu 65
7.2. Kuidas töötab Internet? 66
7.3. World Wide Web (e. veeb). Mis see on? 67
7.4. Elektronpost (e. E-post) 69
7.5. Failide allalaadimine 69
7.6. Interneti uudisegrupid 70
8. Kordamisküsimused 72

1. Sissejuhatus

Käesoleva loengukonspekti koostamisel on kasutatud veebisaitides www.arvutiweb.ee, www.howstuffworks.com avaldatud materjale, samuti kirjandust autoritelt T. Tilk, T. Martens, A. Mägi, J. Pihlau jt., ajakirjas Arvutimaailm avaldatud artikleid, EMA õppejõu M.Kirikali poolt koostatud materjale jne.
Arvuti tuleneb inglisekeelsest sõnast Compute(r), mis tähendab arvutama e. arvuti. Siit siis ka eestikeelne sõna arvuti. Paar aastakümmet tagasi kasutati eesti keeles ka sõna raal. Seda seoses tolleaegsete suurte ja kohmakate arvutite (nn. Mainframe) nimetusena.
Rääkides elektronarvutitest, mille esiisaks oli arvuti ENIAC , siis nende tööprintsiibid töötas välja ja esitas 1945.a. kuulus USA matemaatik John von Neumann . Vaatleme lühidalt neid printsiipe.
Neumann'i järgi koosneb arvuti järgmistest seadmetest:
aritmeetika - loogika seade - täidab aritmeetika ja loogikaoperatsioone
juhtseade - organiseerib programmi täitmise
mäluseade või mälu - programmide ja andmete hoidmiseks
sisend - väljundseadmed - info sisestamiseks ja väljastamiseks
Arvuti mälu koosneb mälupesadest, millistel igal on kindel järjekorra number e. aadress. Mälu on mõeldud andmete ja programmi korralduste (e. käskude ) hoidmiseks. Mälupesade sisu peab olema kättesaadav ka arvuti teistele komponentidele.
Allpool toodu kirjeldab sidemeid arvuti komponentide vahel (ühekordsed jooned viitavad juhtimisinfo ja kahekordsed andmeinfo liikumisele)
Sisend-väljund- seadmed
Aritmeetika - loo-gikaseade
Juhtseade
Põhi- e. operatiiv -mälu
Üldjoontes töötab siis arvuti järgmiselt:
1. Mingi sisend-väljundseadme abil viiakse arvuti põhimällu programm, milline koosneb käskudest. Peale seda loeb arvuti juhtseade mälu pesast (pesadest) programmi esimese käsu ja organiseerib selle täitmise. Käsu funktsioonid võivad olla erinevad (aritmeetika- või loogikaoperatsioonid, andmete lugemine või salvestamine, andmete lugemine mäluseadmelt jms.)
2. Edasi loeb arvuti juhtseade programmi järgmise käsu. See programmi käsk võib aga olla nn. suunamiskäsk, mis määrab järgmise täidetava käsu algusaadres­si. Selline "hüpe" võib toimuda tinglikult, st. peale mingi tingimuse täitmist.
3. Seega arvuti juhtseade täidab programmi käske automaatselt, ilma inimese sekkumiseta. Programm võib vahetada infot välismäluseadmetega. Kuna viimased töötavad aeglaselt, siis juhtseade võib vahepeal peatada programmi täitmise seniks kuni lõpeb andevahetus.

1.1. Arvutite (personaalarvutite) ajaloost

Esimene elektronarvuti ENIAC loodi 1945.a. Arvutid , mis ehitati möödunud sajandi 1945- 50.a. olid suured seadmed, mis olid realiseeritud elektronlampidel ning võtsid enda alla terveid ruume , maksid ränka hinda ning olid kättesaadavad ainult suurtele rikastele firmadele ja riiklikele teadusasutustele. (Näiteks arvuti ENIAC oli realiseeritud 18.000 elektronlambil, tegi 5000 operatsiooni sekundis, kaalus ~50 tonni, ning tarbis elektrivõimsust ~50 kW). Seoses kaasaegse tehnoloogia arenguga elektroonika valdkonnas muutusid ka arvutite gabariidid ja nende tehnilised näitajad.
Transistori leiutamisega 1948.a. vähenesid oluliselt arvutite gabariidid, suurenes nende töökindlus ja vähenes energiatarve. Räägiti arvutite teisest põlvkonnast.
Järgmine oluline samm oli integraalskeem e. kiip ( chip ). Kiibi autoriks oli R. Noise (Intel-i firma asutaja) 1959 .a. See leiutis võimaldas ühele plaadile asetada nii transistorid kui ka kõik vajalikud ühendused nende vahel. Tulevikus pooljuhtide arv, mida sai asetada ühele kiibile kahekordistus iga aastaga. Esimese integraalskeemidel oleva arvuti laskis välja firma Burroghs 1968.a.
Aastal 1970 tehti järgmine samm personaalarvuti loomise suunas. Inteli firma töötaja
M.E. Hoff lõi integraalskeemi, milline täitis nn. suure arvuti protsessori funktsioone. Loodi esimene mikroprotsessor Intel - 4004. Loomulikult selle mikroprotsessori tehnilised võimalused ei küündinud suurte arvutite protsessorite omadeni. Võimaldas töödelda üheaegselt 4 bitti infot, samal aja kui suurte arvutite protsessorid töötlesid 16 või 32 bitti. Firma Intel aga jätkas tööd selles valdkonnas, ning 1973.a. lasti välja juba 8 bitine mikroprotsessor Intel 8008 ja aasta hiljem selle täiustatud variant Intel 8080.
Alguses mikroprotsessoreid kasutati eriseadmetes nagu liftide juhtimisel jms. Kuid mikroprotsessori Intel 8008 baasil loodi 1975.a firmas MITS esimene arvuti Altair- 8800 . See arvuti maksis 500 USD. Selle arvuti võimalused olid piiratud ( operatiivmälu 256 baiti ), klaviatuuri ja ekraani ei olnud. Sai populaarseks. Hilisemad variandid varustati monitoride ja klaviatuuriga. P.Allen ja B.Gates (tulevane firma Microsoft asutaja) töötasid selle arvuti tarvis sisseehitatud Basic -u interpretaatori.
Firma MITS edusammud innustasid ka teisi firmasid arvutite alal tegutsema. Alustati ka üldotstarbelise tarkvara väljatöötamisega, nagu näiteks tekstiredaktor WordStar (1978.a.) ja tabeliprotsessor VisiCalc (1979.a.). Need väljatöötlused aitasid kaasa mikroarvutite(siis neid nii ka nimetati) edasisele tormisele arengule. Suure panuse personaalarvutite arendamisel ja kasutamisele võtmisel andis firma Apple .
Tollal maailma suurim suurte arvutite tootja firma IBM ei kiirustanud mikroarvutite loomisega . Kuid vastav väljatöötajate grupp siiski loodi. Nendele anti vabad käed, selles mõttes, et raha kokkuhoiu eesmärke silmas pidades lubati kasutada ka teiste firmade valmistoodangut ( kuvarid , klaviatuurid , printerid jne.). Mikroprotsessoriks valiti tollal uus 16 bitine Intel-i firma toode Intel-8080, mille kasutuselevõtt võimaldas oluliselt suurendada arvuti potentsiaalseid võimalusi, nagu näiteks töötamine kuni 1Mb põhimäluga. See arvuti lasti turule 1981.a. augustis ning sai nimeks IBM PC. Tema populaarsus kasvas väga kiiresti, ning seda tüüpi arvutid moodustavad tänapäeval ~90% kõikidest kasutatavatest arvutitest.
IBM PC populaarsus on seletatav ka sellega, et tema loomisel kasutati nn. avatud arhitektuuri, mis võimaldab juba soetatud komplekti uuendada või muuta. Avatud arhitektuur seisneb selles, et süsteemi kaardil ehk nn. emaplaadil asetsesid ainult need komponendid, mis täidavad informatsiooni töötlemisega seotud tegevusi. Nende juhtseadmete komponendid, mis juhivad teiste seadmete, nagu monitor , kettad , printerid jms. olid realiseeritud eraldi kaarditena, milliseid nimetatakse adapteriteks või ka kontrolleriteks. Kaartide jaoks on emaplaadil eraldi pistikupesad, millised saavad toite ühtsest toiteplokist. Viimasel ajal on hakatud nn. standardkaarte koondama mikroskeemidesse, mis asuvad emaplaadil.

1.2. Mõningaid põhimõisteid

Andmed on informatsiooni formaliseeritud esitus kujul, mis võimaldab informatsiooni salvestamist ja töötlemist arvutis. Eristatakse mitut liiki andmeid: arve, tekste , graafikakujundeid, pilte, videod jms.
Bit on informatsioonihulga elementaarühik, mis kujutab endast ühte kahest võimalikust sündmusest. Realiseeritakse arvuti põhimälus ühe kaheseisundilise transistoriga või impulsi olemasolu või puudumisega magnetkandjal. CD-ROM-i tüüpi seadmes aga süvendi olemasoluga või selle puudumisega plaadi plastmasspõhimikus.
Bait (Byte) on üldjuhul 8 bitine väli. Personaalarvuti põhimälu pesas olev informatsioon kirjeldatakse kasutades kahendsüsteemi tähiseid , st. arve 0 ja 1. Seega baidis võivad esineda järgmised bitikombinatsioonid:
00000000 "0"
00000001 "1"
00000010 "2"
00000011 "3"
...
11111010 "A" 28=256 erinevat
11111011 "B" kombinatsiooni
...
10011010 "a"
...
11111111
K 1K (kilobait)= 210b = 1024b
1M(megabait) =210K = 1024K=1048576b
1G(gigabait) = 210M = 1024K = 1048576K= 1073741824b
1T(terabait) = 210G = 1024G=1048576M=1073741824K
una üks bait on väike andmeüksus, siis kasutatakse veel järgmisi andmeüksusi, nagu:
Fail on omavahel seotud andmete kogum. Teisest küljest on fail ka nimeline säilitusüksus välismälu seadmel . Fail koosneb kirjetest. On kaks põhimõtteliselt erinevat faili tüüpi:
- programmifailid
-andmefailid
Programmifailid sisaldavad korraldusi teatud tegevuste täitmiseks arvutil .
Andmefaile võib omakorda jagada mitmeti. Kui asjale läheneda süsteemide Windows seisukohalt siis võib eristada näiteks tekstitöötlussüsteemiga Word loodud faile, tabeltöötlusprogrammiga Excel loodud faile, joonistusprogrammiga Paint loodud faile jne.
Nagu öeldud , eristatakse faile nimega. Operatsioonisüsteemides MS DOS ja Windows 3.1 koosnes faili nimi kahest osast : . e. inglise keeles .. Nendes süsteemides võis faili nimi koosneda kuni 8 sümbolist ja laiend kuni 3 sümbolist. Laiend võis ka puududa. Operatsioonisüsteemides Windows 95/98/2000/XP võib faili nimi koosneda kuni 254 sümbolist, ning võib põhimõtteliselt sisaldada ka tühikuid ja eesti eritähti.
Programmifailide laiendid on fikseeritud ja nendeks on .COM ja .EXE . Kontoripaketi MS Office koosseisu kuuluvate andmefailide laiendid on samuti fikseeritud. Nii näiteks on tekstiredaktori Word dokumendifailide laiendiks .DOC, tabelarvutussüsteemi Exceli failide laiendiks .XLS jne.

1.3. Arvuti väljast ja seest vaadatuna

Toodud pildil on kujutatud tavaline kontoriarvuti. Klaviatuur ja hiir on arvuti juhtseadmeteks. Printer on mõeldud dokumentide jms. trükkimiseks.
Korpuseid on kahte põhitüüpi tornikujulised (tower) ja desktop . Desktop-tüüpi korpused on mõeldud asetamiseks lauale, monitori alla. Torni tüüpi korpused paigutatakse aga üldjuhul põrandale nt. laua alla. Tavaliselt on torntüüpi korpustel suuremad eelised, kui Desktop-tüübil. Nad on ruumikamad ja omavad suuremaid laiendusvõimalusi.
Alltoodud joonisel on toodud korpuste põhitüübid:
Tornikujulide korpus Desktop Arvuti seest
Arvuti korpusel on täita mitu tähtsat rolli. Ta kaitseb enda sisemuses peituvaid komponente nii staatilise elektri kui ka füüsiliste vigastuste eest. Samuti vähendab korralik korpus enda sisemuses olevate seadmete võimalikku müra , kaitstes seega ka väliskeskkonda ja selles viibivat kasutajat. Korpuses asuvad arvuti eluliselt tähtsad komponendid (vt. joonis) nagu emaplaat, välismäluseadmed, toiteplokk, modem jms.

2. Arvutite protsessorid

Protsessor (CPU- Central Processing Unit ) on arvuti “süda, mida võib võrrelda inimajuga. Temaga on ühendatud kõik sisend-väljundseadmed ning välismälud, tõlgendab kõiki arvutiprogrammi poolt saadetud korraldusi ja täidab need. Korraldab andmete:

• salvestamist,
  
• töötlemist,
  
• edastamist
  
• väljastamist
  

Personaalarvutites paikneb protsessor emaplaadil, mis sisaldab rea kõrge integratsiooniastmega mikrolülitusi, millest tähtsaim on mikroprotsessor.
Protsessori kui arvuti "südame" sisemise "pulsilöögi" määrab taktgeneraatori ehk kella võnkesagedus. Reeglina asuvad emaplaadil eraldi mikroskeemidena nii protsessor, muutmälu (RAM - Random Access Memory) kui ka püsimälu (ROM - Read Only Memory). RAM-i võib võrrelda inimese lühiajalise mäluga, ROM-i pikaajalise kustumatu mäluga.
Arvuti "meeleorganiteks" on emaplaadile juurde lisatud erilised sisend-väljund (S/V)- lülitused. Andmeimpulsse edastatakse arvutisõlmede vahel siinide abil, mida võib võrrelda inimese "närvikiududega". Protsessor täidab arvutikäske üksteisele järgnevate sammudena. Kõigepealt tuleb käsk välja lugeda mälust, panna siis erilisse käsuregistrisse ja dešifreerida käsukood , et teada saada, mida järgnevalt tuleb ette võtta. Põhimõtteliselt peab iga käsu kahend­kood sisaldama järgmisi osi:

• osa, mida nimetatakse käsukoodiks (operatsioonikoodiks) ja mis määratleb teostatava tehte iseloomu (näiteks kahe arvu liitmine )
  
• andmete asukoha (alguspesa järjekorra numbri e. aadressi), näiteks kahe arvu liitmisel liidetavate (operandide) aadressid
  
• tehte tulemi paigutuskoha (aadressi)
  
• järgmisena täidetava käsu asukoha.
  

Seega oleks vaja 4 aadressvälja, mis teeb käsu aga väga pikaks. Vajalike aadresside vähendamiseks 1-2-ni kasutatakse praktikas mitmesuguseid võtteid nagu:

• käsuloenduri kasutuselevõtt, mille sisu kasvatatakse ühe võrra enne järgmise käsu sisselugemist
  
• ilmutamata või kaudse adresseerimise rakendamine
  
• tulemi paigutamine ühe operandi registrisse (protsessori sisemisse mällu)
  
• jne.
  

Tüüpiline üheaadressiline käsk ADD B tähendab näiteks seda, et registri B sisu tuleb liita akumulaatorregistri sisule ja tulem panna sinnasamasse. Akumulaator ( register ) on seejuures protsessori üldkasutatav register, mida kasutatakse enamike operatsioonide puhul vahetulemuse hoidmiseks. Muidugi eeldab see seda, et on vaja lisakäske akumulaatori ja B täitmiseks. Akumulaatori kõrval väga oluliseks registriks on käsuloendur (program counter ), mille sisule liidetakse iga käsu täitmise järel käsu pikkus ja mis sisaldab täidetava või järgmise käsu aadressi. Erivajadusel (siirdekäskude puhul) saadetakse sellesse registrisse tavapärasest erinev siirdekoha aadress.

2.1. Mikroprotsessor

Tüüpilise mikroprotsessori struktuuriskeem (vaata järgmist joonist) sisaldab lisaks taktgeneraatorile juhtseadet (CU- Control Unit), aritmeetika- loogika seadet (ALU-Arithmetical and Logical Unit) ja hulga siseregistreid, samuti veel juhtmestikke (siine) andmete, aadresside ja juhtimissignaalide teisaldamiseks plokkide vahel.
ALU võimaldab täita lihtsamaid aritmeetilisi ja loogilisi operatsioone: aritmeetilist liitmist, -lahutamist, nihutamist, loogilist korrutamist (loogilise-JA-operatsiooni) jne. Juhtimisseade juhib ja koordineerib ALU ja sisemiste registrite tööd arvutikäsu täitmise käigus. Sisemine registerplokk toimib mikroprotsessori sisemäluna, sest ta on peamiselt kasutusel andmete ja käskude ajutiseks säilitamiseks.
Kiirus, millega juhtseade ja teised mikroprotsessori osad võivad käske ja andmeid töödelda, on määratud arvuti töösagedusega (kellasagedusega), mida mõõdetakse MHz-des (1 megaherts võrdub 1 miljoni võnke/lülitusimpulsiga sekundis) ja viimasel ajal GHz -des (gigahertsides). Teiseks oluliseks mikroprotsessorite parameetriks on siinide laius. Ajalooliselt on see olnud vahemikus alates 8 bitist ja tänapäeval kuni 64 bitti.
Kaasaegsete mikroprotsessorite arengu kõige tähelepanuväärsemaks iseloomustajaks ongi nende töökiiruse ülikiire suurenemine koos mikrolülituse kristallile paigutatud elementide arvu kiire kasvuga (transistoride arv ulatub juba kümnetesse miljonitesse).
Siiski sõltub arvutuste tegelik kiirus ja arvutisüsteemi jõudlus ka paljudest teistest faktoritest: protsessori- ja siiniarhitektuurist, mälutöö korraldusest, arvutusülesande iseloomust jne. Protsessorite tegeliku jõudluse hindamisel on levinud (kuigi lihtsustatud) parameetriks MIPS ( miljoneid operatsioone sekundis).
Personaalarvutustehnikas ongi aegade jooksul kõige enam kasutatud firma Intel mikroprotsessoreid, milliseid alates 8086-st iseloomustab täielik tagasiühilduvus, s.t. et vanad programmid on töövõimelised ka uuemate protsessoritega (nn. x86-perekond). Lühiülevaate Intel'i mikroprotsessoritest annab järgnev tabel.
Protsessor
Aasta
Andmebitte
Aadressbitte
Töösagedus MHz
Märkusi
8086
1978
16
20
5...10
8088
1978
16/8
20
5...8
Orig. IBM PC ja PC/XT
80286
1982
16
24
8...12
Virtuaalmälu ; 5-20 korda kiirem kui 8086
80386DX
1985
32
32
16...33
Multitegumtöö, virtuaalmälu; 2-4 korda kiirem kui 80286
80386SX
1988
32/16
24
80386SL
1990
32
Madalpingeline, kandearvutitele
80486DX
1989
32
32
25...50
Peitmälu, kaasprotsessor; konveiertöötlus
80486SX
1991
32
32
16...33
Eelmise odavam variant ilma kaas­protsessorita
80486SL
1992
32
32
20...33
Madalpingeline, kandearvutitele
80486DX2
1992
32
32
50...66
Kella kahekordistiga
80486DX4
1994
32
32
75...100
Kella kolmekordistiga
Pentium
1993
32/64
32
60...200
Pentium Pro
1995
32/64
32
133...266
Korpuses 2 kristalli: CPU ja L2- vahemälu (256 või 512 KB)
Pentium II
1997
32/64
32
233..300
MMX tugi, L1-vahemälu 32 KB
Pentium MMX
1997
32/64
32
>133
Pentium III
1999
32/64
32
...510
Pentium IV
2000
32/64
32
1,7...4 GHz
Selgituseks tabelile niipalju, et andmebittide kaks väärtust, nt. 32/16, tähendavad seda, et protsessori sisemine siin on 32-, välimine aga 16-bitine. Lühema välissiiniga lahendus on märksa odavam, kuid sellega kaasneb paratamatult teatav töökiiruse langus. Virtuaalmälu puhul on tegemist sellise tehnikaga , mis lubab protsessori mäluseadmete aadressruumi näivalt suurendada väliste mäluseadmete arvelt.
Inteli mikroprotsessorite kõrval on palju kasutamist leidnud ka teised protsessoritüübid, eriti aga Motorola 68xxx-pere (mikroprotsessorid, mille tähistus algab numbritega 68). Nende baasil on loodud populaarsed Apple'i Macintosh -arvutid, mis mitmes suhtes on olnud IBM-tüüpi PC-dele eeskujuks (akende, ikoonide, rippmenüüde ja muude graafiliste abivahendite, samuti hiire esmane kasutuselevõtt). Apple'i, Motorola ja IBM-i ühistöös valmis eriti suure jõudlusega nn. RISC-protsessorite sari PowerPC, mida kasutatakse muuhulgas ka uutes Macintosh-arvutites.
Pentium -oli uus protsessorite perekond, mis sai patendikaalutlustel 586 asemel nimeks Pentium (Kui Intel kaebas AMD kohtusse "586" nime kasutamise pärast, leidis kohus et number ei saa olla nimi ja 586-te ei saa patenteerida. Nii ostiski Intel nime, mis vihjaks 586-le aga ei oleks nii üldkasutatav. Kreeka keelest number viis ja ladina keelne lõpp sellele tundus olevat sobilik). Esialgu toodeti 60, 66, 75, 90, 100 MHz sagedusel töötavaid kiipe. Pentiumi omapäraks oli see, et mälu siin töötas 60-66 sagedusel, protsessori sagedus määrati kordajaga, mis alguses oli 1-1,5. PCI töötas aga endiselt 33 MHz sagedusel. Varsti ilmusid turule 120 ja 133 MHz kiibid . Kõikide standard-Pentiumite sisemise cache suuruseks oli 16 kb, mis oli endiselt jagatud andmete ja käskude vahel (8+8). Kui võeti kasutusele 2-st kõrgemad kordajad protsessori sageduse määramiseks , tulid turule ka 150, 166 ja 200 MHz Pentiumid. Sellega oli ka klassikalise Pentiumi areng lõppenud.
Pentium
Taktsagedused (MHz)
Seeriatootmise algus
60; 66
III 1993
75
X 1994
90; 100
III 1994
120
III 1995
133
VI 1995
150; 166
I 1996
200
VI 1996
Pentium Pro - on Inteli kuuenda põlvkonna protsessor. Pentium Pro on projekteeritud töötamaks väga suure efektiivsusega 32-bitise koodi täitmisel, näiteks Windows NT või UNIX keskkonnas töötamiseks
Pentium MMX -uue täiendusena 57 uue käsu lisamine Pentium protsessorile, sai nimeks Multimedia Extensions (MMX).
Pentium II -ilmus 1997 a. keskel. Täiustati ka kiipi ning suurendati vahemälu.
Kiiremate protsessorite jaoks võeti kasutusele ka uus 440BX AGP tüüpi tugikiipidega emaplaat, mille siini taktisagedus on senise 66 MHz asemel 100 MHz. Alates 350 MHz töötavad PII protsessorid 100 MHz siinil (alla selle kasutatakse 66 MHz siini), mis suurendab oluliselt arvuti jõudlust.
Pentium II
Taktsagedused (MHz)
Seeriatootmise algus
233-300
V 1997
333
I 1998
350; 400
IV 1998
450
VII 1998
Celeron- Pentium II Celeron on Inteli esimene püüe vallutada ka odavamate protsessorite turuosa, mida seni oli valitsenud peamiselt AMD ja Cyrix. Celeron 266 ja 300 (Covington) põhinevad P II Deschutes arhitektuuril, kuid neil puudub kiibil L2 cache. Celeron 300 A, 333, 366, 400, 433 ja 466 (Mendocino) aga omavad juba 128 kb cache (protsessori kiipi sisse ehitatud), mis töötab protsessori sagedusega. Celeron on sobilik koduarvutitesse, kuna kiirus on igati arvestatav.
Celeron
Taktsagedused (MHz)
Seeriatootmise algus
266
IV 1998
300
VI 1998
Pentium III (koodnimetus Katmai) tuli turule 1999 veebruaris . Taktsagedused algavad 450 MHz-sist. Protsessor sisaldab 9,5 mln. transistori. Põhiosa sarnane Pentium II protsessoriga , kuid käsustikku täiustatud 70 uue käsuga, mis suurendavad oluliselt jõudlust liikuvate piltide ja heli töötlemisel
Pentium IV. Eelmise jätkuvalt täiustatud variant. Töötavad taktsagedusel kuni 2-4 GHz. Alljärgnev diagramm annab ülevaate integraalskeemis sisalduvate transistorite arvu kasvu kohta.
Moore ’i seadus ütleb, et integraalskeemis sisalduvate transis­toride arv kahekordistub iga 18 kuu järel. (Gordon Moore oli üks Intel’i rajajaid ja seadus on sõnastatud aastal 1965). Moore ennustus oli tehtud järgneva 10 aasta peale. Kui vaadata ülaltoodut Inteli mikroprotsessorite arengu graafikut , siis näeme, et see seadus kehtib ka palju pikema aja kohta: 1982 aastal 132 000 transistori 80286-s ja 2000 aastal 42 000 000 transistori Pentium 4-s, seega kasv 420 korda 216 kuuga ehk keskmiselt 1,94 korda iga 18 kuuga.

2.2. Muut- ja püsimälu

Nagu ülaltoodud joonisest selgus on mikroprotsessoris sisetööks ja ühendamiseks välisahelatega kasutusel 3 siini: aadressi-, andme- ja juhtsiin. Juhtsiini kaudu antakse juhtimissignaale (-impulsse) üksikutele protsessoriüksustele. Andmesiini kaudu liiguvad andmed üksikute töötlusüksuste vahel. Aadressisiini ülesandeks on mälupesade (mäluaadresside) valimine (adresseerimine). Näiteks mikroprotsessori 8086 maksimaalne aadressiruum ulatub 1 megabaidini- täpsemalt 1 048 576 baidini. Selleks vajatakse 20 aadressiliini (220=1 048 576). Seega võib 8086-arvutil otse adresseerida kuni 1024 KB põhimälu. Osa sellest aadressruumist (384 KB) on eraldatud süsteemi vajadustele (peamiselt ekraanimälule) ja nii jääb järele “ maagiline ” 640 KB piir, mis on tuntud paljudele arvutikasutajatele.
“Ehtsal” 80486-l (täpsemalt 80486DX-l) on nii sisemine kui ka välimine aadressisiin 32-bitine ja nii võib otse adresseerida kuni 4 GB (gigabaiti). Alates 80286-st võeti kasutusele mitmeid uuendusi , näiteks võimalus häirimatult korraga töötada mitme programmiga samas aadressiruumis. Seda tööviisi nimetatakse kaitstud tööviisiks (protected mode). Siiski on viimasel ajal välja töötatud palju sellist tarkvara (näiteks 32- või koguni 64-bitiseks andmetöötluseks), mis varasematel 16-bitistel arvutimudelitel ei tööta. Varasemad personaalarvutid olid varustatud 512…640 kb mäluga. Mälu, mis ületas seda piiri jäi paljude programmide poolt kasutamata. Nüüdseks on normaalne vähemalt 256-512 MB.
Mäluseadmete üheks põhitüübiks on muutmälu, ka lugemis-salvestusmälu või RAM (Random Access Memory). See tähendab, et selles mälus on võimalik igas mälupesas ligikaudu võrdse pöördusajaga teostada nii lugemist kui ka salvestamist.
Teiseks põhitüübiks on püsimälu ehk ROM (Read Only Memory), milles ainsaks tööoperatsiooniks on lugemine. Andmete sisestamine neisse , toimub kas valmistamise käigus (nn. maskprogrammeeritav püsimälu) või vastavaid lisaseadmeid ja –protseduure rakendades kasutaja enda poolt
CMOS (Complementary Metal -Oxide Semiconductors) - mälu. Peale RAM-i ja ROM-i on arvutis väike mäluosa, kus hoitakse teavet arvuti konfiguratsiooni kohta. Näiteks hoitakse seal teavet arvuti mitmete lisaseadmete (kõvaketta ja disketiseadmete tüübid, parool, kuupäev jne.) kohta. Sinna info kirjutatakse uue arvuti kasutuselevõtul ja kus ta säilib töö vaheajal tänu akumulaatorile(viimasel ajal ka nn. EEPROM -mälu). Kui akutoites tekib katkestus , siis info hävib ja sisselülitamisel on arvuti unustanud kõik eelpoolloetletu. Arvuti viitab tavaliselt vajadusele uuendada akut (CMOS battery). Arvuti konfiguratsiooni parameetrite muutmiseks on BIOS -s eriprogramm - SETUP.

3. Emaplaat

Emaplaat on arvutis peamine trükiplaat, mille peal asuvad mikroprotsessor, operatiivmälu (RAM) ja laienduspesad ning mille abil on otseselt või kaudselt ühendatud kõik arvuti osad. Ema­plaadil on suured mikroskeemid, mida nimetatakse kiibistikuks. Emaplaadil olevad komponendid ühendatakse nn. siinide abil. Seega siin (bus) on ühenduslüli protsessori ja arvuti teiste komponentide vahel.
Emaplaadi osana võib vaadelda ka programmi BIOS sisaldavat püsimälu(ROM) ning erinevat tüüpi siine realiseerivaid mikroskeeme. Suure kiirusega siinide tootmine on kulukas ja keeruline, sest sadadesse megahertsidesse ulatuva sageduse korral põhjustavad isegi mõne sentimeetri pikkused metallist rajad emaplaadil ajalisi probleeme, sest nad töötavad miniatuursete raadioantennidena, mis kiirgavad teisi elemente mõjustavat elektromagnetilist kiirgust. Segava mõju vähendamiseks püüavad arvutit kujundavad insenerid paigutada kiired siinid emaplaadil võimalikult väiksele pinnale ning aeglasemad siinid protsessorist ja operatiivmälust kaugemale.
Arvutisisene ja -väline andmevahetus toimub erinevate andmevahetussiinide kaudu, mis mõjutab väga oluliselt arvuti töökiirust. Lühike lokaalne siin ( local bus) ühendab omavahel protsessorit, vahemälu ja operatiivmälu.
Sisend-väljundsiinid ühendavad erinevaid välisseadmeid protsessoriga. Nad on protsessoriga ühendatud nn. silla ( bridge ) abil, mille funktsioone täidab kiibistik emaplaadil.
Konkreetne süsteem võib üheaegselt kasutada järgnevaid sisend-väljundsiine:

• ISA siin – vanim, aeglaseim ja varsti kasutuselt kõrvaldatav.
  
• PCI siin – kasutusel Pentiumiga arvutites alates 1990-ndate aastate keskpaigast
  
• USB siin – asendab põhiliselt endist järjestikporti, võimaldades üheaegselt ühendada kuni 127 seadet läbi kontsentraatori või järjestikku ühendades.
  

Alljärgnevalt vaatleme siine põgusalt peamisi.
ISA- siin (Industry Standard Architecture) suudab transportida ainult väikseid andmepakette ja seejuures väga aeglaselt. Oodata on ISA kaartide kiiret kadumist.
PCI - Aastaks 1994 oli PCI muutunud peamiseks Local Bus’i standardiks. Võimaldas kasutusele võtta PnP (Plug and Play) tüüpi riistvara, s.o. süsteemi, mis võimaldas arvutil automaatselt kasutusele võtta uue riistvara, ilma et oleks vaja käsitsi muuta kiiplülitite seadistusi ja katkestuste tasemeid. Windows 95 toetas juba PnP-d. Praeguseks on tulnud uus standard PC Express .
AGP (Accelerated Graphics Port)- siin. Kasutatakse ühendamisel graafikakaardiga.
Vaadeldud liidestest annab ülevaate järgmine tabel (1998 aasta seisuga)
Nimetus
Kasutusala
Maks. kiirus (MB/s)
Kasutamine tulevikus
ISA
Helikaardid, modemid
2 - 8,33
Uutes arvutites ei kasutata
PCI
Graafikakaardid, SCSI adapterid , uued helikaardid
266
Standardne laiendussiin kaasajal
AGP
Graafikakaardid
528
Standardne kõigis arvutites alates Pentium II; kasutatakse koos PCI-ga

3.1. Pordid ja pistikud

Pordid. Arvuti tagaküljel paiknevaid pesi nimetatakse portideks e. liidesteks, sest nende kaudu toimub informatsiooni sisenemine arvutisse ja väljasaatmine arvutist.
Juba esimeses PC arvutis aastal 1981 võeti kasutusele jada- ja paralleelpordid, mis tegid küll läbi teatud muudatused, nagu näiteks Plug-and-Play kasutuselevõtt 1995 aastal, kuid on oma põhiolemuselt jäänud samaks.

• paralleelpordid ( parallel port) ehk rööpport - kus infot edastatakse korraga mitut juhet mööda. Kannavad tavaliselt tähist LPT (Line Printer Terminal )
  
• jadapordid ehk järjestikpordid ( serial port), kus infot edastatakse järjestikku. Kannavad tavaliselt tähist COM ( Communication ).
  

Jadapordid(serial port). Tähistatakse COM1, COM2... Jadapordist toimub andmeedastus seadmete vahel 1 biti kaupa, ning sinna ühendatakse nt:

• Hiir
  
• Modem
  
• ISDN adapter
  
• Printer
  
• Digitaalne kaamera
  

Seadmed ühendatakse kas DB-9 (väiksem) või DB-25 (suurem) pistikusse(vt. joonis).
COM1
COM2
Paraleelpordist toimub andmeedastus baidi kaupa, kasutades edastuseks 8 erinevat juhet. Seega on andmeedastus jadapordist kiirem, kuid kaabli pikkus on piiratud 5-10 meetriga ning kaabel on ebamugavalt paks (sisaldab 25 juhet).
Algselt kasutati paraleelporte arvuti ja printeri ühendamiseks. Kuid uuema standardiga (EPP/ECP- Enhanced Parallel Port/Enhanced Capability Ports - bi-directional parallel port (half duplex )) leidsid seal oma koha ka mitmed teised seadmed. Paralleel porti ühendatakse nt:

• ZIP - kettaseade
  
• Väline CD-ROM seade
  
• SCSI adapter
  
• Digitaalne kaamera
  
• Skanner
  
• Printer
  
• 
  

Seadmed ühendatakse DB-25 pistikusse.
LPT1
Enamik printereid kasutavad pildil näha olevat ühenduskaablit: ühes otsas (vasakul) 25-nõelane konnektor, teises otsas (paremal) 36-nõelane Amphenol pistik :
Need pordid on arvutites olnud juba 20 aastat ja nüüd vahetatakse nad välja. Toome peamised põhjused:

• Jadaportide maksimaalne läbilaskevõime on 115,2 kilobitti sekundis ja paralleelportidel umbes 500 kilobitti sekundis, mis jääb tugevasti alla kaasaegsete seadmete (näiteks videokaamera) nõuetele.
  
• Seadmete ühendamine traditsiooniliste portidega on ebamugav
  
• Portide koguarv arvutis on piiratud. Enamusel arvutitest on 2 jadaporti (näiteks hiire või modemi ühendamiseks) ja üks paralleelport (näiteks printeri ühendamiseks).
  

Viimastel aastatel on tänu Plug-and-Play meetodile sisend-väljundtehnoloogia kiiresti arenenud ja kaks uut jadasiini standardit on kasutusele võetud. Uued standardid võimaldavad kõrvaldada seadmete ühendamisel tekkivad probleemid ka ilma tehnilisi teadmisi omamata.
USB ( Universal Serial Bus) siin. See standard töötati välja firmade Compaq , Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC ja Northern Telecom ühistööna. Pakuti välja ühte porti ühendada uue ühtse pistikühenduse abil kõik tavalised sisend-väljundseadmed. USB pistikud ja kaablid sarnanevad telefonijuhtmetele ja pistikutele. See port võib funktsioneerida nii jada-, paralleel-, hiire kui ka klaviatuuri või joysticki pordina. Igale USB porti ühendatud seadmele võib juurde ühendada teisi USB seadmeid. Igal seadmel võib olla kaks kuni kolm USB pistikut. Nii võib ühendada kuni 127 erinevat seadet.
USB on oluliselt kiirem kui seda oli jadaport. Viimaseks saavutuseks on USB 2.0 mille kiirus on kuni 12 megabitti sekundis (COM kiirus 111,5 kilobitti sekundis). USB 2.0 on seejuures ühilduv vanaga.

4. Andmekandjad

4.1. Disketiseade

Diskett on ümbrisesse paigutatud magnetketas, mida saab seadmesse paigutada ja töö lõpul sealt jälle välja võtta. Tänu vahetatavusele võib sel kombel infot üle kanda ühest arvutist teise.
Disketi ( floppy disk ) leiutas 1950.a. jaapanlane Nakamatsu, kes müüs oma patendiõigused IBM- le. IBM võttis oma süsteemides algul kasutusele 8- tollised disketid , seejärel hakkas Shugart kasutama 5 ¼- tolliseid (133 mm) flopisid. Tänapäeval on levinud 3 ½ -tollised (89 mm) disketid. Need töötas välja Sony ja need tulid 1987. aastast massiliselt kasutusele Apple'i Macintosh- arvutites.
Disketid on tegelikult õhukesed plast- või metallkettad, mis on kaetud magnetilise rauaoksiidi kihiga . Magnetkattega ketast ümbritseb kaitsekest, milles on avad, et kettaseade (ajam) pääseks magnetpinnale ligi.
Enamlevinud disketid on kolmes mõõdus: 8, 5 ¼ ja 3 ½ tolli. Neist kahte esimest enam ei kasutata. 8 ja 5 ¼ - tolline ketas on paigutatud pehmesse ümbrisesse ning mahutab topelttiheduse (DD- double density ) ja kahepoolse kirjutamise (DS- double sided) puhul 362 KB informatsiooni. Kõrgtihedusega 5 ¼ disketid (HD- high density) mahutavad 1,2 MB. Selliseid diskette võis vigastada isegi selle ümbriskestale pastakaga kirjutamine, sest kest oli õhuke. Kõige suurem oht oli aga tingitud sellest, et kettaümbrises oli spetsiaalne lugemis/kirjutamisauk, mille kaudu oli väga kerge kesta sees paiknevat magnetketast vigastada (nt. seda kogemata puudutades, tolmu kogunemisel jne.).
3 ½ -tollised disketid on paigutatud kõvasse plastikkesta, nende käsitsemine on seetõttu mugavam ja ohutum - pole võimalik kogemata puudutada sõrmega ketta tööpinda, samuti murda või painutada ketast. Need disketid mahutavad kas 720 KB (DD - Double Density) või 1,44 MB (HD - High Density) infot. (3 ½ HD diskettidel on olemas HD tunnusava) Võimalikud on ka teised formaadid , (nt. 2,88 MB 3 ½ disketil -Toshiba's Enhanced Disk Drive (ED Drive)) kuid need ei ole nii üldtunnustatud. Disketiseade on harilikult varustatud signaallambikesega, mis põleb, kui toimub töö seadmega . Mitmed disketi valmistajad kasutavad oma disketipindade katmiseks teflonit, vähendamaks hõõrdumist kettapinna ja lugemispea vahel. Idee on hea, kuid võib kiirendada lugemispea määrdumist.
Enne kui saab disketti kasutama hakata, tuleb see vormindada. Kui diskett on vormindatud topelt tihedana, siis kõrgtihedat salvestust võimaldav kettaseade temaga töötab, kuid ainult kui topelttiheda kettaga. Seetõttu tuleks valida sobiv vormindamine, sest näiteks 1,44 MB formaadis disketti ei ole võimalik kasutada 720 KB kettaseadmes. Enamikel disketiseadmetel on kaks lugemiskirjutamisepead, mis tä­hendab, et on võimalik lugeda kahe­poolseid (Double-sided) kettaid.
Vormindamisel kettapinnad jagatakse kontsentrilisteks radadeks, rajad oma­korda sektoriteks. Sektor on vähim üksus, mida saab korraga disketilt lugeda või kirjutada. Eri kettapindadel üksteise ko­hal asuvate radade kogumit nimetatakse silindriks. Lisada võiks ka seda, et viima­sel ajal turustatud disketid on vabrikus juba vormindatud. Selle tunnuseks on disketikarbil olev märge nt. IBM Formatted.
Radade arv e. kirjutus -lugemispeaga moodustatud kontsentriliste ringide arv magnetkettal (3½- tollistel ketastel on see 80).
Kui paigutada diskett seadmele, siis plekist või plastmassist kaitse lükatakse eemale ja magnet lukustab disketi keskel asuva metallplaadi. Kettaseadme spindel lükatakse ketta keskel olevasse auku ja seejärel vastav otsik asetub täisnurksesse positsioneerimise auku.
Alalisvoolumootor paneb spindli pöörlema konstantse kiirusega 300 või 360 pööret minutis. Kirjutamis -lugemispäid liigutab tigumehhanism, mille paneb pöörlema samm-mootor (stepper motor ). Tigumehhanismi kruvi pööramine teatud nurga võrra liigutab päid vajalikku asendisse ketta suhtes. Andmete disketile kirjutamise tihedus sõltub samm-mootori täpsusest. 1,44 MB mahuga diskettidel on kirjutamise tihedus 135 TPI (tracks per inch ) – rada tolli kohta. Seadmel on neli andurit elektroonika juhtimiseks : ketta alalisvoolumootori andur , kirjutamiskaitse andur, ketta andur ja raja 00 andur samm-mootori juhtimiseks.
Magnetpeal on ferriidist südamik, mille keskel asub lugemis-kirjutamispea ning mõlemal äärel kustutuspea, mis puhastab uue andmeraja mõlemad ääred vanade andmeradade mõju kõrvaldamiseks. Andmebittide salvestamiseks muudetakse kirjutuspead läbiva voolu suunda perioodiga 2 kuni 4 mikrosekundit. Lugemispeast saadud signaal läbib elektroonikaskeemi, mis registreerib maksimaalsed voolutugevused ja muudab sisendsignaali vajaliku kujuga väljundsignaaliks, mis saadetakse arvuti siinile. Disketile kirjutatut on võimalik kaitsta juhusliku hävitamise eest klõpatsiga, mida saab nihutada edasi või tagasi. Diskett on kaitstud, kui kaitseavast saab “läbi vaadata”.
Mida tuleb silmas pidada diskettide kasutamisel , selleks vaata allpool toodud skeeme :
Disketiseade jääb varsti ajalukku. Viimasel ajal toodetud sülearvutites teda enam ei kasutata. Teda asendab mälupulk (välkmälu - flash memory stick).

4.2. Kõvaketas

Kõvaketas ( Hard Disk) on suure mahutavusega (käesoleval ajal kuni 180 GB ja enam), kuid üldjuhul mittevahetatav ketas, st. ta on kettaseadmesse sisse ehitatud ja riknemise korral pole “kodustes tingimustes” remonditav. Vajaduse korral vahetatakse ta välja koos kettaseadmega. Kõvaketta eeliseks võib lugeda ka suurt töökindlust. Lisaks muudele omadustele on kõvaketas ka suhteliselt kiire.

4.2.1. Ehitus

Põhimõtteliselt näeb kõvaketas seest välja nagu pisike grammofon, ülestikku asetatud plaatide ja nende vahel liikuvate lugemis/kirjutamispeadega. Mida suurema mahutavusega kõvaketas, seda rohkem plaate on (vt. joonis)
Erinevalt disketist, mis on kergesti vahetatav ja transporditav, on kõvaketas (varem nimetati ka Winchester - kettaks) jäigalt seotud kettaseadmega. Ta on paigutatud hermeetiliselt suletud, tolmukindlasse korpusesse.

• Metallkest on suletud hermeetiliselt. Kesta sisemus peab olema võimalikult tolmuvaba, võimaldamaks parimat täpsust ketta lugemis- ja kirjutuspeade liikumisel ketta pinna ulatuses.
  
• Lugemis- ja kirjutamispead. Iga ketta kummagi poole jaoks on oma pea
  
• Andmed paiknevad ketta pinnal väikeste magneetiliselt polariseeritud väljadena, mida arvuti käsitleb kui 0 ja 1 jada
  
• Telg paneb kettad pöörlema. Moodsa kõvaketta pöörlemissagedus on tavaliselt vahemikus 4500 - 10000 pööret minutis. Mida suurem pöörlemissagedus, seda kiiremini saab andmeid kettalt lugeda. Teoreetiliselt, sest see sõltub ka muudest teguritest, mitte ainult pöörlemissagedusest. Nii et suurem number ei pruugi alati just näidata kiiremat kõvaketast.
  

Tänapäeva kõvaketta kettakontroller on tema korpusesse sisseehitatud. See kontrollib lugemis- ja kirjutamispeade liikumist, andmete lugemist ja salvestamist.
Kettad ise on kas metallist või klaasist ning kaetud üliõhukese (kuni 0,000001 mm) magnee­tuva kihiga
NB! Magnetkettad kardavad kuumust, vett, painutamist, tolmu ja magnetvälju.
Kõvaketta plaadid pöörlevad konstantse kiirusega (CAV e. Constant Angular Velocity ). See tähendab, et 360 kraadine ketta pööre võtab alati ühe ja sama aja, olgu siis lugemis/kirjutamispead ketta välimise või sisemise serva pool. Kuna välimiselt äärelt on võimalik ajaühikus rohkem andmeid kätte saada, siis kasutatakse tänapäeval andmete salvestamisel ka protsessi "zoned bit recording", mis tähendab, et võimalikult palju andmeid püütakse paigutada just välimise ääre poole.
Kõvaketaste puhul “hõljuvad “ pead õhupadjal ligikaudu 3/1000 mm kõrgusel ketta pinnast, mis tähendab seda, et andmevahetusel ei ole lugemis/salvestuspead ketta pinnaga kontaktis. Se võimaldab kasutada suuri pöörlemiskiirusi. Kõvaketaste pöörlemiskiirus on üle 5000 p/min ning mehaanika on väiksem ja täpsem kui diskettidel, võimaldades suuremaid salvestustihedusi ja mälumahtusid. Enamikel juhtudel kasutatakse konstruktsioonis rohkem kui ühte ketast (tegemist on kettapaketiga), mille poole võib korraga pöörduda mitu lugemis-salvestuspead.

4.2.2. MTBF, kasutusaeg ja keskmine pöördusaeg

MTBF - keskmine tõrketa tööaeg ( mean time between failures) on kõvaketaste puhul 200000 ja 500000 tunni vahel.
NB! See ei ole kõvaketta või ükskõik mis teise aparaadi keskmine kasutusaeg. Kui MTBF on nt 200000 tundi, siis näitab see seda, et kui teil on 200000 kõvaketast, siis iga tund läheb keskmiselt katki 1 kõvaketasketas. Rõhutada tuleks sõna "keskmine".
See arv on saadud katsetuste ning arvutuste tulemusena ning selle järgi võib otsustada, et kõvakettad on üsna töökindlad, kuid seda vaid ideaaltingimustes, mida tavalises kontoris kuskilt võtta ei ole.
NB! Kõvakettad on ka suhteliselt raputus- ja löögitundlikud
Kokkuvõttes: ei maksa loota et mõni kõvaketas peaks vastu 200,000 tundi - see on umbes 20 aastat! Optimaalne kasutusaeg on kõvaketaste puhul ca 5 aastat ning pärast seda oleks mõtekas hakata otsima uut kõvaketast (loe ka uut arvutit). Viimasel ajal on kõvaketaste garantiiajaks antud 1 aasta.
Kõvaketaste peamised näitajad peale mahutavuse on veel keskmine rajaotsinguaeg (access time) (tavaliselt 10 ja 15 millisekundi vahel) ja ülekandekiirus (megabaitides sekundis). Ülekandekiirus on sõltuvuses liidesstandardist (EIDE, SCSI jt.) ning kettakontrollerist.

4.3. CD-ROM

CD on digitaalne andmekandja , temal olevaid andmeid võib kujutada kui nullide ja ühtede jada. Standardne CD mahutab endal 74 minutit muusikat. Mittestandardse lahendusena pakutakse ka CD-sid, mis mahutavad rohkem kui 80 minutit. Tavaline CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) mahutab 650 MB, kuid tegelik mahutavus sõltub kasutatavast CD formaadist. Nagu ingliskeelne nimigi (read only) ütleb, on seda tüüpi plaadid mõeldud ainult neil oleva info lugemiseks, mitte kirjutamiseks.

4.3.1. Ajalugu

30-sentimeetrise andmeplaadi tõi Philips välja 1981. aastal, ent läbimurdeks kujunes 12- sentimeetrise kompaktheliplaadi tehnoloogia rakendamine andmevalda. Muide kas teate, miks on laserplaadi läbimõõt just 120 millimeetrit? Legend räägib järgmist: Sony president Akio Morita, klassikalise muusika suur austaja, nõudis et plaadile peab mahtuma õhtumaa muusika tähtteos -Beethooveni IX sümfoonia , mis kestab ligikaudu 70 minutit; ning selleks oli vaja 120- millimeetrist plaati .
Algselt rakendati seda menetlust videotehnikas. Kõik sai alguse D. Maydoni 1971 . aastal ajakirjas “Bell Syst. Tech. Journal ” ilmunud artiklist , mis esitas menetluse alused. Juba 1974 demonstreeris Philips aparatuuri videokujutise salvestamiseks laserplaadile, 1978 tulid seadmed müügile. Neil plaatidel oli nii videokujutis kui ka heli jäädvustatud digitaalsignaalide jadana.
Hoopis edukam oli korporatsioonide Philips ja Sony järgmine samm - laserheliplaat ehk kompaktplaat. Esimesed CD - plaadimängijad tulid maailmaturule 1982. a. lõpul ning vallutasid selle mõne aastaga, tõrjudes välja mehaaniliselt jäädvustatud helijäljega vinüülplaadid. Nende plaatide edu alus oli ennekõike ülikõrge helikvaliteet, aga ka teised digitaalsalvestusega kaasnevad võimalused. Näiteks saab koostada automaatselt teatavas järjestuses esitatavaid muusikaprogramme.
Et lasersalvestusel rakendatav digitaalsalvestuse põhimõte on universaalne - bitijadadena võib salvestada heli, pilti kui ka mistahes muid andmeid - oli loomulik hakata laserplaatidele kandma ka andmebaase ning üldse igasugust teavet. Mingeid tehnilisi takistusi selleks polnud, kuid enne pidid laserheliplaadid sillutama tee. Üksnes tänu CD- tehnoloogia massilisele levikule muusikaturul läks seadmete ning plaadivalmistustehnoloogia hind niivõrd alla, et tasus hakata kasutama neid plaate andmebaaside tiražeerimiseks ja levitamiseks. Uus meedium sai arvutimaailmas nime “kompaktplaat- püsimälu”- CD-ROM.
Esimene andmebaas talletatuna kompaktplaadile tuli müügile 1986. aastal; see oli USA kirjastuse Groliers entsüklopeedia . Sellest ajast on CD-ROM –ide levik olnud niisama tormiline, kui laserheliplaatidel.

4.3.2. Ehitus

Standardne laserplaat ehk kompaktplaat on 1,2 mm paksune polükarbonaadist ketas läbimõõduga 120 mm, mille keskel on 15 mm läbimõõduga ava. Plaadi ühel küljel on spiraalne salvestusjälg, mis koosneb 0,5 mikromeetri laiustest ning umbes 0,12 mikromeetri sügavustest pikergustest lohkudest (pit). Salvestusradade vahekaugus on 1,6 mikromeetrit, nende arv läbimõõdu kohta on 6250 (seega radade tihedus on suurem, kui kõvaketastel), raja üldpikkus ligikaudu 7 kilomeetrit. Salvestust alustatakse mitte välisservalt nagu tavalisel heliplaadil (LP), vaid seestpoolt. Salvestusjälg on kaetud alumiiniumkelmega. Ketta pinnale kantakse siiditrükis plaadi silt – sisu, valmistaja nimi ja logo jms. Plaadi teisel küljel näeme läbi paksu läbipaistva põhimiku hõbedaselt sillerdavat pinda vaevumärgatavate kontsentriliste ringidega. Sealtpoolt loetakse laserkiirega salvestusjäge; niisiis on jälg vigastuste eest hästi kaitstud.
Ketas koosneb kolmest kihist:

• alumine ülitugev plastikkiht, mille pealispinnas on salvestusjälg (salvestusspiraal)
  
• keskmine õhuke, tavaliselt alumiiniumist metallkile
  
• kaitsev lakikiht, millele kantakse siidtrükis etikett
  

Heli salvestamisel laserplaadile kantakse plaadile helisignaali lugemid tavaliselt iga 23 mikrosekundi tagant, niisiis sagedusega 44,1 kHz. Väärtus ise esitatakse 16 - bitises kahendkoodis; viimasel ajal kasutatakse helikvaliteedi tõstmiseks kuni 24 bitist koodi. Andmete salvestamisel esitatakse need kahendkoodis baitidena, nagu muudelgi andmekandjatel. Nagu eelpool märgitud, koosneb plaadi pinnal olev spiraalikujuline salvestusjälg lohkudest (pit) ning põhipinnast ( land ). Viimane tähistab algset loogilise nulli salvestist, üleminekud lohkudele aga - loogilisi ühtesid. Kuna kahte ühte pole võimalik üksteise järele salvestada, siis kasutatakse kodeerimisviisi EFM ( Eight to Fourteen Modulation - 8:14), s.t. kõik 8-bitised baidid teisenda­takse 14- bitiseks koo­diks, millega on taga­tud, et kunagi ei esine kõrvuti kaht loogilist ühte. Võib veel juhtuda, et üks bait lõppeb ja järgmine algab ühega, seepärast lisatakse iga kahe baidi vahele kolm täiendavat nulli - seega ühtekokku vajatakse 1 baidi kirjutamiseks 17 bitti.
Andmeploki suurus - minimaalne baitide arv, mida edastatakse arvutile ajaühikus liideskanali kaudu; vastab kõvaketta klastrile. MPC-määratluse kohaselt on selleks minimaalseks ploki suuruseks 16 kB.

4.3.3. Erinevad standardid:

CD-sid tehakse mitmete eri standardite järgi (sõltuvalt neil hoitavate andmete tüübist) ja kõigile neist on antud mingi värvuse nimi. Vastavalt raamatute kaante värvuse järgi. Toome mõned neist:
Värvus
Värvusklassi kuuluva CD Formaadi nimetus
Red Book audio
helisignaali taasesitust kirjeldav standard CD-DA (Digital Audio)
Yellow Book
standard, mis kirjeldab viisi, kuidas andmed on paigutatud "CD-ROM"-ile (Digital Data -ISO 9660 / High Sierra ) ja "CD-ROM XA"-le ( Extended Architecture)
Green Book
CD-I (CD-Interactive), interaktiivset multimeedia CD-d kirjeldav standard
Orange Book
Salvestatavate laserplaatide CD-R (CD-Recordable), CD-RW (CD-Rewriteable), MO (Magneto-Optical) standard
White Book
"Bridge" CD -d (Photo CD, Video CD ja teised)
Blue Book
Enhanced Music CD. Sisaldab kirjeldust multisessioon­setele tehases pressitud plaatidele.

4.3.4. CD Formaadid

Kõik CD plaadid kasutavad informatsiooni salvestamiseks samu meetodeid , kasutades ketta pinnal oleva spiraalse raja õnarusi ja tasasusi (audio CD-l hoitakse infot bittide ja baitidena samamoodi nagu andme CD-lgi). Kuna aga info võib olla erisugune, siis kasutatakse ka erinevaid andmekirjeldamis e. struktureerimisformaate (viis kuidas bitte paigutada).
Tänapäeval on kasutusel mitmeid eri formaate, millest mõned formaadid on populaarsemad , kui teised, mõned vajavad lugemiseks spetsiaalseid seadmeid, mõned aga on ühilduvad üksteisega.
Compact Disk Digital Audio (CD-DA)
Seda üldlevinud CD formaati kasutavad kõik muusika CD plaadid. See on kõige esimene välja töötatud CD formaat , mis on määratud "Red Book" spetsifikatsiooniga ja välja töötatud Philipsi ja Sony poolt 1980.
CD-ROM Digital Data (CD-ROM, ISO 9660, "High Sierra")
Standard, mis kirjeldab, kuidas paigutada digitaalseid andmeid plaadil, määrati 1983 Philipsi ja Sony poolt ja kannab nime "Yellow book". See standard põhineb tavalise audio CD "red book" formaadil kuid on ka erinevusi
CD-ROM Extended Architecture (CD-ROM XA)
See CD formaat loodi Philipsi, Sony ja Microsoft-i poolt, kuna leiti, et olemasolevad CD audio ja CD - data spetsifikatsioonid on liiga piiratud. Formaat määrab ümber vana CD - data spetsifikatsiooni ja lisati vanasse "Yellow book" standardi klassi.
"Bridge" CD
Seda tüüpi kettad töötavad nii CD-ROM XA, kui ka CD-I seadmetes . Bridge CD formaati kasutavad nt. Kodak Photo CD ja Video CD.
CD-I (Compact Disc Interactive)
1986 aastal Philipsi ja Sony poolt välja töötatud formaat, mis oli mõeldud selleks et hoida teksti, graafikat, audiot, videosid ja arvutiprogramme, nii et neid saaks maha mängida spetsiaalsel seadmel, mida on võimalik ühendada televiisoriga. CD-I standard on küllaltki sarnane "Yellow book" spetsifikatsioonis olevatega. CD-I standard populaarsust ei saavutanud, selle asemele on ilmunud "Bridge" formaadis olevad kettad, mida oskavad lugeda nii CD-ROM XA, kui ka CD-I seadmed.
Video CD (VCD)
Video CD-on defineeritud "White book" spetsifikatsioonis. Formaat mõeldud pakitud video hoidmiseks. Tänu MPEG formaadis pakkimimeetodile on plaadil võimalik hoida 74 minutit täisekraanilist videopilti. Video mahamängimiseks on vaja kas video CD mängijat või CD-ROM seadet, mis seda toetab. Kuna kasutatav MPEG-1 pakkimise algoritm ei ole just kõige parem, siis on ka video kvaliteet suhteliselt vilets, olles sarnane VHS kassettidel olevaga.
NB: Video CD ei ole sama mis CD-V - alternatiivne video CD standard,mis suudab endal hoida vaid mõne minuti pakkimata videot ja heli
Photo CD
Välja töötatud 90-ndate alguses Kodaki ja Philipsi poolt. See formaat on mõeldud just fotode hoidmiseks. Photo CD on defineeritud "Orange book" spetsifikatsiooniga.
Plaadile pandavad fotod saadakse järgmiselt:
ilmutatakse film , t
tehakse pildid,
skanneritakse pildid arvutisse, kus need viiakse foto CD formaati
kirjutatakse seejärel plaadile.
Hiljem on võimalik lisada uusi fotosid , kuid see eeldab, et info kirjutatakse multisessiooniliste seanssidena (see aga eeldab, et seade millega fotosid vaadatakse seda võimalust toetab). Foto CD on võimalik formeerida ka "Bridge CD" formaadis, mis tähendab, et seda saab lugeda lisaks CD-ROM XA- le ka CD-I seadmes.

4.3.5. Pöörlemiskiirus

Seadmele märgitud kordsus (näit. 24x, 32x...) näitab, mitu korda on selle maksimaalne andmete ülekandekiirus suurem, kui audio-CD (heliplaadi) puhul, mis on 150 KB/s. Plaati keerutava mootori pöörlemiskiirust kontrollitakse mikrokontrolleri poolt, mis saab juhtimiskäskude väljatöötamiseks andmeid loetavalt plaadilt (jälgib pidevalt lugemispea asukohta ).
Esimesed CD-ROMid töötasid samal kiirusel, mis standardne audio CD mängija: 210 kuni 539 pööret minutis (RPM), sõltuvalt lugemispea asukohast plaadil ning andmeedastuskiirus oli 150 KB/s. Andmete lugemiseks kasutati CLV meetodit. Aja jooksul andmeedastuskiirust tõsteti ning kasutusele võeti uued meetodid.
CLV (Constant Linear Velocity)
Väiksema kiirusega CD-ROM lugejates on pöörlemiskiirus muutuv ja seda väiksem, mida kaugemalt ketta keskkohast lugemine parajasti toimub, sest seda rohkem infot ühele täistiirule mahub . Nii saavutatakse püsiv info ülekandekiirus, mis näiteks heliplaadi jaoks on ka hädavajalik. Suurematel pöörlemiskiirustel on CAV eelistatum , sest muidu peaks lugemispea uude kohta liigutamisel ootama veel plaadi pöörlemise stabiliseerumist (s.t oleks raske pidurdada ketast, mis teeb 12 936 pööret minutis (RPM) kiirusele 5040 ja siis jälle vajadusel kiirendada). Seega on üldine "jõudlus" nt. 24 kordsel CLV seadmel parem, kui 24 kordsel CAV-il.
CAV (Constant Angular Velocity)
CAV -püsiv pöörlemiskiirus. CD-ROM seadmete tööprintsiip, mille puhul ketas pöörleb alati ühesuguse kiirusega sõltumata sellest, kas infot loetakse tema sisemiselt või välimiselt osalt. Rakendatakse tavaliselt alates 12-kordsetest seadmetest. CD-ROM seadmete lugemiskiiruste võrdlemisel tuleb arvestada, et neile märgitud kordsuse arv käib vaid ketta välisosa kohta, väiksema raadiusega siseosalt lugemine võib olla isegi 60% aeglasem . Kahjuks algabki CD-del info plaadi keskosast.'
On ka seadmeid, mis kasutavad mõlemat tehnoloogiat, lugedes CD- ketta välisääre poolt CAV meetodil ja seestpoolt pöörlemiskiirust suurendades CLV meetodil. Mitmed eriti kiired seadmed, kasutavad andmete lugemiseks mitut lugemispead.
CLV ja CAV erinevused:
Omadused
Constant Linear Velocity (CLV)
Constant Angular Velocity (CAV)
Seadme kiirus
Muutuv
Fikseeritud
Ülekande kiirus
Fikseeritud
Muutuv
Kasutusala
Tavalised, vanemad CD-ROM seadmed
Uued ja kiired CD-ROM seadmed, kõvakettad, disketi seadmed
Üldjuhul ei ole seadme kiirus, mingite programmidega töötamisel plaadilt eriti tähtis, sest need ei vaja tavaliselt väga suurt pöördumiskiirust. Olulisemaks muutub kiirus juhul, kui on tegu suurte andmekogumite kopeerimisega plaadilt või on vaja teha ulatuslikke päringuid nt. andmebaasidest.

4.3.6. Ühilduvus

Mida suurema arvu erinevate standardite ja reeglitega CD - lugeja ühildub, seda väiksem on tõenäosus, et kasutajal tuleb silmitsi seista ühilduvusprobleemidega. Kui kavatsete lugeda CD-ROM-ilt ka fotosid (Photo-CD), siis on vaja eri programmi. Fotosid sisaldavad CD-d võivad olla salvestatud ka nn. multisessioon vormingus; nende lugemiseks on vajalik CD-lugeja ühilduvus multisessioon- foto- CD vorminguga. Jälgida tuleks, kas CD - seade on võimeline lugema CD-R plaate. Viimasel ajal toodetud arvutite puhul probleeme ei teki.

4.4. Kirjutav CD-ROM'i seade

Harjumuspärane CD-ROM kujutab endast tavalist CD -plaati, kuhu tehases on pressitud mitte muusikapala, vaid arvutiprogramm . Praeguseks laialt levinud CD -ROM-i lugejad on avanud arvutiprogrammide levikule laia tee. Enamik praegu toodetavast tööstuslikust tarkvarast levitatakse kindlasti ka CD-ROM-i variandis .
CD-ketaste suur mahutavus ja mugav kasutamine on paratamatult viinud paljud arvutikasutajad mõttele ise CD-ROM-ile oma tarkvara salvestada. Praegu ongi tootmisel sellised seadmed, mis võimaldavad spetsiaalsele tühjale laserplaadile (toorikule) kirjutada.
CD-kirjutajaid on kahte sorti:
CD-R- suudab kirjutada vastavale plaadile ainult ühe korra, st plaadil olevaid andmeid enam muuta ei saa.
CD-RW-(CD-ReWriteable) suudab kasutada nii CD-R, kui ka spetsiaalseid CD-RW plaate. CD-RW plaadil saab andmeid korduvalt üle kirjutada.
CD-R
Compact Disc Recordable, salvestatav laserketas . Kasutati ka nime CD-WO (Compact Disc Write Once ) või " WORM disk" (Write Once Read Many). (Tegelikult on olemas ka teisi WORM tehnoloogiat kasutavaid seadmeid, peale siinkirjeldatava CD-R'i). Sarnaneb ehituselt CD-ROM-ile, kuid põhimiku ja metallikihi vahel on valgustundlikust orgaanilisest materjalist (tsüaniin või seda sisaldavad segud) andmekiht. Põhimikku on pressitud pidev spiraalvagu, mille järgi kirjutav seade hiljem kirjutuslaserit positsioneerib (kirjutamiseks kasutatakse kõrge intensiiivsusega laserkiirt). Kirjutamisel tekitatakse vagudevahelisele alale “lohke”. Need ei ole tegelikult lohud, vaid materjali kerge sulatamisega mittepeegeldavaks muudetud piirkonnad, mida CD - seadme laser peab lohkudeks. CD-R formaadi publitseeris 1990a. Philips, määrates selle "Orange book part II" standardiga.
Kirjutavad CD-ROM-i seadmed on tavalisest CD-lugejatest kallimad. CD-R kettaid toodetakse praegu põhiliselt kaht tüüpi - mahtuvusega 650 ja 700 MB (vastavad helisalvestuse pikkustele 63 ja 74 minutit). Tühja ketta - tooriku hind on ligikaudu 5-10 krooni, mis teeb megabaidi hinnaks väga odava ~15 senti.
CD- kirjutajad on tähtsad kohtades, kus salvestatavad andmed peavad säilima kindlasti muutumatul kujul, näiteks pankades. Andmeid, mis on kord CD peale kirjutatud, enam "tavaliselt" muuta ega asendada ei saa. CD-plaat säilib normaalsetes tingimustes 50-100 aastat. Küll on ta kaitsetu mehaaniliste pahatahtlike vigastuste eest. Näiteks kruvikeerajaga üle plaadi tõmmatud kriips , muudab info loetamatuks.
Lisaks sellele, et CD-R seadmed oskavad plaate kirjutada, oskavad nad neid muidugi ka lugeda (enimkasutatavaid standardeid
CD-R -plaadid (audio ja andme) ühilduvad "enamasti" kõigi CD-ROM ja CD-Audio seadmetega.
CD-RW
CD-RW seadmed on sarnased CD-R seadmetele, kuid omavad kirjutamiseks/ lugemiseks hoopis teistsugust laserit. CD-RW kutsutakse vahel ka "erasable CD" ehk CD-E. CD-RW spetsifikatsioon on määratud Philipsi poolt välja töötatud "Orange book part III" formaadiga.
CD-RW plaadid on ehituselt sarnased CD-R -dega, erinev on vaid andmesalvestuseks kasutatav pind. CD-RW andmekihi pind koosneb erilistest keemilistest komponentidest, mis võivad oma olekut korduvalt muuta ja säilitada, sõltuvalt temperatuurist. Materjali kuumutamisel ühe temperatuuriga ja seejärel jahutades, aine kristalliseerub ning teise temperatuuriga kuumutades, võtab aine mittekristalliseerunud oleku. Kui aine on kristalliseerunud , peegeldab ta rohkem valgust kui mittekristalliseerunult, seega saab kristalliseerunud pinda kasutada kui põhipinda "land" ja mittekristalliseerunud kohta lohuna "pit". Seega peab CD-RW seade kasutama korduvkirjutamisel kahte erinevat laserikiire võimsust.
Salvestamisest
Salvestavate laserketaste peamiseks probleemiks on salvestamise keerukus ja tundlikkus vigade suhtes: andmeid tuleb salvestamise ajal anda seadmele ühtlase voona, st. kirjutamise ajal ei tohiks töötada ekraanisäästjad, ning muud taustprogrammid. Vastasel juhul muutub kirjutatav plaat kasutuskõlbmatuks. Antud fakti tuleks silmas pidada eriti vanematel seadmetel. Selleks, et tagada ühtlast andmevoogu, on kasutusel mitmed meetodid, üheks neist on mälupuhvri kasutamine, teiseks aga kogu lähteinfo eelnevalt kõvakettale kirjutamine e. tehakse diskimage-fail (ei loeta otse teiselt plaadilt). Pauside ja aeglustuste tasandamiseks on küll olemas puhver, kuid see on üsna väike ja selle tühjakssaamisel ( buffer underrun, puhvri alatäitumine) muutub ketas tavaliselt kõlbmatuks. Mida kiiremini kirjutamine toimub, seda suurem peab olema sissetulev andmevoog, ning seda suurem on oht ketta vigaselt kirjutamises.
Eristatakse kahte salvestusviisi: ühe ja multisessioonilist. Iga sessiooni kirjutamise jooksul, peab info kulgema pidevalt. Iga sessiooni kirjeldamine võtab CD-l ruumi umbes 13 MB. See tähendab, et näiteks 50 sessiooni korral kulub praktiliselt kogu CD maht sessioonide kirjeldamiseks ja vajalikku infot sinna enam ei mahugi. Kümne sessiooni kasutamine on aga täiesti tavaline. "Normaalne" st. vanem CD-ROM-lugeja suudab ära tunda ja sisse lugeda ainult esimese salvestussessiooni. Multisessioon - salvestuse lugemiseks vajatakse spetsiaalse lisavõimalusega lugemisseadet ja vastavat draiverit.
Multi sessioonide kasutamine tähendab seda, et infot saab kettale kirjutada mitmes järgus st. olles mingi info plaadile kirjutanud, saame seda hiljem vaba ruumi olemasolul lisada. Põhjus, miks vajatakse multisessioon vormis plaatide lugemiseks spetsiaalset riistvara toetust, peitub plaadi sisu kirjeldavas tabelis. Kui plaati aja jooksul mitmeid kordi infoga täiendatakse (kirjutatakse uus sessioon ), muutub ka selle sisu, ning peab iga kord täiendama ka plaadi sisu kirjeldavat tabelit. Seadmed, mis toetavad multi-sessioon plaate, ongi programmeeritud selliselt , et nad suudavad otsida plaadil leiduvaid, erinevaid sisu kirjeldavaid tabeleid ja neid üheks kokku panna.
CD-RW, CD-R ja CD-ROM ühilduvus
Ühilduvusprobleemid CD-RW ja CD-ROM seadmete puhul võivad olla järgmised:

• paljud (vanemad) CD-ROM seadmed ei suuda lugeda CD-RW plaate. Põhjuseks CD-RW plaatide väiksemad peegeldusomadused ja sellest tingituna ka raskused lugemispeal info kätte saamisel.
  
• CD-RW plaadid kirjutatakse tavaliselt mitmesessioonilistena, kuid paljud vanemad CD-ROM mudelid seda võimalust ei toeta
  

NB! CD-R kettad, mis on tehtud CD-RW seadmega, on loetavad iga seadmega, mis suudab lugeda CD-R meediat . Ehk siis teiste sõnadega, on ühilduvuse probleemid CD-RW plaatidega, mitte CD-RW seadmetega. Kui CD-R ketas, on tehtud ühe sessiooniline, peaks ta olema loetav iga tänapäevase CD-ROM seadmega; mitme sessioonilise plaadi puhul on vaja seadet, mis antud võimalust toetaks.
Esineb ka olukordi , kus CD-ROM seade loeb ühe CD-kirjutaja poolt tehtud plaate, kuid teise samaväärse seadme omasid mitte. Samuti tuleb ette, et seade suudab lugeda vaid teatud värvi kattematerjaliga plaate (erinevat värvi plaatidel on erinevad peegeldusomadused). Kõigi nende probleemide vältimiseks, on lahenduseks ainult kas ise katsetamine eri seadmete ja meediatüüpidega või sõpradelt /tuttavatelt saadud informatsioon.

4.5. DVD- (Digital Versatile Disc)

Sel ajal, kui kõvaketaste mahud järjest mitmekordistusid, ei tehtud CD mahu suurendamiseks peale kaheksakümnendaid, mil laserplaat leiutati, suurt midagi. Kui hakati tootma mahukaid multimeediumtarkvara pakette, hakkas ka CD-ketaste mahukusest väheks jääma .
CD tootmisega tegeleva firma (Nimbus) insener leidis1993.a., et CD-le võib infot palju rohkem mahutada, kui punase laseri võimalusi paremini ära kasutada. Seda asjaolu olid juba varem kasutanud mõned audio-CD-de valmistajad, kes 74 minuti asemel CD-le 78 minutit muusikat suutsid pressida. Ka suudeti 1,5 -tunnine MPEG 1 vormingus film ühele kettale kokku suruda, aga kahjuks ei suutnud vanemad lugejad seda enam veatult esitada. 1993. aastal teatasid Sony, Philips ja JVC spetsiaalsest Video-CD-st, kuhu sai MPEG 1 vormingus filme pakkida. Puuduseks selle lahenduse juures oli, et 90- minutiline film tuli jaotada kahele kettale.
Detsembri keskel 1994.a. demonstreerisid Sony ja Philips oma High-Density-CD-d, mille maht ulatus 3,7 GB-ni.
Toshiba ja Warner töötasid 1995. aastaks välja Super Density Disc'i, mille maht küündis 5 GB-ni.
Et paremini kasumit teenida, panid nelja firma insenerid pead kokku ning uue ketta nimeks sai DVD -Digital Versatile Disk või vahel ka Digital Video Disk. DVD pidi aegamisi välja vahetama CD-d ja VHS-kassetid.
DVD – (Digital Versatile Disk ehk eesti keeles Digitaalne Mitmekülgne Plaat) on samade mõõtmetega nagu CD, kuid DVD ketas mahutab seitse korda enam andmeid kui CD: 4,7 G kihi kohta, võrreldes CD 680 megabaidiga. Ka DVD seade on sarnane CD lugerile ja suudab peale DVD lugeda ka CD-d – nii audio kui ka andmete omi. DVDle mahub ära isegi täispikk panoraamheliga film. Kvaliteedi vahe peaks olema umbes selline, nagu lindikasseti ja audio-CD puhul. Video- kasseti seisukohalt on DVD tootmiskulud tavalise videokasseti omast väiksemad, kvaliteet aga parem.

4.5.1. Kuidas siis pakkida nii palju infot CD suurusele diskile?

Vastus on laser. DVD plaadil võib olla kuni neli pressitud andmekihti, kaks kummalgi poolel, kogumahuga 17 GB. DVD kasutab peenema kiire ja väiksema lainepikkusega laserit kui standartne CD-ROM ja suudab lugeda väiksemaid infolohukesi (pit), mis paiknevad DVD kettal spiraalselt (nagu CD-ROM-il), kuid ka spiraali keerud asuvad üksteisele lähemal. Infot sisaldav spiraalne rada on CD-l palju sügavam kui DVD puhul ja seega saab sama paksusega plaadile kirjutada kummalegi poole vao ning saadaksegi kahepoolne plaat. See disain mahutab 9,4 GB infot, mille puuduseks on see, et sa pead ise diskil teise poole pöörama kui tahad kasutada andmeid, mis asuvad teisel poolel (nn. flipper - plaadid). Kuid see pole veel kõik – insenerid on leidnud viisi kuidas mahutada veel rohkem infot DVD kettale. Selleks kasutatakse hõbedase tagasipeegelduva kihi peal veel kullatud kihti. Nii saab DVDle salvestada kaks andmekihti ühele poolele.

4.5.2. Spetsifikatsioon ja tehnoloogia

DVD-sid võib olla 4 erinevat tüüpi, mahtuvusega 4.7 kuni 17 G. Esimesel juhul on tegemist ühepoolse ja ühekihilise plaadiga nagu seda on CD ja viimasel juhul kahepoolse kahekihilise plaadiga. Esialgse versiooni info edastamise kiirus on nagu enamikel CD-ROMidel – meelelahutuseks (nt. filmilõikude vaatamiseks) on info edastuskiirus 600 KB/s, mis on neli korda suurem kui audio CD puhul ja võrdeline 4X CD-ROM-iga. Andmete ülekandeks on kiirus 1.38 MB/s, mis on võrreldav 10 X CD-ROM draiviga. 1995 aastal töötati välja unikaalne DVD spetsifikatsioon, milles lähtuti filmitööstuse vajadustest , et mahuks ära digitaalses formaadis tüüpiline Hollywoodi film, mille pikkus on tavaliselt 135 minutit.
Igal DVD ja CD plaadil on peegelduv kiht -enamasti alumiiniumist- kohe andmeid kandva, polükarbonaadist põhimiku järel. Kahekihilisel DVD-l on peegelduva kihi peal osaliselt transparentne andmekiht, laser on suuteline mõlemalt andmeid lugema. Esimese kihi lõpus laser fokuseerub ümber teisele kihile , puhvri kasutamine tagab katkematu andmeedastuse. Kahe kihi kasutamine ligikaudu kahekordistab plaadi mahu. Transparentne kiht mahutab
3,8 G, võrreldes peegelduva kihi 4,7 G-ga, selle tulemusena on ühepoolse kahekihilise plaadi mahuks 8,5 G. Kui tegu on kahepoolse ja kahekihilise plaadiga (kokku neli andmekihti) saavutatakse kogumaht 17 G, mis on -25 korda suurem kui CD- ROM-il.
Miks ei ole kahekihiline ketas täpselt poole mahukam kui ühekihiline? Sest alumine kiht tuleb kirjutada natuke suuremate süvenditena ning seetõttu kaotatakse mahus . Huvitav on veel see, et kõigepealt loetakse alumine kiht seest väljapoole (nagu CD korral), siis ülemine kiht väljast sissepoole. Seda sellepärast, et vältida lugemispea liigutamisest ja ketta pöörlemis­kiiruse muutmisest tulenevaid asjatuid pause filmides .
Kahepoolsete ketaste miinuseks on ajamite keerukus ning kallidus, ka on kahepoolsed kettad õrnemad, kuna andmed on mõlemal plaadipoolel ning kaitsekihid õhemad. Kettad on ka visuaalselt erinevad.
Ühilduvuse säilitamiseks CD-ROM-iga on DVD diameeter 120 mm. , paksus 1,2 mm.
DVD spetsifikatsioon defineerib viis eri kettatüüpi: DVD-Video, DVD-Audio, DVD-ROM, DVD-R (Recordable) ja DVD-RAM. Viimane on ülekirjutatava DVD esialgne formaat, millele järgnesid temaga võistlevad formaadid, DVD + RW, DVD - RW (Rewritable)
DVD-Video ja DVD-Audio on DVD standardid meelelahutustööstuse jaoks, seetõttu vaid lühike kirjeldus. Nende kahega loodetakse asendada praegused vastava ala standardid. Audio CD ja Video CD. DVD-Video peamised omadused on:

• Video kvaliteedi juures taotletakse vastavust standardile, mis määrab video andmeedastuse 167 Mbit/s ja MPEG-2 andmetihenduse ( Moving Picture Experts Group). Üks ketas mahutab üle 2 tunni videot.
  

• Ühilduv Audio CD ja Video CD standarditega.
  

• Võimalikud regionaalne kood, kopeerimiskaitse, parental control.
  

MACROVISION - Kopeerimiskaitsekiip, mille integreerimisega igasse DVD-Video luge­jasse, loodetakse tõkestada analoogset kopeerimist (DVD-lt videolindile). Nimelt on filmitöösturid seoses DVD tulekuga üsna mures. DVD-ga seotud mure on põhiliselt see, et pilt on niivõrd hea, et erinevalt videokassetist on temalt võimalik teha lõputu hulga väga häid videokoopiaid. Et seda ei juhtuks, on enamus plaate kodeeritud Macroviosioni kasutades - see on nõks, mis kasutab ära videomaki tundlikust, pannes sellesse juhitud DVD pildi pulseerima ja muid trikke tegema. Tegelikult muidugi on Macrovisioni võimalik arvutis välja lülitada.
Digitaalse kopeerimise takistamiseks kasutatakse krüpteerimist ning koopiate loendurit, s.t koopia tegemisel kirjutab salvesti plaadile mitmenda koopiaga on tegu, määratud on maksimaalne koopiate arv.
DVD-Audio standard on hetkel määratlemata .
DVD-ROM lubab ainult kettalt lugemist nagu CD-ROM. Kokku võimalik mahutada DVD kettale 17 G infot.
DVD-R esimesed mudelid ilmusid 1997 ja lubasid salvestusmahtu 3,95 G ühe poole kohta. Vorming lubab ühekordset kirjutamist analoogselt praegusele CD-R tehnoloogiale. Polükarbonaadist kihi asemel kasutatakse värvainet, millele laseriga vähem peegelduvaid auke kõrvetatakse, simuleerimaks lohke DVD-ROM plaadil. Uuemad DVD-R -id mahutavad kuni 4,7 G andmeid, võimalik on ainult üks andmekiht. Andmeedastuskiirus ~1,4MB/s võimaldab 4,7G tooriku andmetega täita natuke rohkem, kui tunniga.
DVD +RW, DVD -RW -on võimelised teostama kettale korduvkirjutamist. Mahutavus kettal on 3 G juures.
DVD+RW
DVD+RW on nagu CD-RW, mille andmed kirjutatakse tühjale kettale (toorikule) pressitud spiraalvakku ja failisüsteem on jaotatud andmeplokkideks. DVD-RAM kasutab erinevat tüüpi andmestruktuuri Ning seega on nende kahe formaadi andmestruktuurid erinevad, mis andmete seisukohalt tähendab , et formaadid on mitteühilduvad ning ühe formaadi kettaid ei saa kasutada teist formaati kasutava seadme poolt.
DVD-RAM-i (random access memory) teeb sama, mis DVD+RW ning DVD-RW, selle erinevusega, et kasutatakse faasipöördustehnoloogiat, millel põhinevad praegused Panasonic'u PD/CD (phase change dual / CD-ROM) ajamid. DVD-RAM kettad on erilises ümbrises ning neid tehakse 1 ja 2 poolseid, hetkel on mahutavus 2,6 G ühe poole kohta. Peatselt on oodata ka 4,7 G ühe poole peale mahutavaid seadmeid. Ühe poolseid DVD-RAM kettaid saab ümbrisest välja võtta ning kasutada DVD-ROM seadmes. Seadme tõid esimestena turule Hitachi, Panasonic ja Toshiba.
MMVF (Multimedia Video File) formaat mis välja töötatud NEC -i poolt, pakub mahuta­vuseks 5.2G ühe poole kohta.
Allpool toodud tabel annab mingi ülevaate(peegeldab hetkeseisu 1999.a.) sellest, milline seade, millist meediat lugeda suudab:
Seade
CD-ROM
DVD-ROM
CD-R
CD-RW
DVD-R
DVD-RAM
DVD-RW
DVD+RW
DVD-ROM
ja
ja
sõltuvalt seadmest
ja
ja
sõltuvalt seadmest
ja
sõltuvalt seadmest
DVD-R
ja
ja
ja
sõltuvalt seadmest
ja
ei
ei
ei
DVD-RAM
ja
ja
ja
ja
ja
ja
ei
ei
DVD+RW
ja
ja
ja
ja
ja
ei
teadmata
ja
DVD-RW
ja
ja
ja
ja
teadmata
ei
ja
teadmata
Kordame veel, et tänaseks võib olukord paljuski muutunud olla.

4.5.3. CD ja DVD võrdlus

CD ja DVD võrdlus
CD
DVD
Diameeter
120 mm
120 mm, 80 mm
Paksus
1,2 mm
1,2 (2 x 0,6)mm
Radade tihedus
1,6 m
0,74 m
Lohkude min. pikkus
0,834 m
0,400 m (0,440 m kahepoolne )
Laseri lainepikkus
780 m (infrapunane)
635-655 m (punane)
Konstantne vookiirus
1,2 m/s
3,49 m/s (3,84 kahepoolne)
Andmetega kihte
1
1 -2 plaadi poole kohta
Andmetega plaadipooli
1
1,2
Maht
650 MB
4,7 G-17G
Andmeedastuskiirus (1x)
153,6 kB/s
1,385 MB

4.5.4. Pakkimine

Hoolimata suurest andmehulgast, mida DVD-ROM endal kanda suudab, ning millel saab filme esitada kaheksas erinevas keeles ja 32 erinevas keeles olevate subtiitritega, võimaldab üks ketas salvestada kõrgkvaliteediga pilti ja heli ainult 5-10 minutit. Selle kitsaskoha ületamiseks võeti appi Motion Picture Expert Group’i poolt leiutatud MPEG-2 andmete pakkimise ja kodeerimise standard, mille abil saab kodeerida ühele kahekihilisele ja kahepoolsele DVD-ROM-ile kuni kaheksa tundi digitaalset videopilti ja heli.
MPEG (Moving Picture Experts Group)- töötab ISO (International Standards Organization) ja IEC (International Electro-Technical Commission) ühise juhatuse all. Grupi tegevusvaldkond on arvuti abil esitatavate liikuvate piltide (digitaalse video) ja sellega seotud heli kompressioonide/dekompressioonimeetodite standardiseerimine.
MPEG-pakkimine
Esimene standard MPEG-1 valmis 1992. aastal. Seda kasutatakse interaktiivses multimeedias videomagnetofoni kvaliteediga pildi (video) ja CD kvaliteediga heli edastamisel. MPEG standardid näevad ette pildi ja heli omavahelise sünkroniseerimise. MPEG-1 on teostatud firmade Philipsi ja Sony poolt loodud standardis CD-I (Compact Disc- Interactive). Peale selle toetab MPEG-1 kümneid tuntud firmasid.
MPEG-2 valmis 1994. aasta kevadel, kuigi mustandi kinnitas ISO juba 1993. aasta sügisel. MPEG-1 erineb MPEG-2-st peamiselt selle poolest, et MPEG-1 ei toeta suuremat andme­edastuskiirust kui 1.5 Mbit/s. Kuna MPEG-2 võimaldab suuremat andmevahetuskiirust ning seega ka paremat pildi- ja helikvaliteeti, leiab ta kasutamist professionaalses televisioonis, interaktiivses ja kõrgtihedas televisioonis (HDTV=High Definition Television). Samuti nähakse ette selle kasutamist tulevikus kõrgjõudlusega andmevõrkudes.

4.5.5. Piirkonnakood

Piirkonnakood on tülikamaid DVD-ga seotud piiranguid. See võeti kasutusele suurte USA filmistuudiote nõudel, kes seadsid DVD- filmide tootmise tingimuseks, et senine turustuspraktika peab jätkuma. Selle kohaselt ilmuvad uued filmid kõigepealt USA turule, poole aasta pärast ilmuvad USAs nende videod ja DVD-plaadid ja alles siis suunatakse film Euroopa turule. Viimasena jõuavad filmid Hiina turule. Et teiste maade filmivaatajad ei saaks USAst ostetud DVD-plaate enne kasutada, kui film on nende maade kinodes jooksnud, lepiti kokku jagada maailm kuueks piirkonnaks . Igas piirkonnas võib müüa ainult sellele omistatud koodiga DVD-filmiplaate ja -pleiereid. Kui pleieri ja plaadi piirkonnakood kokku ei lange, siis plaati mängida ei saa. Multimeediatooded ja mängud on koodita (kood 0), neid mängivad kõik seadmed.
DVD-plaatide tootjate poolt on maailm jagatud 6 erinevaks regiooniks. Raskendamaks regioon 1-le toodetud plaatide lugemist, on nt. regioon 6 jaoks tehtavatesse DVD lugeritesse kodeeritud võimalus lugeda ainult regioon 6-e jaoks toodetavaid plaate. Seega peaks olema kõigil regioonidel oma koodiga lugerid ja nende jaoks toodetavad plaadid ning kõik see peaks raskendama tarkvara piraatlust. Tegelikkuses aga valmistatakse mitmete firmade poolt multiregionaalseid lugejaid, ning võimaldatakse lugejaid vastavate seadmetega ümber kodeerida.
Eestisse on seni valdavalt toodud ainult 2–koodiga pleiereid.
Tavaliselt leidub kasutatava DVD plaadi regiooni kood selle pakendil või vahel ka plaadil endal. Koodiks on regiooninumbriga logo.
Piirkonnad on järgmised:
1. USA ja Canada
2. Euroopa, Jaapan, Kesk-Ida, Egiptus , Lõuna-Aafrika ja Gröönimaa
3. Taivan, Korea, Filipiinid, Indoneesia ja Hong Kong
4. Austraalia , Uus- Meremaa , Lõuna-Ameerika, Mehhiko , Kariibi mere saared
5. Venemaa, Ida-Euroopa (sh Eesti), Aafrika, India, Põhja-Korea, Mongoolia
6. Hiina

4.6. Magnet-optiline ketas

MO-ketas meenutab tavalist 3,5-tollist disketti, olles sellest umbes kaks korda paksem, muudelt mõõtmetelt aga sama. Ta mahutab standardselt 230 MB. MO-ketta lugemiseks vajalik seade mahub arvutis samasse avasse, kuhu sama suur disketiseadegi. Toodetakse ka õhemaid MO-kettaseadmeid, mis sobivad sülearvutitesse. Levinud on ka välised seadmed, mida on lihtne tõsta ühe arvuti küljest teise juurde.
MO-ketaste eelised
Andmete säilitamine MO-ketastel on mugav. Kettalt lugemine on praktiliselt sama kiire kui kõvaketta korral, kirjutamine umbes kolm- neli korda aeglasem. See tähendab, et mingi dokumendi lugemiseks ja sellel pisiparanduste tegemiseks pole vajadust faili lahti pakkida, kõvakettale ega sealt tagasi kopeerida. Kui andmeid salvestatakse iga päev suures koguses ja ootamatult võib tulla vajadus mingi eelmise perioodi andmeid kontrollida, on sellise salvestamisviisi kasutamine väga mugav.
MO-kettal on hõlbus viia andmeid ühest kohast teise. Kui väiksemate andmehulkade viimiseks ühest arvutist teise kasutatakse tavaliselt disketti, siis suuremahuliste andmete jaoks jäävad disketid väikeseks. Suuri andmeid vahetavad omavahel tavaliselt trükiste kujundajad, reprokeskused ja trükikojad. MO-seadet omavate firmade vahel on mõnekümne megabaidise suuruse andmehulkade üleandmine lausa igapäevane. MO-kettaga saab andmeid vahetada ka erinevat tüüpi arvutite, näiteks PC ja Mac'i vahel.
Magnetoptilised kettad on oma olemuselt töökindlamad tavalistest kettaseadmetest: seadme rike ei too siin tavaliselt kaasa andmete või andmekandja kahjustamist.
MO tehnoloogiast
Magnetoptilised (MO) seadmed on erineva mahutavusega. Toodetakse nii 3,5” kui ka 5 ¼” seadmeid. 3,5" kettad on erinevate mahutavustega nt. 128 MB, 230 MB, 650 MB. Kõik senised realisatsioonid kirjutavad ketta ühele küljele. Magnetoptilisi kettaid tehakse ka 5,25- tollistena ning need seadmed võimaldavad suuremaid salvestusmahtusid ja reeglina ka suuremaid kiirusi. Sellised seadmed kasutavad juba ka kahepoolset kirjutamist
3,5” ketaste kest on väliselt väga sarnane 3,5” disketile, kuid paksem. MO ketas on aga sarnane CD-le ja murrab samamoodi valguskiiri, kuid ühelt poolt on ta tumedam ja ta pinnal on näha eraldatud sektroreid. MO ketas ei ole siiski CD. Ketta plastikust või klaasist põhimikule on kantud erisegu, näiteks TbFeCo. Sellele kirjutamine toimub laseri ja magneti abil, lugemine ainult laseriga.
Andmete salvestamiseks.kuumutatakse laseriga vastavat punkti kettal kuni materjali Curie punktini (MO ketta puhul umbes 200 kraadi), millest kõrgemal temperatuuril on materjal vastuvõtlik välisele magnetväljale ja seejärel muudab magnet selle punkti polaarsust. Pärast jahtumist punkti magneetumus enam ei muutu kuni salvestusprotsessi kordumiseni. Sellisel viisil salvestatud andmete säilivus on parem kui tavalise disketi korral, kus väikese magneti sattumine ketta juurde viib juba andmete riknemiseni. Ketta suur mahutavus on saavutatud laserikiire täpse suunamisega, ühe andmebiti salvestamiseks kasutatava ala läbimõõt on vaid üks mikron.
Andmete lugemine toimub ainult laserikiire abil, ilma magneti osavõtuta. Selleks kasutatakse Kerri efekti, mis seisneb polarisatsioonitüübi muutumises valguse peegeldumisel magnetiseeritud alalt. Lugemismehhanism fikseerib selle muutuse ja teeb niimoodi kindlaks vastava andmebiti väärtuse. Lugemiseks suunatakse punktile nõrgem laserkiir, mis peegeldub kettalt tagasi. Peegeldunud kiire polaarsus sõltub loetava punkti magneetumusest ja näitab vastava biti väärtust.

4.7. Striimer

Striimer on kassettmagnetofoni taoline seade suurte infohulkade säilitamiseks ja ülekandmiseks ühest arvutist teise. Striimer kasutab lindikassette, mis on täiesti sarnased laiatarbe kassettmagnetofonide kassettidele, kuid lint on kvaliteetsem. Striimerist on abi, kui on soovi säilitada oma hinnalisemat tarkvara ja andmeid võimalike rikete eest koopiatena või kui on soovi kogu kõvaketta sisu kanda üle teise arvutisse. Striimeri mõõtmed on sama suured, kui disketi- või kõvakettaseadmel, nii et võib ta paigutada vaba koha olemasolul otse arvutiplokki. Striimer ei asenda kettaseadmeid ja ta pole ka kassettmagnetofoni baasil realiseeritud välisseade. Ei või öelda, et striimer oleks kõige hädavajalikum seade arvutikomplektis, kuid tema olemasolul on tast kindlasti abi.Võrreldes teiste andmekandjatega on lindiseadmete eelis odavus . Puuduseks aeglus , andmeid ei saa lugeda suvalisest kohast suvalisel ajahetkel nagu ketasseadmetel, vaid peab ootama, kuni lint on keritud soovitud kohani.
Kasutatakse põhiliselt võrguserverites varunduskoopiate tegemiseks.

4.8. Mälupulk. Välkmälu(Flash Memory Stick)

Viimasel ajal väga levima hakanud ja käepärane mäluseade. Teda on võimalik kiiresti arvutiga ühendada. Sinna saab infot salvestada ja salvestatut lugeda, nagu tavalisise andmekandja puhul. Tema maht praegusel ajal algab 32 MB ja lõpeb 10 GB-ga.
Kuidas ta töötab? Vaatame lihtsalt.
Mälupulk kujutab endast nn. EEPROM-mälu (electrically era­seble programmable read-only memory) e. programmeeritava elek­terkustutusega püsimälu eritüüpi.
Ta kujutab endast võret, kus ridade ja veergude ristumiskohas on kaks transistorit. Nad on eraldatud üksteisest õhukese oksüüdikihiga. Ühte transistoritest kutsutakse ujuvaks, teist aga juhtventiiliks (floating gate and control gate). Ujuv ventiil on ainult ühendatud rea või sõnajuhtmega läbi juhtventiili. Niikaua kui side on olemas omab pesa väärtuse 1. Selleks, et muuta väärtus 0-ks kasu­tatakse protsessi, mi­da nimetatakse Fow­ler- Nordheim-i tun­nelduseks, kasutatakse elektronide asukoha muutmiseks ujuvas ventiilis. Elektrilaeng (10...13 Volti) rakendatakse ujuvale ventiilile. See tuleb bitikanalist siseneb ujuvasse ventiili ja maandatakse.
Laeng põhjustab ujuventiilist transistori toime sarnaselt elektronkahuriga. Ergastatud elektronid surutakse läbi ja püütakse kinni teisel pool oksüüdikilet, andes neile negatiivse laengu.
Negatiivselt laetud elektronid moodustavad barjääri juht- ja ujuva ventiili vahel. Eriseade, mida nimetatakse elemendi sensoriks(cell sensor) juhib laengu läbilaske suurust. Kui ventiilist läbiva voo suurus on 50% suurem laengu väärtusest, siis on ta väärtuseks 1, vastasel juhul aga 0.

5. KUVAR

Kuvar on personaalarvuti kasutajale üks tähtsamaid seadmeid, eriti tähtis on tema kujutise kvaliteet. Kuvareid saab liigitada mitmeti. Näiteks värviline- ja ühevärviline ( color - monochrome). Kuigi värviline kuvar tundub silmale ilusam, ei ole ta alati just tarvilik.
Reeglina töötab tänapäeva kuvar kahes reziimis: tärk-(e.teksti-) ja graafilises reziimis. Graafilises reziimis töötav kuvar esitab nii sümboleid kui pilte, sest tema ekraaniväli on jaotatud suureks hulgaks väikesteks punktideks - pikseliteks (pixel = picture element)
Mida tihedamalt on ekraanil punkte (mida väiksem on piksel ), seda kvaliteetsem on kujutis. Kogu kujutis peetakse meeles selleks ettenähtud mäluosas, kus igale punktile on eraldatud vähemalt bait mäluruumi, sest salvestada tuleb nii punkti värv, kui ka intensiivsus. Vastav seade “loeb” videomälust kujutise ja esitab selle ekraanil 25…160 korda sekundis. Mida sagedamini kujutis esitatakse, seda vähem väsitab see kasutaja silmi.
Mida rohkem punkte, seda rohkem on vaja videomälu ja seda kiiremini peavad töötama elektroonikaseadmed, et ühe “ ringiga ” siiski kõik punktid väljastada.

5.1. Tööpõhimõte

Põhimõtteliselt töötab traditsiooniline kuvar väga sarnaselt televiisorile. Monitori erinevused televiisoriga võrreldes seisnevad peamiselt selles, et arvutikuvari sisend on kohandatud arvutiandmete erilisele, nimelt numbrilisele kujule ja ergonoomilised nõuded on veidi teistsugused. Monitori juhtseade arvuti graafikakaardil (videokaardil) muundab digitaalsed kahend­ signaalid videosignaalideks, et nende abil ekraanil moodustada üksikutest pildipunktidest koosnev terviklik kujutis. Klaasist seadeldis, mille esiküljele ehk ekraanile pilti näidatakse, on elektronkiiretoru ehk kineskoop (CRT, cathode ray tube) - kuvari kõige tähtsam komponent .
Kineskoobi tagumises, peenemas osas on elektronkahur, mis saadab välja elektronkiire . Pärast teravustamist see kiir kallutatakse sobivasse punkti ekraanil, andes talle samal ajal ka selle punkti jaoks vajaliku intensiivsuse. Ekraanil on luminofoortäpike, mis talle langeva elektronkiire mõjul helendama hakkab. Nii käiakse ridahaaval läbi terve ekraanitäis punkte ja moodustatakse kujutis. Kui seda piisavalt sageli teha, siis ei taju silm punktide vahepealset kustumist, kuna luminofoor jätkab helendumist veel veidi aega pärast kiire edasiliikumist järgmistele punktidele.
Odava kuvasüsteemi üks tunnuseid ongi asjaolu, et pildi värskendamist ekraanil ei õnnestu teha piisavalt sageli, teisiti öeldes ei ole kuvari värskendussagedus (refresh rate ) piisavalt kõrge, ja pilt väreleb. Sõna “piisav" tähendus on siin väga individuaalne: mõni on rahul 60 hertsiga (see tähendab, et pilt käiakse elektronkiirega üle 60 korda sekundis), 100 Hz juures tajuvad värelust väga vähesed ja 85 Hz on selline paras vahepealne väärtus. Tajutav värelus suurendab silmade väsimist.
Värvimonitori elektronkiiretoru sisaldab kolme elektronkahurit, ekraani siseküljel mosaiigi kolmevärvilistest täppidest luminofooriga (R- punane, G- roheline ja B- sinine) ja varimaski (shadow mask ) nende vahepeal. Maskis olevad avad (ümmargused või piklikud) lasevad läbi ainult ühe kindla elektronkiire temale vastava luminofoori täpile. Ekraani väliskülg on kaetud erilise kihiga, et vähendada peegeldumisi ja helkimist, ilma et kuva kvaliteet selle all kannataks. Nagu öeldud tehakse värvilise kujutise saamiseks luminofoortäpid kolme värvi: punased, rohelised ja sinised. Nende omavahelisel kombineerimisel saab siis moodustada ülejäänud värvusi (kui asja peenemalt uurima hakata, näiteks fototöötluse ja trükiettevalmistuse jaoks, siis selgub et siiski mitte päris kõiki värvusi; "tavakasutaja" jaoks pole sellel aga suuremat tähtsust).
Kallutussüsteemi toimel alustab kiir liikumist ekraani vasakust ülanurgast, liigub parempoolse ääreni, hüppab siis kustutatuna järgmise rea algusse vasakul jne. Joonisel on kujutatud 10 -nda rea kirjutushetk. Nende pildipunktide kohal, mis peavad olema kustunud, lülitatakse kiir lühiajaliselt välja. Kui kiir jõuab nii viimase rea lõppu ekraani paremas allnurgas, viiakse ta uuesti kustutatult ekraani algusse vasakul ülanurgas. See kaadrivahetus toimub tavaliselt sagedusega 50-75 korda sekundis ehk teisi öeldes on monitori kaadrilaotussagedus 50-75 Hz.
Tüüpilise kuvari väliskuju on esitatud toodud joonisel. Selle põhiosad on elektronkiiretoru, ekraan , kallutussüsteem(hälvitus-), lahtimagneetimispool ja juhtimispaneel.
Kallutussüsteem koosneb reast elektronkiiretoru ümbritsevatest poolidest ja ta tagab elekt­ronkiire liikumise nii rõht - kui ka püstsuunas.
Demagneetimispooli ülesandeks on elektronkiiretoru lahtimagneetimine, kuna maa magnetvälja ja muude magnetiliste häireväljade mõjul toimub selle osaline magneetumine, mis halvendab värvilise ekraanipildi kvaliteeti.
Juhtimispaneeli abil saab reguleerida värviküllastust, pildi kontrastsust , heledust ja muid parameetreid. Tavaliselt toimub monitori seadistamine pööratavate nuppude abil. Sõltuvalt graafikakaardist võib kuvar olla varustatud digitaaljuhtimisega häälestusega kus kõigi vajalike parameetrite häälestamine toimub mikroprotsessori abil. Kõik häälestused on asendunud klahvidega ja kasutajal on võimalus salvestada erinevaid pildi seadistusi ning hiljem neid vaid ühe nupuvajutusega esile kutsuda. Veelgi kaasaegsemaks ja oluliselt mugavamaks loetakse häälestusviisi, mille puhul on monitoril vaid 4 nuppu (valik, väljumine,+,-) ja seadistatava parameetri valik toimub ekraanile kuvatava menüü abil (ON- Line, ON-Screen jmt.).

5.2. Millest pilt koosneb

Piksel (pixel) on väikseim kuva moodustusühik. Näiteks eralduse 640x480 korral koosneb kuva 640x480- st pikselist (horisontaal x vertikaal). Piksel on tarkvaral põhinev mõõduühik. Tuleb vaid jälgi­da, et piksel oleks tunduvalt suurem kui kuvari punktisamm.
Kui arvuti jaoks on pildi väikseim üksus piksel, siis värvuskuvari seisukohalt pole see nii. Ekraanil koosneb iga piksel omakorda kolme eri värvi punktidest (dot). Kui arvuti tahab ühe konkreetse pikseli teha näiteks kollast värvi, siis ütleb ta seda videoadapterile. Videoadapter mõtleb asja üle järele ja käsib monitoril sellele pikselile vastaval ekraanialal pommitada elektronkiirtega punaseid ja rohelisi punkte - teiste sõnadega, annab selle ala värskendamise ajal punase ja rohelise signaalidele maksimaalväärtused ja sinise signaalile minimaalse. Kui arvuti nüüd tellib mingi tumedapoolse rohekaskollase, siis vähendab videoadapter punase nivood kõvasti ja rohelise nivood natuke.
Luminofoorekraani taga, tema ja elektronkahuri vahel, asub mask, mis punktidevahelise ekraaniala kinnikatmisega kindlustab, et elektronkiir langeb täpselt ettenähtud punktile. Maskis olevate avade ja luminofoorpunktide kuju ja paigutus aga kuuluvad kindlasti kuvari oluliste tunnuste hulka, mille teadmine ostuprotsessis mööda külge maha ei jookse. Maske on peamiselt kolme sorti.

• punktikolmikutest ehk triaadidest (shadow mask) koosnev
  
• vahepealne variant kasutab ringikujuliste avade asemel piklikke (slot mask)
  
• Sony toodetavates ja litsentseeritavates Trinitron - kineskoopides ulatuvad omavahel traatidega eraldatud avad vertikaalselt üle kogu ekraani (aperture grill).
  

Trinitronil on traditsioonilise maski ees mitmeid eeliseid ja kaks puudust. Eelisteks on suurem heledus (väiksem osa elektronkiirest maskitakse välja), vertikaalsuunalise kumeruseta esipind (vähendab peegeldusi) ja suurem teravus joongraafika, eriti horisontaal- ja vertikaaljoonte kujutamisel. Puudusteks on suurem sakilisus kõverate ja diagonaalide kujutamisel, mistõttu soovitatakse näiteks fototöötluse rakendustes Trinitron-tüüpi kineskoopidest hoiduda ja see et pikad ja omavahel ühendamata maskitraadid kipuvad vibreerima ja selle vältimiseks on horisontaalselt üle ekraani tõmmatud üks või kaks ühendavat traati , suurematel ekraanidel ka rohkem.
Joonisel on toodud kaks põhilist pildipunktide ehk pikselite (ingliskeelsetest sõnadest picture element) paigutusmeetodit kuvari ekraanil. Sellise kuvari üheks tähtsamaks iseloomustajaks on punktisamm (dot pitch), mis näitab kahe samasuguse punkti vahekaugust monitori ekraanil. Mida lähemal üksteisele punktid paiknevad ehk mida väiksem on punktisamm, seda kõrgem on kuvari lahutusvõime (resolution). Kaasaegsetel kvaliteetsetel värvimonitoridel on see suurusjärgus 0,25 mm.

5.3. Subjektiivsed väärtused

Lisaks numbriliselt mõõdetavatele suurustele tuleb kuvari ostmisel kindlasti arvestada ka subjektiivse muljega, mida ei anna edasi ükski arvväärtus ega kirjeldus. Eri inimesed võivad sama kuvari kvaliteedi osas olla väga vastandlikel arvamustel.
Teravus on üks hea pildi tegureid. Praktiliselt kõik kuvarid suudavad näidata teravat pilti ekraani keskel ja madala eraldusvõime juures, kallimatel laieneb see võime ka pildi nurkadesse ja kõrgematele eraldusvõimetele. Kuvage sama tekst või lihtne pilt ekraani keskel ja nurkades, ning kui nende vahel on silmaga nähtavaid erinevusi, siis on tõenäoliselt tegu kehva kuvariga.
Üldine heledus on mõnel mudelil suurem kui teistel. Oluliseks muutub see töötamisel väga heledalt valgustatud ruumides. Tasub ka arvestada, et heledus väheneb kuvari vananedes.
Pikkuse ja laiuse õige suhe. Enamik kuvareid järgib populaarsete kuvaresiimide suhet 4:3, aga mitte kõik. Joonistage graafikaprogrammiga ring ja vaadake, kas ta on ka ekraanil ring, mitte ellips.
Sirged jooned. Eriti ekraani servades kipuvad sirged jooned kõverduma, kusjuures mõnel odavamal eksemplaril ei tarvitse nende sirgekstõmbamiseks piisata ka olemasolevast reguleerimisvõimalusest.
Peegeldused ekraani pinnalt sõltuvad selle pinna mehaanilisest ja keemilisest töötlusest. Uuemad kuvarid sisuliselt enam ei vaja ekraanifiltreid.
Kiirte joondamine määrab selle, kas must tekst valgel pinnal (või vastupidi) on tõesti mustvalge või tekivad servadesse värvilised üleminekud. Seda tasub kontrollida, kuna suur osa inimesi veedab oma päevi just selliste ekraanipiltide taga tekste või tabeleid töödeldes.
Värvustasakaal võib mudelite ja isegi üksikute eksemplaride lõikes üllatavalt palju erineda. Samasugust nähtust olete kindlasti tähele pannud teleripoes, kus riiulitäied aparaate sama pilti väga erineva värvitooniga näitavad.
Tänapäeval on kuvarid enamasti üsna lihtsalt reguleeritavad. Kui kuvaril saab mõnda ülalnimetatud parameetrit reguleerida, siis muidugi tehke seda enne otsuse langetamist.
Kuvari tähtsamate parameetrite hulka kuulub ekraani suurus, mida enamasti mõõdetakse diagonaalipidi monitori ühest nurgast vastasnurgani ja seda väljendatakse tavaliselt tollides. Momendil need väärtused on 17, 19 ja 21 tolli.
Suuremad monitorid on mõeldud eelkõige juba graafika , masinprojekteerimise (CAD) ja muude suurt ekraanipinda nõudvate rakenduste tarvis.
Vastavalt suurusele võib monitore veel jagada:

• portrait - kõrgus suurem, kui laius (spetsiaalkuvar nt. kirjastuse tarbeks)
  
• landscape - laius suurem, kui kõrgus (kõige enim levinud kuvaritüüp
  

5.4. Ekraani suurus ja hind

Kui tavaliselt arvutikomponentide ühikuhind mõõtmete kasva­des langeb (näiteks maksab üks 40 GB ketas tavaliselt vähem kui kaks 20- gigabaidist), siis kuvarite puhul on see trend risti vastupidine . Suuri kineskoope on tehniliselt keerukas toota, samuti kuulub suurema kuvari juurde tavaliselt kallim elektroonikaosa (et võimaldada kõrgemaid eraldusvõimeid ja värskendussagedusi).

5.5. Energiasääste, ohutus, kiirguskaitse ja demagneetimine

Kuvari osaks langeb suur osa arvutisüsteemi energiatarbest. Tänapäevased arvutid ja kuvarid on varustatud VESA poolt välja töötanud DPMS-süsteemiga ( Display Power Managernent System), mis lubab pikka aega kasutamata seisval arvutil saata oma kuvarile käsu lülituda säästuresiimi või päris välja, ning siis esimese hiireliigutuse peale ta uuesti sisse lülitada. Võib juhtuda, et selline infovahetus tuleb kasutajal eraldi sisse lülitada. Kuigi enamus arvutikomponente ühildub energiasäästuresiimidega, võib viimastest kohati siiski probleeme tekkida. Seetõttu võiks ka kuvari automaatse väljalülitamise suhtes teatud ettevaatust ilmutada, eriti, kui arvutil mingid kummalised vead tekivad. Võib juhtuda, et mõnele komponendile tuleb siiski üllatusena, et mõni teine komponent on vahepeal välja lülitatud.
Ükskõik, kas energiasäästuresiimi kasutate või mitte, tuleks pikemate pauside ajal, näiteks ööseks, kuvar välja lülitada.
Arvuti enda puhul vaieldakse hoolega, kumb kulutab riistvara rohkem, kas sisse-väljalülitamisest tingitud termiline paisumine ja kokkutõmbumine, või siis vaheaegadeta töö. Kuvar aga vananeb pidevalt töötades kindlasti kiiremini.
Keegi ei ole veel suutnud tõestada, et kuvar iseenesest oleks tervisele ohtlik. Aga vaidlused käivad. Loomulikult kujutab endast ohtu töötamine tolmuse kuvariga, kaua, väsinult, pimedas, ebamugavas asendis jne, nagu ka näiteks raamatu või ajalehega töötamine samades tingimustes.
Palju on räägitud monitoride kiirgusest ja erinevatest standarditest, mis seda piiravad. Tavalise monitori puhul mõjutab kasutajat kõige enam staatilisest väljast tulenev kiirgus. Monitori elektromagnetilise kiirguse piiramiseks ja hindamiseks on kehtestatud terve rida riiklike standardeid,(DIN, SSI, MPR I, MPR II, SWEDAC, TCO) millest kõige levinum on Rootsis 1990.a. kehtestatud MRP II standard. Selle kohaselt ei tohi monitori poolt kiiratav magnetvälja tugevus poole meetri kaugusel ületada 250 nanoteslat. Sellest veelgi rangem on teine Rootsis kehtestatud norm TCO- 92. (TCO= Total Cost of Ownership.). Sellest omakorda veel rangem on TCO-95. Neid standardeid toetavad monitorid on tavalistest kallimad, kuid üldjuhul ka paremad teiste omaduste poolest.
Kui monitori ekraanipind on antistaatiliselt katmata , siis tekib staatline väli ekraani pinnal oleva staatilise laengu ja kasutaja silmade vahel. Sattudes sellesse välja hakkavad õhus hõljuvad väikesed aineosakesed (nt. tolm) liikuma inimese silmade suunas. Kasutajale lõpeb see tavaliselt silmapõletikuga. Selle vältimiseks tuleks antistaatilise katteta monitori kasutada ainult koos ekraanifiltriga. Kui kineskoobi pind on töödeldud ja ta vastab nõutud parameetritele, siis on monitoril ka teade vastavusest MPR-II standardile. Peale eelnimetatute võivad monitori pildikvaliteeti parandada veel mitmesugused tehnoloogilised lahendused:
-ekraani katmine peegeldumisvastase kihiga;
- dünaamiline või kahekordne dünaamiline fokuseerimine (pildi teravus suureneb märgatavalt);
-invarist valmistatud varimask (invar talub oluliselt kõrgemat temperatuuri kui tavalised varimaski materjalid, seega võib tõsta elektronkiirte energia tõstmise läbi pildi heledust);
-lame ekraan (kineskoobi nähtav osa moodustab tasapinna , mis vähendab moonutusi pildi nurkadel).
SWEDAC MPRII Standard
Magnetic Fields
ELF (5 Hz-2 kHz)
VLF (2 kHz-400 kHz)
nT = nanoTesla
250 nT = 0.00000025 Tesla
Electrical Fields
ELF (5 Hz-2 kHz)
VLF (2 kHz-400 kHz)
1 Tesla = 1 Newton/Ampere Meter
V/m = Volts per meter
Demagneetimine (degaussing) Kuvarite komponendid magneetuvad aja jooksul (Maa magnetvälja ja naabruses asuvate tugevate ( elektromagnetite tõttu), mille tulemuseks on värvusmoonutusega laigud ekraanil, tavaliselt selle servades. Niisuguste laikude kõrvaldamiseks on paljudel kuvaritel olemas demagneetimise nupp (degauss) või käivitatakse see protsess automaatselt igal sisselülitamisel. Kui laigud demagneetimise tagajärjel ei kao, ka siis pole mõtet kohe kuvariga poe poole tagasi sõitma hakata. Tõenäoliselt kaovad nad paari nädala jooksul, kui kord päevas demagneetimise nuppu vajutate või kuvari sisse lülitate.

5.6. Graafikastandardid

Anname ajaloolise lühiülevaate erinevatest graafikastandarditest.
Ühilduvus erinevate graafikastandarditega- algsed värvimonitorid olid mõeldud kasutamiseks ainult ühe kindla graafikastandardiga (MDA, CGA, EGA). Neid nimetatakse püsilaotussagedusega monitorideks, kuna nad sobivad tööks ainult fikseeritud laotus ­sagedusega. Alates VGA- standardi ilmumisest hakati valmistama mitmesageduslikke monitore, mis toetavad eri graafikaadaptereid ja -standardeid:
MDA (Monochrome Display Adapter) - monokroomne tärkkuvar, mis võimaldab esitada selgejoonelisi sümboleid - tähti ja numbreid ühevärvilisena (monokroonsena) 25 reas 80 sümboli kaupa, formeerides sümboleid punktimaatriksis 9x14. MDA lahutusvõime oli 720x350 pikselit. Oli IBM PC- de esimene graafikastandard 1981.a. Kasutati 9 viiguga Sub D pistikut.
Hercules -Hercules Graphics Card (HGC) - monokroomkuvar, mis võimaldab esitada nii teksti, kui ka graafilisi sümboleid. Tekst esitatakse 25 reas 80 sümboli kaupa, graafilised kujutised aga 720x350 punktist koosneval ekraanil. Herculese kuvar esitab selged tähed ja on väga sobiv tööks tärkkuvarina, kuid võimaldab tööd ka kui piiratud võimalustega graafiline kuvar. Piiratud võimaluste all tuleb mõista asjaolu, et osa programmipakette ei tunnista Herculest graafilise kuvarina (ei käivitu). Siiski tuleb odavamate kuvarite hulgast Herculest tunnustada tema küllalt kõrgekvaliteedilise kuva pärast. Arendati välja peale MDA-d Tai päritoluga Van Suwannukuli poolt.
CGA (Color Graphics Adapter) - oli esimene värvigraafikaadapter ja standard, mis võeti kasutusele IBM PC- des (töötati välja 1982.a.). Siiski oli värvide arv graafilises tööviisis minimaalne (4), teksti puhul küll veidi suurem (16), kuid viimase puhul koosnes märgimaatriks ainult 8x8- st punktist. Tekst esitatakse 25 reas 40 sümboli kaupa. Neljavärviline kujutis koosneb 320x200 punktist. On suuteline esitama ka ühevärvilist teksti 25 reas 80 sümboli kaupa ja graafilisi kujutisi 640x200 punktiks jaotatud ekraanil. Graafilised kujundid on paraku madala kvaliteediga ja värvid räiged. CGA- adapter võimaldas kasutada nii RGB monitori, monokroomset või liitvärvisignaali monitori, kui ka tavalist televiisorit. Kuna viimati mainitud variandis pildikvaliteet oli väga halb, siis hilisemates videoadapterites oli selles loobutud. Kasutati 9 viiguga Sub D pistikut.
EGA (Enhanced Graphic Adapter) - tutvustati IBM poolt 1984 aastal.- Lahutusvõime graafikatöös tõsteti 640x350 pikselini ja samaaegselt võis ekraanil esitada 16 värvust 64- st paletist. Tekstitöös paranes kvaliteet tunduvalt tänu palju suuremale märgimaatriksile (8x14 punkti). Võib lisada, et lahutusvõime 640x 350 pikselit vastab ligikaudu 64x47 dpi-le (dotch per inch- punktile tolli kohta).
MCGA-(Multicolor Ggraphics Array ) või (Memory Controller Gate Array)- Lubab MDA-le ja CGA- le sarnaseid või paremaid graafikavõimalusi, kuid jääb alla EGA-le ja VGA-le. Sarnaselt VGA-le kasutab analoog signaale.
VGA (Video Graphic Array)- standard võeti kõigepealt (1987) kasutusele IBM arvutiseerias PS/2. See on ühilduv eelmiste süsteemidega, kuid pakub veidi suuremat lahutusvõimet ja värvivalikut. Kujutis on kas monokroomne või värviline ja lubab esitada pilti tekstireziimis resolutsioonil 720x400 ja graafikareziimis 640x480 (16 värvi) või 320x200 (256 värvi). Esitatavate värvide koguarv on 262144. VGA adapteris hakati kasutama ka uut 15- viiguga D-pistikut. Kasutab andmeedastuseks analoogsignaali (vastupidiselt MDA-, CGA-, EGA digitaalsele)
Peale algse VGA väljatöötamist IBM selle edasist täiustamist ei jätkanud, vaid pakkus uue parema standardina 8514/A- adapteri ja veidi hiljem XGA. Mõlemad graafikastandarid ei ole aga leidnud massilist kasutamist.
XGA (eXtended Graphics Array) - ettevaatus: kuigi suure pikselite arvuga, kasutab ta paaris- ja paaritu rea kordamööda esitust ja väsitab silmi. Tutvustati IBM-i poolt 1990- ndal aastal. Loodi asendamaks 8514/A- adapterit. Lubas samasid resolutsioone mis 8514/A (640 x 480 või 1024 x 768), kuid suurema arvu korraga esitatavate värvidega (65 tuhat värvi, 8514/A 256 värvi asemel).
Enamik IBM- ühilduvate arvutite ja seadmete valmistajaid valis aga teise tee, jätkates algse VGA edasiarendamist.
SuperVGA - praeguseks kõige enam levinud standard, kindel norm ridade ja pikselite arvu kohta puudub; reeglina on pikselite arv mõlemas suunas 750 ja 1024 vahel. Palju värvusi ja
IBM tüüpi PC- de peamised graafikastandardid
Standard
Liidese pistik
Lahutusvõime
pikselites
Kaadrisagedus
Hz
Värve
HGC
TTL (9-viiguga)
752x348
50
2
CGA
RGB/TTL
(9 viiguga)
640x200
320x200
60
24
EGA
RGB/TTL
(9 viiguga)
640x350
60
16
VGA
RGB-analoog
(9-/15 viiguga)
320x200
640x480
60/70
156
16
XGA
RGB analoog
15 viiguga
640x480
1024x768
87
65536
256
SVGA
RGB analoog
15 viiguga
800x600
1024x768
1280x1024
1600x1200
>60
256-16,7 M16- 16,7 M
16- 16,7 M
16- 16,7 M
hea kuva kvaliteet. SVGA on tagasiühilduv, lubades töötada ka varasemate VGA (640x480) ja EVGA (800x600) süsteemides. SVGA lubab 16 miljonit värvi, kuid esitatavate värvide arv konkreetsel resolutsioonil sõltub videomälust - minimaalselt 512 kB, normaalselt 1 MB või enam (algne VGA vajas ainult 64 kB). 512 kB- ne mälu tagab 16 üheaegset värvust, 1 MB- 256 värvust lahutsuvõimel 1024x768 korral. Kõik tänapäeval toodetavad SVGA kaardid kasutavad VESA standardit (Video Electronics Standards Association).

5.7.Vedelkristallkuvar

Lisaks elektronkiirekuvaritele on teiseks populaarseks kuvariliigiks saanud vedelkristal­lekraanid (LCD - Liquid Crystal Display). Neid kasutatakse kandearvutites, kuid viimasel ajal ka lauaarvutites, samuti ka suuremõõtmeliste esitlusgraafika projektsioonekraanidena. Lihtsamal kujul on tegemist kahe elektroodplaadiga, mille vahel paikneb õhuke vedelkristallkile, mille molekule võib elektrivälja toimel pöörata 90 kraadi võrra või rohkem, mis teeb kile valgust läbilaskvaks. Elektroodplaatidele on kantud piki- ja põiksuunas kitsad läbipaistvad juhtelektroodid (nt. 480 reaelektroodi ja 640 veeruelektroodi), mille abil toimub kuvari ekraani üksikpunktide valik (nende aktiveerimine.)
LCD- monitoride üheks suurimaks puuduseks oli tema hind. Viimasel ajal on need odavamaks muutunud.

5.7.1. Puuduv kaadrisagedus (refresh rate)

LCD - ekraanide üheks eeliseks on see et nad ei vilgu. Traditsiooniliste CRT monitoride pilt joonistatakse rida realt igas sekundis mingi arvkordselt, mis tähendab et tegelikult pilt kogu aeg vilgub. Pildi uuesti joonistamine käib aga enamasti nii kiiresti (85 Hz ja rohkem), et kogu protsess jääb silmale praktiliselt märkamatuks. LCD monitorides on aga vilkumine üldse kõrvaldatud s.t kaadrivärskendussagedus (refresh rate) on 0 Hz. See kõik aga tähendab seda, et antud tüüpi monitorid on ka silmasõbralikumad.
Uurides LCD- ekraane, võib näha nt. järgmist informatsiooni:

• Pixel Frequency 65MHz
  
• Horizontal 30 ~ 50KHz
  
• Vertical: 55 ~ 70Hz
  

Eelnevast võime näha, et tegelikult muidugi on, kuid seda ainult siis, kui ekraanil olev pilt muutub (näiteks liigutades ekraanil mingit akent, värskendatakse pilti sagedusel 70 Hz).

5.7.2. Vedelkristallpaneel

Vedelkristallid on ained, millel teatavas temperatuurivahemikus on nii vedelike kui kristallide omadused. Kõrgematel temperatuuridel kaotavad nad oma kristallilise struktuuri. Vedelkristallindikaatorites kasutatakse nemaatilisi vedelkristalle, mis koosnevad orgaaniliste ühendite segust. Vedelkristalli pikad kepjad molekulid paiknevad kihiti ühesuunaliselt orienteerituna. Erinevais kihtides on molekulide orientatsioon erinev. Paigutanud õhukese kihi (mõnikümmend mikromeetrit) vedelkristallilist ainet kahe elektroodidega varustatud klaasplaadi vahele, saab muuta kristallikihi läbipaistvust, kui ainet mõjutatakse välise elektromagnetilise väljaga.
Vedelkristallpaneeli põhimõtteline ehitus
(1- klaasplaat, 2- filter -polarisaator, 3- vertikaalsed elektroodid , 4- vedelkristallid, 5- horisontaalsed elektroodid, 6- peegelplaat)
Kui elektroodidele pole pinget rakendatud, tungivad välised valguskiired läbi kuvapaneeli elementide ning peegelduvad paneeli tagumiselt peegelplaadilt vaatleja silma. Silm tajub iga peegeldunud kiirt, kui halli punkti.
Elektroodide valikulisel pingestamisel ei teki rastri üksikutest punktidest valguse tagasipeegeldust ja neid tajutakse mustadena. Enamasti saadakse vedelkristallpaneelidel must kujutis hallil foonil.
Värviliste kujutiste tekitamiseks lisatakse vedelkristallidesse lisandeid. Lisandainete molekulid orienteeruvad seejuures vedelkristallaine molekulidega paralleelselt. Sõltuvalt kasutatud lisandainest omandavad ergastamata vedelkristallid kindla värvuse. Vedelkristallide ergastamisel elektriväljaga värvus kaob.
Mitmevärviliste kujutiste tekitamiseks kasutatakse spetsiaalseid värvifiltreid.
Vedelkristallpaneelide mõõdete vähendamiseks monteeritakse neid juhtivad elektroonikalülitused vahetult kuvapaneelile. Vedelkristallpaneelid tarbivad suhteliselt vähe energiat. Neid on võimalik kokku suruda väga kompaktseteks. Paneelide nõrgaks kohaks on kujutise vähene kontrastsus. Kuvari ekraanil visualiseeritava kujutise loetavus sõltub oluliselt välistest valgustingimustest. Nõrgas valguses või pimeduses muutub vedelkristallpaneelil olev kujutis nähtamatuks. Kujutisele avaldab mõju veel kuvapaneeli kasutuskeskkonna temperatuur. Enamik vedelkristallpaneele keeldub töötamast temperatuuril alla +1oC; temperatuuril alla
-40oC võivad nad rikneda.
Vedelkristallekraanid jagatakse kahte suurde rühma: passiivmaatriksid ja aktiivmaatriksid

5.7.3. Passiivmaatrikskuvar

Passiivmaatrikskuvar koosneb kahest klaasipinnast, mille vahel on vedelkristallsegu. Klaasipindadele on kantud elektroodid- veeru omad ühele ja rea omad teisele. Elektroodid on valmistatud läbipaistvast metalliühendist indiumtinaoksiidist. Kuvari tööpõhimõte on lihtne, ta toimib valgusele kui lüliti- vastavalt rea - ja veeruelektroodidele rakendatud pingele valgus kas läbib või ei läbi antud rea ja- veeruelektroodi ristumiskohta. Mustvalgel kuvaril on reaalseid ekraanipikseleid samapalju kui rea - ja veeruelektroodide ristumiskohti. Värvilistes kuvarites on iga reaalse ekraanipiksli kohta 3 alampikselit (rea- veeruelektroodide ristumist). Värvide moodustamise eest hoolitseb värvifilter. Lõpuks on kuvar mõlemalt poolt kaetud polarisaatoriga - kontrastsuse parandamiseks ja peegelduste vähendamiseks. Lisaks kasutatakse kuva parandamiseks mitmesuguseid lisavahendeid: tagantvalgustust (kuvar ise valgust ei kiirga) ja kahekordset skaneerimist (dual scan). Viimane tähendab seda, et kuvarimaatriks jagatakse kahte rõhtsesse ossa , mis mõlemad töötavad samaaegselt. Selle tulemusena tõuseb pildi kontrastsus, väheneb pildi rageerimisaeg ja pildi värelemine.
Passiivmaatriksite suureks eeliseks on nende hind. Negatiivse poole aga kallutavad üles nende kehvemad tehnilised parameetrid: nad pole nii kontrastsed kui aktiivmaatrikskuvarid ja nende värvid on tuhmimad (neid on kerge ära tunda servas heledamaks minevate värvide, laigulisena paistvate värvipindade ja säreleva musta järgi). Lisaks kõigele on nad ka suhtelised aeglased, mis tõttu võib hiirekursori jälgimine olla veidi raskendatud.

5.7.4 Aktiivmaatrikskuvar(TFT)

TFT (Thin Film Transistor ) on üks aktiivmaatrikstehnoloogia liike. Tema peamiseks osaks on klaasipinna peale kantud õhuke fotolitograafia tehnoloogias tehtud transistorimaatriks- siit ka nimi. Iga tegeliku ekraanipikseli kohta on maatriksis kolm transistori - üks iga põhivärvi kohta. Eraldusvõimel 640x480 on transistore 921600 (640x48x3). Ka aktiivmaatriksekraan ei kiirga ise valgust, ta töötab valgusele kui lüliti, mille juhtimiseks kasutatakse neidsamu maatriksi transistore - igale pildipunktile (pikselile) vastab oma juhtimistransistor, mis asub otse kuvaekraani pinnal. TFT- kuvarites kasutatakse vedelkristallmaterjalina TN- tüüpi materjali, mille polariseerimisnurk on 90 kraadi. Valguseks on ekraani taga paiknev valgustus,mis ongi kaasaskantavate arvutite kõige suurem energiaröövel: ekraani juhtimine ise võtab vähe energiat. Iga tegelik ekraanielement ehk piksel koosneb rohelisest, sinisest ja punasest alampikselist. Värvid moodustatakse värvifiltri abiga, kus on iga ekraanipikseli kohta üks värvikolmik või -triip.
TFT- kuvarid on oma parameetrite poolest peaaegu võrdsed tradidtsiooniliste CRT- kuvaritega- nad on kiired ja kontrastsed ning neil on kirkad värvid kogu ekraani ulatuses. Samas on nad passiivmaatrikskuvaritest kallimad.
Vedekristallkuvarite peamisteks eelisteks on väike võimsustarve, väikesed mõõdud (peaaegu tasapinnaline ekraan) ja kiirguse puudumine (ka tagantvalgustusega kuvaritel rakendatakse mitte üle 500 V). Siiani on suuremate (üle 17, 19 tolliste) vedelkristallkuvarite laiemat kasutuselevõttu elektronkiirekuvarite asemel takistanud nende kõrgem hind. Märkimisväärt on asjaolu, et vedelkristallekraanide pind on palju suurem vastavate elektronkiirekuvarite omast (kasutamata nurga piirkondi ei teki).
Vedelkristallkuvaritele ja- näidikutele väga sarnaste omadustega on ka ( gaas -) plasmapaneelid ja elektroluminestsentskuvarid. Nende peamine omavaheline erinevus seisneb selles, et kui esimestel kasutatakse neoon / argoongaasi täidist (tavaliselt oranž või punane), siis teistel on see asendatud õhukekse luminofoorikihiga (tavaliselt rohekaskollane).

6. PRINTER

Printeri nagu arvuti valikutki määravad mitmed asjaolud : milliste tööde jaoks te seda põhiliselt kasutama hakkate, millist kvaliteeti ja töökiirust te vajate, kas tahate ka värvilisi töid teha, kuidas talute printeri töömüra ning muidugi oleneb valik suures osas rahakoti paksusest.
Arvuti väljundit monitori (kuvari) ekraanil nimetatakse hetkkoopiaks (soft copy ), väljundit paberil , mis on jäädvustatud kas printeri või plotteriga – püsikoopiaks (hard copy).
Esimesed printerid võeti kasutusele juba elektronarvutustehnika algusaastatel. Näiteks 1951.a. valminud elektronarvutis “Univac” kasutati spetsiaalset “Uniprinteri” nimelist prindiseadet. See oli reaprinterite (Line printer) klassi kuuluv seade, mis väljastas trükiteksti kiirusega kuni 600 märki sekundis (maksimaalselt võis reas olla kuni 120 märki). Sarnaselt teistele tolleaegsetele arvutusseadmetele oli ta aga suur ja kohmakas, tarbides 14 kW võimsust.
Hilisemad viie- ja kuuekümnendate aastate arvutiprinterid olid kõik keerulised elektrome­haanilised seadmed, mis andmekandjana kasutasid peaaegu eranditult pidevakujulist rullpaberit. Enamasti olid nad elektrilise kirjutusmasina taolised, mis graafika väljastamist ei võimaldanud. Veel 80. aastate alguses ilmunud esimeste IBM personaalarvutite (PC- de) külge võis ühendada standardse IBM kirjutusmasina 6747, kasutades seejuures spetsiaalset liideskaarti.
Igasugune arvutiprinter koosneb kolmest põhiosast :

• paberi või muu andmekandja veo- ja etteandmissüsteem,
  
• trükimehhanism koos trükivärvi pealekandva sõlmega (marking engine) ning
  
• juhtseade e. kontroller, mis juhib trükimehhanismi ja mille abiga jäädvustatakse trükimärgid andmekandjale.
  

Printereid võib tööpõhimõtte järgi jaotada kahte suurde klassi:

• löökprinterid
  
• löögita printerid.
  

Kõik nõelmaatriksprinterid, samuti õis- ja ridaprinterid kuuluvad löökprinterite hulka. Nende hulka kuulub ka muid printeritüüpe (kuul- ja trummelprinterid jne.), mis tänapäeval on aga kasutusest kadunud.
Löögita printerid kasutavad kujutise tekitamiseks mitmesuguseid elektrofüüsilisi või –keemilisi protsesse ( kuumutus , elektrograafia, trükivärvi pihustamine jne.).
Järgnevalt on näha enimlevinud printerite tüübid.
Arvutiga, mille välisseadmeks printer tegelikult on, seob teda eriline liides. Dokumendi trükkimisel vajatakse teksti ja graafika ühendamist sellest liidesest mõlemal pool leiduvate tark – ja riistvaraliste vahenditega .
Kõik varasemad printerid võimaldasid printida ainult teksti, mis oli esitatud näiteks ASCII märkide abil, väljastamist. Kaasaegsed printerid on tegelikult graafikaprinterid.
Arvutigraafika võib esineda kas bittrastergraafika (bit-mapped graphics) või vektorgraafika ( vector graphics) kujul. Viimast tuntakse ka objektorienteeritud graafikana (object-oriented graphics), sest graafilisi kujundeid vaadeldakse objektidena, mida võib kirjeldada geomeetriliste valemite abil. Bittrastergraafikat iseloomustab kujutise esitamine rasterpunktide kaardina (bitmap). Seda bitipunktidest koosnevat rastrit kasutavad otseselt ka printerite täitur- ehk märketekitavad mehhanismid (nii nagu ka arvutite kuvarid). Vahel on ka vektorgraafika kasutamine otstarbekas, sest ta võimaldab vajaminevat mälumahtu kokku suruda ja kujutise mõõtmeid (suurust) kergesti muuta, säilitades seejuures printeri lahutusvõime.
Sõltuvalt operatsioonisüsteemist ja printeri tüübist lõplik lehekülg (lehepoogen) kirjeldatakse kas arvuti või printeri keskseadme (CPU) abil. Mõlemal juhul muutmälu (RAM) säilitab lehekülje rasterkirjeldust niikaua, kuni märketekitav mehhanism selle välja prindib. PDL (page description language ) on lehepoogna kirjelduskeel, mida kasutatakse printeri väljundi kirjel
damiseks konkreetsest seadmest sõltumatute käskude kujul. Rasterkujutise protsessor (RIP- raster image processor) on vahend (tark- ja riistvara kombinatsioon) lehepoogna kirjelduse teisendamiseks bittrasterkujule, et teha väljatrükk. Kvaliteetprinterites võidakse selleks kasutada ka erikaarti.

6.1. Printerite kvaliteedi näitajad ja tehniline iseloomustus

Värvilisus. Mustvalgel printimisel tuleb eristada halltoonesitust (gray scaling)- musta ja valge vaheliste pidevate üleminekute tekitamist pooltoonide abil, kusjuures iga punkti esitatakse 4-8 bitiga ja virvtoonimist (dithering)- näiliste pooltoonide (halltoonide) tekitamist punktimustri tiheduse ja muude parameetrite (pooltoonelementide kaldenurga ja pikselite sisselülitamisjärjestuse) varieerimise abil.
Värvitrükk on mustvalgest tunduvalt kallim, kuna nõuab eri värve ja kvaliteetse tulemuse saavutamiseks head paberit. Tuleb arvestada ka sellega, et värviline töö valmib analoogilise mustvalgega võrreldes mitu korda pikema aja jooksul.
Lahutus- ehk eraldusvõime (resolution). See on peamine trükikvaliteedi näitaja, mida iseloomustab rastripunktide arv pikkusühikus. Kuna arvutustehnikas on määravaks kujunenud inglise mõõdusüsteem , siis peamiseks mõõtühikuks on saanud dpi ( dots per inch)- punkte tolli kohta. Mida suurem on punktide arv lineaarse pikkusühiku kohta, seda selgemad on kujutiste ja tähemärkide piirjooned. Selle parameetri hindamisel tuleb arvesse võtta igasuguseid lisavahendeid rastripunktide nihutamiseks ja suuruse täpsustamiseks, teravnurkade silumiseks, halltoonide arvu tõstmiseks, värvikontrasti parandamiseks jne.
Nõelmaatriksprinterite puhul on traditsioonilisteks trükikvaliteedi näitajateks kujunenud järgmised veidi ebamääraselt defineeritud terminid:

• mustandikvaliteet ( draft )
  
• liht- ehk normaalkvaliteet ( near letter quality - NLQ) lahutusvõime kuni 240x216 dpi
  
• tähe- ehk esinduskvaliteet (letter quality -LQ) lahutusvõime kuni 360x360 dpi
  

Juga-, laser- ja LED-printerite puhul esitatakse lahutusvõime samuti nii rõht- kui ka püstsuunas väärtuste korrutisena: näiteks kujul 720x360 dpi.
Printeri kvaliteeditaset piirab värvipunkti võimalik suurus, õigemini väiksus -pisemaid punkte mahub tollipikkusele joonele rohkem kui suuremaid punkte ja kujutis võib seetõttu olla detailsem. Kui 12-punktine mustandtekst on loetav ka eraldusvõimel alla 100 dpi, siis kvaliteetne töö, eriti aga rasterpiltide printimine , nõuab vähemalt 300-punktilist eraldusvõimet. Viimasel ajal on laserprinterite standardseks eraldusvõimeks saanud 600 dpi, eriti kvaliteetsed, professionaalset kirjastustööd võimaldavad printerid aga pakuvad eraldusvõimet 1200-2400 dpi.
Töökiirus . Printeri töökiirust mõõdetakse prinditavate märkide arvuga sekundis (cps- characters per second) või lehepoognate (lehekülgede) arvuga minutis (ppm- pages per minute ). Nii üks kui teine on printeri passis harilikult antud maksimaalselt suur, mis vastab lihtsaimate tähemärkidega kaetud lehekülgede väljastamisele. Tegelikkuses võtab iga trükitöö tunduvalt rohkem aega kui passi lugedes lubatud oli. Iga uus šrift, erinev kirjasuurus ja lisa-atribuut suurendab printimiseks kuluvat aega. Eriti aeglane on pilte sisaldavate lehekülgede printimine.
Töökiirus sõltub nii kasutatavast printeri tööviisist kui ka prinditavast materjalist. Keeruka graafikaga lehepoognad nõuavad kümneid kordi enam aega kui lihttekstiga leheküljed . Palju aeganõudvam on ka värvitrükk.
Harilikult esitatakse printeri maksimaalse töökiiruse näitajad mitme tööviisi kohta. Lisaparameetriteks teksti printimisel on märkide printimistihedus. Seda iseloomustatakse enamasti märgitiheduse 10, 12 või 15 cpi (characters per inch- märki tolli kohta) korral. Olgu öeldud, et tavalise kirjutusmasina märgitihedus on 10 cpi.
Kuna graafika printimiskiirus on tunduvalt väiksem, siis lisaparameetriks töökiiruse hindamisel on graafikafaili konkreetne iseloom. Printeri efektiivsus graafika väljastamisel sõltub oluliselt ka leheküljel kujutatu iseloomust (raster- või vektorgraafika, Exceli tabel, foto jne.). Sama kehtib ka värvitrüki kohta.
Vanemad laserprinterid võimaldavad maksimaalset tekstiväljastuse kiirust 4 lk/min, uuemad 6-8, kallimad profitööks mõeldud mudelid kuni 24 lk/min. Jugaprintereilt võib oodata kiirust 1-6 Ik/min (värviline trükk on palju aeglasem). Nõelprinterid väljastavad mustandreziimis 160-300 cps, normaal - või kvaliteetreziimis aga jõutakse printida tunduvalt vähem märke sekundis.
Arvuti ja printeri koostöövõimalused ja töö valmimise kiirus olenevad veel printeri mälumahust. See mõjutab eriti laserprinterite tööd, mis informatsiooni lehekülghaaval sisse võtavad. Kui keerukas lehekülg nõuab printeri pakutavast suuremat mälumahtu, lõpeb asi poolikute lehekülgede väljastamisega, mida on hiljem praktiliselt võimatu kokku kleepida. Nii et kui selliseid probleeme ette tuleb, peate printerile mälu juurde ostma.
Paberi formaat (laius). Iga printerimudel on ette nähtud ühe kindla maksimaalse paberiformaadi kasutamiseks. Paberiformaat võib vastata Euroopa (A4, A3 jne.) või Ameerika ( legal , letter jne.) standardile, sama kehtib ka muude andmekandjate, sealhulgas ümbrike kohta (Euroopa DL 220x110 mm, C5 229x162 mm, rahvusvaheline B5 250x176 mm, USA ärialane COM10 211x105 mm, Monarch 191x98 mm jt.). Paberiformaat A4+ on ekvivalentne USA legal –formaadiga.
Tegelikult määrab andmekandja formaadi maksimaalselt võimalik trükilaius. Lühikese võlliga maatriksprinteritel on selleks harilikult 257 mm, pika võlliga printeritel 420 mm (võimaldab A3- formaadi põikiasetust). trükitiheduse 10 cpi korral vastab see kas 80-le või 136-le kirjamärgile (sümbolile) reas.
Harilikult saavad printerid tulemusi väljastada ka väiksemaile paberiformaatidele, näiteks kirjaümbrikele, postkaartidele ja etikettidele.
Enne kui dokumenti arvutist printerile saatma hakkate, kontrollige alati menüükäsuga Page Layout või Page Setup, millisele paberile on teie kasutatav programm häälestatud. Põikformaadis ekraanipildilt ju püstasetusega lehekülje formaati kergesti ära ei tunne. Sageli on vaikimisi ette antud just Letter-formaat, mida aga mõni printer üldse enne töösse ei võta, kuni temasse pole just selles mõõdus paberit söödetud. Teised printerid küll ei tee valest paberiformaadist välja, kuid teie ekraanil kenasti kujundatud töö ei pruugi olemasolevale paberile ära mahtuda või vastupidi - leheküljele jäävad tarbetult laiad veerised .
Kasutatavaimad paberiformaadid on:
A3
297x420 mm
A4
210x297 mm
A5
148x210 mm
A6
105x148 mm
A4+
216x356 mm
Legal (=A4+)
216x356 mm (8,5x14 tolli)
Legal 13 (=government legal)
216x330 mm (8,5x13 tolli)
Letter
216x279 mm (8,5x11 tolli)
Executive
184x267 mm (7,25x10,5 tolli)
Tabloid (=ledger)
279x432 mm (11x17 tolli)
Rahvusvahelised paberiformaadid
A seeria
B seeria
mm-tes
tollides
mm-tes
tollides
A0
841x1189
33,11x46,81
B0
1000x1414
39,37x55,67
A1
594x841
23,39x33,1
B1
707x1000
27,83x39,37
A2
420x594
16,54x23,29
B2
500x707
19,68x27,83
A3
297x420
11,69x16,54
B3
353x500
13,90x19,68
A4
210x297
8,27x11,69
B4
250x353
9,84x13,90
A5
148x210
5,83x8,27
B5
176x250
6,93x9,84
A6
105x148
4,13x5,83
B6
125x176
4,92x6,93
A7
74x105
2,91x4,13
B7
88x125
3,46x4,92
A8
52x74
2,05x2,91
B8
62x88
2,44x3,46
A9
37x52
1,46x2,05
B9
44x62
1,73x2,44
A10
26x37
1,02x1,46
B10
31x44
1,22x1,73
C seeria
C0
917x1297
36,00x51,20
C1
648x917
25,60x36,00
C2
458x648
18,00x25,60
C3
324x458
12,80x18,00
C4
229x324
9,00x12,80
C5
162x229
6,40x9,00
C6
114x162
4,50x6,40
C7
81x114
3,20x4,50
DL
110x220
4,33x8,66
C7/6
81x162
3,19x6,38
Paberi söötmine. Enamik printereid on varustatud väga mitmesuguste paberisöödu võimalustega- alates ühe poogna käsitsi söötmisest ( manual feed) ja lõpetades poognate automaatsööturitega, mis võimaldavad mitmesajast paberilehest koosneva paki kasutamist. Lisaks sellele on ette nähtud mitmesuguste muude materjalide, nagu lõõts - või rullpaber, kiled, ümbrikud, lipikud, kleebised, mitmeosalised formularid (multi-part forms) printimine. Lõõts- ja rullpaber on tänapäeval jäänud kasutusse eeskätt eriotstarbeliste, sealhulgas kassa - ja etiketiprinterite puhul. Paberi valikul on selle sort (sile-, kriit-, läikpaber, kalka jne.) eriti oluline, kuna eri tüüpi printerimudelid on selles suhtes väga tundlikud. Laserprinterite puhul on eriti tähtis paberi niiskussisaldus ja kaal, mis tavaliselt peab olema piirides 60-90 g/m2. See sõltub tihti ka paberisööturi tüübist. Termoprinterid ja enamik jugaprintereid nõuavad üldreeglina eripaberite ja spetsiaalsete kilede kasutamist.
Kui valite odavaima nõelprinteri, võib juhtuda, et peate sedagi käsitsi toitma hakkama. Harilikult on nõelprinterid siiski lisaks hõõrdveokile varustatud vedavate ja/või tõukavate traktorseadmetega perforeeritud lint- või lõõtspaberi kasutamiseks. Vedavat traktorit vajatakse paksude (isekopeeruvate) plankide söötmiseks. Sellised seadmed on tavaliselt varustatud ka parkimisfunktsiooniga, mis võimaldab vajaduse korral üheaegselt ( vaheldumisi ) kasutada nii perforeeritud lõõtspaberit- kui ka tavalisi lehepoognaid, ilma et paberit printerist peaks üldse eemaldama. Lõõtspaberi juures peaks aga arvestama, et sellise eripaberi hankimine võib korraga minimaalselt pakutava paberikoguse poolest (harilikult 2500 lehest koosnev lõõts) tülikaks osutuda. Pealegi tuleb trükitöö hiljem ikkagi käsitsi lehtedeks käristada ja perforeeritud paberiosa kõrvaldada. Samas on nõelmaatriksprinterid paberi suhtes kõige vähenõudlikumad, olles eriti sobivad paksude mitmeosaliste formularide ja kleebitud tagaküljega plankide printimiseks. Mõnede mudelite korral võib trükimaterjali paksus ulatuda 0,6 mm-ni ja koopiate koguarv 7-ni. Selles mõttes on nõelmaatriksprinterid tänaseni jäänud ületamatuks.
Enamasti kuuluvad mitmesugused lehesööturid printerite lisavarustuse juurde, mida võib tellida valikuliselt, sest nende hind printeri enda hinnaga võrreldes on suhteliselt kõrge. Mis puutub sööturi paberisalve mahusse, siis on see arvestatud keskmise tihedusega (kaaluga) paberi jaoks (tavaliselt 84 g/ m2), mistõttu tema tegelik mahutavus võib nimiväärtusest tunduvalt erineda.
Kõik vähegi arvestatavad uuemad printerid on õnneks siiski varustatud automaatse lehesöötjaga, mis mahutab olenevalt printeri tüübist ja mudelist korraga 20-100 lehte paberit. Sellest peaks igapäevatöös igati piisama, et mitte liiga tihti muretseda, kas printeril " kõht tühjaks" pole läinud.
Põhimõtteliselt saab kõigi printeritega väljastada töid lehekülje mõlemale poolele, mis oleks paberi kokkuhoiu mõttes ju mõistlik. Paraku kaasnevad sellise koonerdamisega omad ebamugavused: kord juba kasutatud paberilehed kipuvad tihti printerisse kinni jääma ja kokkuhoid rahas võib muutuda raiskamiseks ajas.
Tavalistes laserprintereis võidakse kuumutusrull, mis peab lehte kuumutama puhtalt poolelt, paberi mitmekordsel kasutamisel enneaegselt ära rikkuda, sest sellele kleepub tooneriosakesi juba prinditud leheküljelt. Kahepoolset printimist lubavad dupleksprinterid on tavalistest aga kallimad.
Mälumaht. Printeri muutmälu (RAM-i) suurus on oluliseks parameetriks peamiselt laserprinterite puhul, määrates tema graafilise kujutise salvestamise võimalusi. Laserprinterid võtavad informatsiooni sisse lehekülghaaval. Kui keerukas lehekülg nõuab printeri pakutavast suuremat mälumahtu, lõpeb asi poolikute lehekülgede väljastamisega, mida on hiljem praktiliselt võimatu kokku kleepida. Nii et kui selliseid probleeme ette tuleb, peate printerile mälu juurde ostma. OKI LED-printereid, niisugune mure ei kummita, sest nemad kasutavad rasterkujutise salvestamiseks põhiarvuti enda muutmälu (mida Windows-keskkonnas piirab vaid kõvaketta vaba maht). Seda tehnoloogiat kasutavaid seadmeid kutsutakse ka GDI-printereiks. Kõik oleks kena, kui printer ainult kogu oma töö ajal arvutit kinni ei hoiaks - nii kaua ei saa arvutil muid töid teha.
Printeri residentse muutmälu suuruse puhul tuleb arvesse võtta tema minimaalset ja maksimaalset väärtust, sest harilikult saab selle algmahtu lisamoodulite abil suurendada.
Nõelmaatriksprinterite puhul on oluliseks parameetriks sisendkanali puhvermälu suurus. Seda mälu kasutatakse kas kasutaja defineeritud ( user -defined) sümbolite salvestamiseks või täiendava trükipuhvrina, mis lubab arvuti printimise ajaks vabastada muude funktsioonide täitmiseks.
Laserprinterid vajavad megabaitide kaupa mälu, ridahaaval infot edastavatel juga- ja nõelprinteritel piisab vaid mõnekümne kuni mõnesajakilobaidisest vahemälupuhvrist.
Suured võrguprinterid sisaldavad ka võrgukaarte või nende lisamispesi, et võimaldada otsetöötamist Etherneti, Token Ringi ja muudes võrgukeskkondades.
Printeri ressurss. Printeri tööea, koormatavuse (tavaliselt lk/kuu) ja värvaineressursi kohta täpsemaid andmeid üldiselt napib ja tihti on üsnagi vasturääkivad.
Löökprinterites mõõdetakse tööiga märkide arvuga (tavaliselt 100-200 miljonit). Laserprinterite puhul väljendatakse tööiga aastates (keskmiselt 5 aastat) ja/või prinditavate lehepoognate arvuna. Keskmiselt on see 300 tuhat lehekülge.
Nõelmaatriksprinterite värvilindi ressurss ulatub tavaliselt vaid 200-400 poognani, kuid seda saab tunduvalt (isegi kuni 50 korda) tõsta erilise värvitaastamismenetlusega (re-inking). Laserprinterite tahmakasseti ressurss on tüüpiliselt 3000 poognat, kuid seda võib isegi 50% võrra tõsta, kasutades nn. ökonoomset tööviisi, mida toetavad enamik uutest printeritest. Kui toonerikassett ja kujutise trummel (image drum , image unit) on eraldi vahetatavad, siis üldine ressurss jaguneb nende kahe vahel (keskmiselt on trumli tööiga 15-20 tuhat lehepoognat).
Jugaprinterite tindikasseti või tindimahuti ressurss sõltub konstruktsioonist ja tüübist, ulatudes musta kasseti puhul tavaliselt 700-1000 tekstipoognani. Värviprinterite vastavad ressursid on tunduvalt väiksemad.
Mõnel printerimudelil on toodud ka keskmine tõrketa tööaeg MTBF (mean time between failures). Kaasaegsetel laserprinteritel ulatub see tüüpiliselt 60 000 prinditud leheküljeni.
Müranivoo. Suur tähtsus on printeri lärmakusel. Kui kontori keskpäevases töömelus ei pane seadme klõpsumist, sirinat või koguni raginat nii väga tähele, siis vaikses koduõhkkonnas ja eriti öösel võib odavama "traktori" töömüra koguni naabrid ukse taha prõmmima tuua, rääkimata sellest, et armas abikaasa ei saa magada . Kõige vaiksemad on laser- ja LED-printerid, kõige mürarikkamad 9-nõelased maatriksprinterid.
Löökprinterite tuntud puuduseks on väga kõrge müranivoo, mida mõõdetakse helisurve ( sound pressure) ühikutes ja mis ulatub 60-70 akustilise detsibellini. Uuemates printerites on seda küll suudetud tunduvalt vähendada, kuid ikkagi ületab see laser- ja jugaprinterite oma. Parimatel kaasaegsetel nõelmaatriksprinteritel ulatub müratase 50 dB(A) piirimaile.
Laserprinterite tüüpiline müranivoo printimise ajal on 45-50 dB(A), isegi kuni 39 dB(A). Jugaprinterite müratase ei ületa printimisel 50 dB(A), kuid ei küüni parimate WIN-laser- või LED- printerite omani.
Vahel lisatakse mürataseme iseloomustamiseks ka heli võimsus (sound power ), mille tüüpiline väärtus on 4-6 belli.
Kaal. See printeri näitaja ei kuulu küll tema põhiparameetrite hulka, kuid on siiski küllalt tähtsaks valikukriteeriumiks näiteks kandeprinteri hankimisel. Kui tavalised laserprinterid kaaluvad 5-10 kg ringis , siis professionaalseks kasutuseks määratud kvaliteetprinterid (eriti värviprinterid) on tunduvalt raskemad .
Omaette grupi moodustavadki miniprinterid ja kandeprinterid, mille kaal reeglina ei ületa 1-2 kg (ilma toiteploki või akupatareita).
Võimsustarve. Kui varasemate printerite võimsustarve ulatus sadade vattideni, siis uuemates mudelites on suudetud seda tunduvalt vähendada. Eriti kehtib see uute GDI- printerite kohta, mille elektroonikaskeem on suhteliselt lihtne ja võimsustarve minimaalne.
Eriti oluline on võimsustarbe (voolutarbe) minimiseerimine patarei- (aku-) toitega kandeprinterite puhul.
Võimsustarbe vähendamisega seostub ka Energy Star –ühilduvuse mõiste, mis tuleneb kaasaegsetele arvutisüsteemidele esitatavast nõudest võimsustsäästvate abinõude rakendamise kohta.
Printertüübi iseloomustamiseks võidakse kasutada ka spetsiifilisi näitajaid. Laserprinterite puhul on sellisteks osoonieralduse suurus (enamikel uuematel mudelitel on viidud nullilähedaseks) või esimeseks väljatrükiks kuluv aeg. Paljudel laserprinteritel on see 17-23 sekundi piirides.
Lõpuks iseloomustab konkreetset printerimudelit veel nn. rahvusliku pakendi olemasolu. See tähendab, et printeri juhtpaneel , tablood, draiverid , vähemalt üks sisemine kooditabel jne. on rahvuskeelsed. Peamised printeritootjad valmistavad selliseid mudeleid mitte ainult inglis -, prantsus-, saksa-, vene-, hispaaniakeelsena jne., vaid ka soome, rootsi, kreeka ja paljudele teistele keeltele kohandatud kujul. Eelduseks on muidugi Windowsi- taolise töökeskkonna rahvusliku toetuse olemasolu.

6.2. Arvutikirjad ja kooditabelid.

Igasuguse printeri kõige tähtsamate omaduste hulka kuulub erisuguste kirjade printimise võimalus. Seejuures tuleb vahet teha ekraani- ja printerikirjade vahel. Viimased asuvad printeri mälus ja neid kasutatakse teksti väljastamisel. Ekraanikirjad paiknevad arvuti mälus ja neid kujutatakse kuvaril. Kirjad võivad erineda ka selle poolest, et nad võivad olla kas rasterkirjad (nagu elektronkiiretoru ekraanil) või vektorkirjad, mis rajanevad kontuurjoonte tehnoloogial ja mida kasutatakse paljudes uuemates printerites.
Printeri mudelist sõltuvalt sisaldab tema sisemine püsimälu (ROM) rea kirjaliike (fonte). Muidugi võib nende arvu arvutist laadimise ( saatmise ) teel tunduvalt suurendada, kuid töö sisemiste (residentsete) fontidega on tunduvalt kiirem ja mugavam. Nõelmaatriksprinterite puhul opereeritakse tavaliselt kirjatüüpide (typeface) või kirjatüüpide pere (typeface family) mõistetega ja standardseteks residentseteks kirjatüüpideks on Draft, Roman , Sans Serif, Courier , Prestige, Script , Script C, Orator, Orator-S, OCT-B. Lisaks bittrasterkirjadele kuulub paljude printerite põhikomplekti hulk skaleeritavaid ( muudetava suurusega) kirju, samuti standardseid kaubakoode ( vöötkoode ).
Kõigi laserprinterite ja mõnede nõelprinterite puhul on fonte (kirju) võimalik lisada ka täiendavate kassettide (püsimälumoodulite) abil.
Prinditavate kirja- ja graafiliste märkide kogumi määravad kindlaks koodimärgistikud (coded character sets ), mille arv uuemates printerites võib olla väga suur. Kasutatavaimad koodimärgistike leheküljed (kooditabelid) on 437, 850, 857, 860, 863, 865 jt. Kooditabelil 850 baseerub ka kõiki eesti tähti sisaldav märgistik.
Printerikirjade määratlemiseks kasutatakse järgmisi põhinäitajaid:
Kirjatüüp (typeface)- tähemärkide põhijoonise tüüp, näiteks Times, Swiss , Orator, Courier jt. (paljud neist on tegelikult ekvivalentsed, kuid nende nimetused on kaitstud erinevate kaubamärkidega). Kuigi kirjatüüpe on sadu, võib neid tegelikult jagada kahte põhirühma: seriifidega (põikkriipsuga tähe põhijoone otsas) ja seriifideta kirjadeks (sans serif). Kõrvutamisel on näha nende kahe põhitüübi erinevus:
Kirjasuurus, kirjakraad (type size , font size)- kirjasuurus (kõrgus) punktides (1 punkt on
USA-s 1/72 tolli= ~0,35 mm, Euroopas ~0,38 mm). Eri kraadi kirjade näited:
Kirjalaad (typeface style, font style, character attribute)- kirjatüübist ja suurusest sõltumatu kirja teisend (kirja atribuut), nagu
Kirjatihedus, kirjasamm ( pitch )- märkide arv pikisuuna ühikutes (märki tolli kohta -cpi). Tavaliselt on ta kasutusel ainult püsisammuga ( fixed -pitch) kirja puhul. Vastandiks on proportsionaalkiri (märgilaius sõltub märgi kujust ), mida kasutatakse enamiku kaasaegsete skaleeritavate kirjade puhul. Joonisel on kujutatud kolme eri püsisammuga kirja -10, 12 ja 16,67 cpi- näidised:
Praktikas on kirjade iseloomustamisel inglise keeles kõige levinumaks terminiks font, mida harilikult tõlgitakse eesti keelde kui kirja, kirjaliiki või fonti. Väga sageli kasutatakse seda mitmetähenduslikku terminit kirjatüübi (typeface) sünonüümina.
ISO/IEC standardi 2382 artikli 23.06.35 kohaselt on font sama põhijoonisega märkide kogum, näiteks 9-punktine Courier. Lisamärkuses aga öeldakse: samal fondil võib olla erinevaid suurusi. See teeb termini määratluse üsna ebamääraseks.
Hewlett -Packardi laserprinterite juhendites nimetatakse fondiks kirjatüübi, kindla kirjakraadi ja orientatsiooni (rõht- või püstkiri) kombinatsiooni. Seejuures on kirjatüübi mõiste tavalisest laiem- see hõlmab ka mõned kirjalaadid (italic ja bold ).
Epson kasutab terminit veidi teises tähenduses: üldiselt ühtub see HP kirjatüübi mõistega, kusjuures ühe kirjatüübi kõiki eri suurusega proportsionaalseid variante vaadeldakse sama fondina.
Märgime, et kirjaperena (typeface family, font family) mõistetakse sama kirjatüübi, kuid eri suuruse ja kirjalaadiga fontide kogumit. Epsoni määratluse kohaselt koosneb kirjapere normaalselt neljast fondist: Roman (ehk Medium ), Italic, Bold ja Bold Italic, millele võivad veel lisanduda Oblique, Demi ja mõned teised.
Lisaks printeris olevatele (residentsetele) fontidele, saab kasutada ka teisi. Selleks tuleb need laadida põhiarvuti programmiga või lisades printerisse täiendava fondikasseti-, kaardi (juhul kui printer seda toetab).
Iga printeri juurde (välja arvatud WIN- printerid) kuulub ka teatav arv sisemisi kodeeritud märgistikke (coded character sets), milles tuntumad on 96 märgiga 7-bitine ASCII ja 191 märgiga 8-bitine laiendatud ASCII (täpsemalt: sisaldab 191 märki ISO 8259-1-s fikseeritud nn. Latin -1 märgistikust). Viimane on kujunenud PC- de facto standardiks. Windowsis kasutatav nn. ANSI-märgistik kattub eelmisega, kuid kasutab teisi koode.
Laiendatud 8-bitised kooditabelid (koodileheküljed) sisaldavad mitte-inglise märke, pseudograafikat, matemaatilisi sümboleid ja muid erimärke. Nõelmaatriksprinterites on kõige tavalisemad residentsed kooditabelid IBM- i 437, 850, 851, 852, 853, 857, 860, 861, 863, 865, 869 jt.
Printerisse sisseehitatud šriftide valikul on tähtsust peamiselt DOS-programmidega töötamisel. Windows-programmidest saab iga printeriga kõikvõimalike šriftidega tekste väljastada. Tuleb siiski arvestada, et keerukate graafiliste True Type (TTF)-šriftide trükk võtab nõelmaatriksprinteritel tunduvalt kauem aega kui sisseehitatud šrifte kasutav printimine.

6.3. Tarkvaratoetus (emuleeringud).

Koostööks printeriga, millega arvuti on ühendatud, peab tema operatsioonisüsteem või töökeskkond sisaldama vastavat programmi- nn. printeri draiverit. Iga printereid valmistav firma kasutab arvuti ja printeri andmevahetuse jaoks erinevat juhtimiskeelt ehk käsustikku. Enamik printereid aga võimaldab emuleerida ehk jäljendada tuntumaid printerikeeli. Nendeks on nõelprinterite ja jugaprinterite puhul Epsoni ESC/P ja ESC/P2 ning laserprinteritel Hewlett-Packardi PCL. Kallimad laserprinterid mõistavad ka tarkvarafirma Adobe poolt väljatöötatud PostScript-lehekirjelduskeelt, mis lubab selliseidki graafilisi vigureid paberile kanda, mida teised keeled ei võimalda.
Suured Windowsi taolised töökeskkonnad sisaldavad sadade printerimudelite draivereid, mis viiakse arvutisse nende installeerimise käigus. Kui aga uue printeri jaoks arvutis draiver puudub, siis tuleb see installeerida printeriga kaasatulevalt disketilt.
Igasugust printerit võib vaadelda, kui terminalseadet, mida saab arvutis oleva tarkvara abil mitmel viisil juhtida. Kui juhtkoode (käskusid) printerile saata, siis täidab see mitmesuguseid funktsioone- nagu printimine teatavas kirjaliigis ( teatava fondiga) või rahvusliku kooditabeli alusel, paberi edasinihutamine peale reavahetust, prindi alustamine kindlast kohast leheküljel jne.

6.4. Printerite liigid

Laserprinterid töötavad umbes samal põhimõttel nagu koopiamasinad: terve leheküljetäis infot võetakse arvutist korraga printeri mällu, kantakse laserkiire abil elektrilaengutena metalltrumlile ja sealt elektrograafilisel meetodil värvipulbri ehk tooneriga paberile, millele värv kinnistatakse kuumutamisega. Kõige populaarsemad on firma Hewlett - Packardi laserprinterid, neid valmistavad aga ka Panasonic, Epson, Lexmark, QMS ja Xerox.
LED-printerid annavad sarnaselt. eelmistega korraga üle terve lehekülje, aga kasutavad trumli valgustamiseks laserkiire ja läätsesüsteemi asemel odavamaid valgusdioode. Seda tüüpi printereile on spetsialiseerunud OKI.
Jugaprinterid ehk "tindipritsid" piserdavad vedelat trükivärvi paberile imepisikeste düüside kaudu. Vastavalt sellele, kas arvutist saadeti teele tekst või pilt, moodustuvad värvipunktidest tähemärkide või joonise kujundid.
Nõelprinterid töötavad peaaegu samuti kui jugaprinterid, ainult et värvidüüside asemel on neil komplektist peentest nõeltest ja neid juhtivatest elektromagnetitest prindipea. Metallnõeltega "tulistatakse" värvilindi pihta, mille taga asub paber. Niisiis meenutab nõelprinter ka kirjutusmasinat, ainult tähetüüpide asemel moodustavad tähemärke teatud maatriksina paigutatud nõelte löögid.
Odavad 9 nõelast koosnevate trükipeadega maatriksprinterid on harilikult aeglasemad, kehvema trükikvaliteediga ja lärmakamad kui nende 24-nõelalised veidi kallimad sugulased. Nõelmaatriksprinterite tuntumad tootjad on Epson, Star, Brother , Panasonic ja OKI.
NB! Nõelprintereid on igasuguse väljanägemisega, kuid alati leiate nende küljest suure ümmarguse nupu paberi käsitsi edasikerimiseks
Nii juga- kui ka maatriksprinter töötavad reakaupa, kandes värvi prindipea edasi-tagasi liikumisega risti tõmmatavale paberile. Suurema kirjaga tekstirida vajab prindipea mitmekordset üleliikumist.
Vähem kasutatava printerite rühma moodustavad termoprinterid, milles kujutis tekitatakse spetsiaalset temperatuuritundlikku paberit vajalikest punktidest kuumutades või värvainet kilelindilt harilikule paberile sulatades. Eriti head värvitrükki pakuvad nn sublimatsiooniprinterid, milles aurustatud värvained imbuvad eripaberisse, aga see menetlus on väga kallis. Selliseid printereid toodab näiteks NEC.
Õisprinter (Daisy- wheel ). Printer, mis kasutab printimise elemendina plastikust või metallist printimisketast, mille moodustavad keskosast kiirtena väljaulatuvad vardakesed koos tipus asetseva sümboliga (sarnane kirjutusmasinas kasutatava tehnoloogiaga). 1970.a. ilmunud õisprinterite ketaspea ehk õis sisaldab 96 kuni 130 tähetüüpi. Trükkimisel keeratakse ketast seni, kuni jõutakse vajaliku sümbolini ning see lüüakse pisikese löögihaamriga läbi tindilindi vastu paberit. Erinevate tähetüüpide jaoks on olemas erinevad kettad. Õisprinterid on väga aeglased (10 - 75 tähte sekundis), kuid nende kvaliteet on võrreldav kõrgekvaliteedilise kirjutusmasinaga. Seda tüüpi printerid ei ole võimelised printima graafikat ja on enamasti väga müratekitavad.
Milliste kuludega arvestada?
Erinevalt arvutist tahab printer pidevalt raha juurde saada - uuendamist vajavad paberivarud, värvilindid, -kassetid ja - balloonid . Mehaaniliselt liikuvad osad kuluvad ja mustuvad, neid on vaja puhastada ja asendada. Tihti tuleb maksata kulumaterjalide eest paari aasta jooksul teise printeri hinna juurde. Oleneb muidugi sellest, kui intensiivselt printimistöid tehakse. Sageli nõuab odav printer kalleid kulumaterjale ja vastupidi - kallis printer küsib lisaks vähe raha.
Kõige odavam on siiski pidada nõelprintereid, mille värvilindid pole kallid ja mis lepivad igasuguste paberitüüpidega - peaasi, et paber liiga paks ega liiga õhuke poleks (paks kipub kinni jääma ja õhuke kortsuma ning rebenema ). Värvilint maksab paari-kolmesaja krooni ringis ja sellega saab printida 1000-1500 lk. Nii kulub igale leheküljele linti 15-20 sendi eest, sellele tuleks lisada veel paberi hind.
9-nõelase maatriksprinteri võib osta paari tuhande krooni eest, 24- nõelalised maksavad ligi tuhat krooni rohkem. Nõudlikum, suurt kiirust ja kõrgemat kvaliteeti vajav nõelprinteri eelistaja peab aga selle eest ligi 10 000 kr maksma.
Müügil on laserprinterid, praktiliselt odavamad mudelid on taskukohased, kuid ka nende toonerikassetid maksavad 900-1500 krooni ringis. See-eest peab üks kassett vastu paar-kolm tuhat või enamgi keskmist lehekülge, nii ei kujune ühe lehekülje hind kalliks (20-40 senti). Odavaimate laserprinterite hinnad algavad 2500 kroonist, professionaalsed mudelid võivad aga maksta 10-20 tuhande ringis. Kõrgema klassi värvilaserprinterite hind ulatub juba 50 000 ja enamagi kroonini, aga nendega vist algajad juba kokku ei puutu. Odavaimad mudelid maksavad 25-30000 krooni.
Kulumaterjalidelt söövad trükivärviraha kõige enam värvilised jugaprinterid ja et neilt head pilti saada, tuleb ka kallist paberit või kilet raisata. Värvitrükis läheb iga lehekülg maksma keskmiselt 2-5 krooni, mustvalgelt 40-80 senti. Odavamad jugaprinterid saab kätte alla 1000 krooniga , kallimate hinnad küündivad 4000-5000 piirimaile. Hinnad on orienteeruvad ja muutuvad.
Mis head, mis vead?
Ajalooliselt kõige vanemaks trükitehnoloogiaks oli elektromehaaniline lööktrükkimine, mida väheneval määral kasutatakse veel tänapäevalgi. Sellel tehnoloogial põhineb nõelmaatriks-, õis- ja ridaprinterite töö. Viimased prindivad terve rea korraga, kasutades tähetüüpidega elastset ketti või trumlit, saavutades trükikiiruseks kuni 2000 rida/min. Õis- ja kettprintereid tänapäeval praktiliselt enam ei kasutata, samuti on langenud nõelmaatriksprinterite osakaal, asendudes odavate tindiprits printeritega.
Tüüp
Iseloomustus
Tüüpiline rakendus
Nõelmaatriksprinter
Lööktehnoloogia, odav ja vähenõudlik andmekandja suhtes; väike lahutusvõime, aeglane graafikatöös. Asendamatud paljuosa­liste formularide ja isekopeeruvate dokumen­tide printimisel (kuni 6 lisakoopiat)
Büroos-, pangas- ja raamatupida­mises
Termosiirdeprinter
Löögita termoprinter, sobib ka tavaline paber.
Kerged kandeprinterid, fotokva­liteediga värviprinterid
Laser-/LED- printer
Löögita leheprinter, mis kasutab elektrograa­filist protsessi, kiire ja kvaliteetne, LED- prin­ter ka odav.
Monokroomsed personaal- ja võr­guprinterid, kvaliteetsed värviprinterid
Jugaprinter (tindiprinter)
Löögita tindipritsimistehnoloogia, suhteliselt odav ja kvaliteetne, eriti värvitrüki korral; suur tarvikute kulu
Värvivõimalusega personaalprinterid
Väga lühidalt öeldes on nõelprinterite tugev külg nende odav hind ja ekspluatatsioon . Nad on ainukesed, mis võimaldavad printida mitu eksemplari korraga isekopeeruvatele paberitele või läbi kopeerpaberi. Puudused: kehvapoolne trükikvaliteet, aeglus ja müra.
Jugaprinterite eelis on seadme suhteline odavus (eriti värvitrüki võimalusi silmas pidades) ja kõrge trükikvaliteet. Puudusena tuleb nimetada kulumaterjalide kõrget maksumust ja prinditud lehekülgede vähest säilivust. Nimelt pleegib nende must värv hõlpsasti päikese käes, niiskuses aga läheb laiali.
Laserprinterite eeliseks tuleb pidada parimat võimalikku trükikvaliteeti, prindi head säilivust ja seadme vaikset tööd. Värviprinterid on aga tavakodanikule momendil veel kallid).

7. Internet - ülemaailmne arvutivõrk

Internet on laivõrk, mis seob tohutut hulka kohtvõrke. Ta on 20-nda sajandi lõpukümnendi säravaim tehnoloogiahüpe ning näitab meile valgust uude ühiskonda - infoühiskonda. Interneti areng täna jätab oma kiiruses selja taha kõikide teiste valdkondade (isegi arvutustehnika) arengu.

7.1. Mis on Internet? Natuke ajalugu

Internet kui võrkude võrk erineb teistest laivõrkudest sellega, et kõik arvutid Internetis kasutavad "ühist keelt" e. protokolli. Interneti ühist keelt nimetatakse TCP/IP - protokollistuks.
Internet ei kuulu kellelegi. Selles mõttes sarnaneb ta ülemaailmsele telefonisüsteemile, kus igale telefonikompaniile kuulub osake võrgust ning suhtlemine nende osakeste vahel toimub kompaniide omavaheliste kokkulepete alusel.
Internet erineb telefonisüsteemist sellevõrra, et üldjuhul ei loe keegi baite, ega tunta mu­ret kas suheldakse kõrvalmajaga või sõbra - tuttavaga Uus- Meremaal . Seega on Internet kõige kiirem ja odavaim kommunikatsioonivahend. Palju on Internetis arvuteid? 1996.a. algul oli püsivalt Internetti ühendatud üle 8 miljoni arvuti. Nendest umbes 100.000 olid Interneti avalikud serverid, mis sisaldavad avalikult levitatavat informatsiooni. Interneti kasutajaid oli siis ca' 34 miljonit.
2001.a. algul oli ainuüksi 300 miljonit Interneti kasutajat, kes omasid selle võimaluse oma kodus. Pooled nendest elasid Põhja Ameerikas, s.o. Kanadas ja USA-s.
Natuke ajalugu.
1957.a. saatis NSVL välja esimese maa tehiskaaslase . Sellele vastukaaluks moodustas USA valitsus tehnouuringute keskuse ARPA ( Advanced Reseach Project Agency), mille eesmärk oli kindlustada USA liidripositsioon tehnika ja teaduse valdkonnas maailmas. ARPA töötas intensiivselt arvutivõrkude loomise kallal ning 1969.a. lõpuks ühendati 4 USA erinevates osades paiknevat superarvutit tolle aja mõistes kiirete sidekanalite kaudu. Seda arvutite ühendust hakati kutsuma ARPANET - iks. Iseärasuseks oli veel see, et selles ARPANET -is puudus peaarvuti.
1971.a. oli ARPANET -is 15 ja 1972.a. juba 32 arvutit. 1977.a. hakati protokolli TCP/IP abil ühendama ka teisi arvutivõrke. 1983.a. eraldus võrgust militaarne osa ning moodustati omaette juhitav MILNET.
1986.a. loodi USA-s NSF-i (National Science Foundation) algatusel NSFNET, mis esialgselt ühendas viit superarvutite keskust. See oli Interneti tähtsaima magistraalvõrgu algus. Esialgne kiirus oli 56 Kbit/s, mida tõsteti korduvalt ning 1992.a. oli see juba 44,736 Mbit/s.
Euroopa tuumafüüsika keskus CERN alustas uuringuid hüperteksti kasutamiseks arvutivõrkudes 1989.a. Hiljem lisandus ideele uus mõõde - rikastada teksti ka multimeedia (pildid, heli, animatsioon ) elementidega. Niisugust keskkonda hakati nimetama World Wide Web-iks e. WWW (veebiks).
Plahvatusmoment tuli 1993.a., mil Marc Andresen töötas välja kasutajaliidese NCSA Mosaic . See lubas tavakasutajal suhelda WWW-serveritega. Sellest ajast on kasvanud WWW populaarsus drastiliselt. Just WWW on oma lihtsuse ja efektiivsusega toonud miljoneid kasutajaid Interneti juurde.
Arengust Eestis
Algus oli ka siin akadeemilist laadi . Algas see nii, et 1990.a. seati sisse modemiside Tallinna Küberneetikainstituudi ja Soome UNIX -i kasutajate arvutite vahel. See võimaldas vahetada E-posti ning lugeda uudistegruppe.
Aprillis 1992.a. tuli tõeline Internet oma TCP/IP-protokollistikuga. Seati sisse satelliitside Tallinna KBFI-st ja Tartu Biokeskusest Stockholmi Kuningliku Tehnikaülikooliga. Andmeedastuskiirus 64 Kbit/s. Kuu aega hiljem avati kolmas välisliin KI ja Helsingi vahel.
1993.a. moodustati EV Haridusministeeriumi juurde EENet, mille ülesandeks on arendada haridus - ja teadusasutuste andmesidevõrke. EENet kindlustab Interneti ühenduse ka Eesti Mereakadeemiale.
Tänaseks on Eestis Interneti kasutajaid ligi 30% Eesti elanikkonnast. Viimasel ajal räägitakse et see arv on juba 50% elanikkonnast.

7.2. Kuidas töötab Internet?

Rääkides arvutivõrgust kasutatakse nn. kihtide mõistet, st. arvutivõrgu funktsioonide jagamisest sõltumatutesse osadesse. Internetis on 4 kihti. Iga kiht täidab eri funktsioone. Andmete edastamisel on kihtide järje kord selline:
- rakenduskiht, see tegeleb konkreetse rakendusega, näiteks failiedastus, E-post jne.
- transpordikiht, mis jagab andmed pisemateks osadeks (andmepakettideks), millised saadetakse võrgukihile
- võrgukiht saadab andmepaketi punktist A punkti B, st. transpordib andme­pakette suvaliste Interneti arvutite vahel
- füüsiline kiht teeb ära bittide edastamise "musta tee", st. tegeleb elektriliste signaalidega.
Vastuvõttev pool toimib täpselt vastupidises järjekorras.
Igal Interneti hostil(mis on arvuti või mõni muu võrguseade) on ühene identifikaator nn. IP-aadress. See koosneb 4-st baidist ning kirjutatakse üles kujul, kus baidid on teisendatud kümnendarvudeks ja eraldatud punktidega. Näiteks, 193.40.252.216.
Selline arvuti leitakse üles marsruutimise abil. Internetis on veel sellised kastid, mille nimedeks "marsruuter" ja milline sisaldab nn. "marsruutimisinfot", st. kuhu mingi Interneti host tema poolt vaadatuna jääb.
Kuidas on määratud hostide nimed Internetis?
IP-aadress -i kasutamine ülaltoodud kujul on tülikas. Asja lihtsustamiseks kasutatakse rakendusprotokolli DNS ( Domain Name Service ), mis lubab kasutajal esitada Interneti hostide nimesid näiteks nii:
Raivo. postimees .ee
Tippdoomen ee tähendab Eestit
postimees - ajalehte Postimees
Raivo - arvuti meelevaldne nimi
Tippdoomenite nimed on rangelt fikseeritud. Nendeks on riikide tähised, millised on määratud ISO standardiga ISO9166. Kasutatakse ka nn. mittestandardseid tähiseid:
edu - haridusasutused
com - ärifirmad
mil - sõjandusasutused
gov - riigiasutused jne.
Toome ka mõned riikide tähised:
ee - Eesti
fi - Soome
se - Rootsi
ru - Venemaa
no - Norra
Seega on hosti nime järgi üldjuhul võimalik arvata, millise riigiga on tegu. Võimalik on aimata ka hosti omanikku või nime. Näiteks "WWW. PLAYBOY .COM" kuulub kommertsfirmale, kes annab välja meesteajakirja "PLAYBOY" või "FTP.FUNET.FI" on Soome akadeemilise arvutivõrgu FUNET ftp- server .
DNS on rakendusprotokoll, mis paneb vastavusse hostide ülaltoodud viisil kirjeldatud IP-aadressid ja nimed, mida kasutab Interneti teenuste kasutaja. Ta on üks Interneti rakendustasemel töötavatest protokollidest. On veel:
FTP (File Transfer Protocol ) - failiedastusprotokoll
HTTP(HyperText Transfer Protocol) veebisaitide edastusprotokoll
SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol) E-postiga tegelev protokoll
Internet on üksteisega ühendatud arvutivõrkude kogum ehk "võrkude võrk", tema kiire areng on ka ühiskonna areng. Tema populaarsus võlgneb hüpermeediumkeskkonnale ja vastavaid dokumentide vaatamist võimaldava tarkvara kiirele arengule.

7.3. World Wide Web (e. veeb). Mis see on?

Lühendatult WWW e. eesti keeles veeb. Ta on rakendus number üks. Vaatamata lühikesele elueale on WWW vallutanud tormijooksuga Interneti. Tänu temale on oluliselt kasvanud Interneti kasutajate arv. WWW on moodus integreeritud informatsiooni (teksti, liikuva ja liikumatu pildi, heli) loomise ja kuvamise viis e. hajutatud, klient -server arhitektuuril põhinev hüpermeediumsüsteem.
Hüpertekst on elektrooniline tekst, mis sisaldab viitasid teistele tekstidele, kusjuures tekstid võivad asetseda suvalises kohas.
Hüpermeedium on hüpertekst, kus lisaks tekstile esineb ka mittetekstilist infot e. multimeedia elemente, nagu pilte, animatsiooni (liikuvaid pilte) ja ka heli
Hajutatud hüpermeediumsüsteem. See tähendab seda, et kogu info ei paikne mitte ühes arvutis, vaid on hajutatud paljude arvutite vahel
WWW-server on arvuti, mis sisaldab hüpermeediumobjekte, e. veebisaite
WWW - brauser on kasutajaprogramm, mis oskab WWW-serverist võrgu kaudu infot kätte saada
WWW- lehekülg e. veebisait on multimeedia elementidega varustatud hüpertekst, mida näeb WWW-brauseriga kasutaja
Portaal on Interneti väravateks, mis sisaldab viitasid paljudele veebilehtedele. Portaalid on väljakasvanud otsingusüsteemidest, mis lisasid tavalisele otsimootorile näiteks uudised, ilmateate, kuulutused, tasuta tarkvara allalaadimise, meilikonto tegemise võimaluse, küsitlused, naljad jne. jne. Võimalus saada mitmekülgset infot ja meelelahutust ühest kindlast kohast iga päev, on muutnud portaalid populaarseks. Eestis on üle 15-ne portaali. Populaarsemateks on Delfi, Tele2 ,Hot, Mail jne.
Tüüpiline WWW -brauser on tavaliselt ka teiste Interneti teenuste (FTP jne) klient­programmiks. Seoses kavalalt organiseeritud turuhõivamise poliitikaga( s.o. ka põhjuseks miks alustati kohtuasja) on kaasajal levinuim brauser MS Internet Explorer.
Brauseris näeb kasutaja infot hüpertekstina, mis on rikastatud multimeedia elementidega. Sellist objekti nimetatakse WWW - leheküljeks e. veebisaidiks. Mõned objektid on selles tekstis märgistatud. Hiire klõps ja brauseri aknasse loetakse uus veebisait, mis sisaldab uusi viitasid kas sama veebi uuele osale, mingile teisele samas serveris paiknevale veebile, erinevas arvutis asuvale veebile või hoopis muu rakendusteenuse abil kättesaadavale objektile (FTP-fail jms.).
Sellise viitade süsteemi realiseerimiseks on välja mõeldud URL ( Uniform Resource Locator) - unifitseeritud ressursilokaator, milline kujutab endast universaalset suvalisele objektile viitamise moodust Internetis.
URL koosneb järgmistest osadest:
://[:]/[faili tee]/[faili nimi]]
võib olla:
http HyperText Transfer Protocol pöördumisel WWW serverite poole
file Faili kopeerimine FTP - protokolliga
ftp Sama mis eelmine , s.o. faili kopeerimine FTP - protokolliga
telnet kauglogimine protokolliga TelNét
mailto elektronposti saatmine
news ülemaailmse uudisegruppide süsteemi ressursid
gopher ülemaailmne puustruktuuriga hajusandmebaas
on tavaline Interneti piires ühene hostinimi
arvuti pordi number, mida harva tarvis läheb
Näiteid:
http://www.postimees.ee/ - Ajalehe "Postimees" serveri poole pöördumine
http://www.delfi.ee/uudised/eesti/ - portaali Delfi uudiste eesti rubriigi veeb
http://www.hm.ee / EV Haridusministeeriumi serveri poole pöördumine
Lihtsate veebisaitide loomise võimalused on lülitatud MS Office võimalustesse, samuti on firma MicroSoft poolt väljatöötatud eriprogramm FrontPage Express nn. HTML-vormingus dokumentide koostamiseks .
Keerukad veebisaidid kirjutatakse erikeele HTML (HyperText Markup Language) abil
Lõpetuseks veel niipalju, et WWW on Interneti tähtsaim rakendus ja kogu ülejäänud tehnoloogia üritatakse kantida WWW - katuse alla.

7.4. Elektronpost (e. E-post)

Elektronpost on tavalise postiside (e. tiguposti) võrguvariant. E-post võimaldab saata elektronkirju suvalisele teisele internetikasutajale. Tavaliselt jõuab E-post adressaadini mõne sekundiga., olenemata sellest, kas kirjasõber asub kõrvaltoas või Uus-Meremaal. Tänapäeval on see kahtlemata odavaim ja kiireim sõnumiedastusviis. Saab saata sõnumeid tavalistetele FAX-i aparaatidele, peileritele, GSM-võrgu mobiiltelefonidele jne.
Kuidas toimub aadresseerimine E-postis? Kui kasutajal on mingis Internetti ühendatud arvutis konto (see võib olla realiseeritud ka nn. veebipõhiselt, nagu seda teenust pakuvad portaalid tele2, yahoo , mail või hot) siis E-posti aadressi struktuur on järgmine:
@
Näiteks Arvo . Kask @yahoo.com
Rein @postimees.ee
Elektronkiri koosneb kahest osast: päis ja sõnum (tiguposti korral ümbrik ja kiri). Päisesse kirjutatakse:
- saatja ja saaja(te) E-posti aadressid
- sõnumi teema
Postisüsteem lisab päisesse veel mitmesugust teenistusliku iseloomuga infot nagu ko­deeringu tüüp jms.
E-postisüsteem Internetis koosneb:
- postkontoritest MTA ( Message Transfer Agent )
- klientidest meileritest, mis on kasutajaprogrammid
Käesoleval ajal on üheks enamlevinuimaks meileriprogrammiks MS Outlook Express samuti ka MS Office' isse kuuluv meiler MS Office Outlook. Viimased sisaldavad ka nn. aadressiraamatu, kuhu saab talletada oma kirjasõprade meiliaadresse.
Võimalus kasutada ka postiloendeid e. meililiste, mis on hulk meiliaadresse, mille omanikel on teatud vallas ühised huvid. Postiloendite liikmed saavad automaatselt teiste liikmete saadetud kirju. Sõnum saadetakse ühele ühisele aadressile . Kirjade laialisaatmise eest hoolitseb loendiserver, kus on kirjas kõikide huviliste aadressid.
Siinjuures tuleb märkida, et tänapäeva portaalid on samuti E-postiteenuste vahendajateks.

7.5. Failide allalaadimine

Interneti lugematutele failidele pääseb ligi failiedastusprotokolli e. FTP vahendusel. FTP-saidiga ühenduse võtmiseks ja sealt failide allalaadimiseks peab olema FTP-programm või failiedastusprotokolli toetav brauser. Tarkvara mida Internetist allalaadida saab ei ole tingimata tasuta. Internetis levitatav tarkvara jaguneb:
Jaosvara e. shareware. Seda tarkvara saab vabalt omandada ning teatud aja ka vabalt kasutada. Kehtivad autorikaitse õigused. Pärast tasuta proovimisaja lõppemist peab programmi arvutist kustutama või maksma väikese registreerimistasu. Registreeritud versioonid on täiuslikud ja nendega kaasneb ka tehniline abi ja tasuta uuendused.
Avalik tarkvara e. public domain. Seda tarkvara saab vabalt omandada, autorikaitse õigused ei kehti. Seda tarkvara võib muuta ja kasutada isiklikel eesmärkidel. Tarkvara dokumentatsioonis peab olema kirjas, et tegemist on avaliku tarkvaraga, vastasel juhul tuleb eeldada autorikaitseõiguste kehtimist.
Priivara e. freeware . Seda tarkvara saab vabalt omandada ja kasutada. Ei nõua registreerimist. Kehtivad autorikaitseõigused.
FTP-saidiga ühenduse saamise lihtne protseduur on sõltumata kasutatavast programmist alati ühesugune. Tavaliselt nõuab programm ainult järgmist informatsiooni:

• Saidi aadress: siia saab sisestada ka infot saidi kataloogide kohta
  
• Kasutajanimi e. user name: sisestada vastava küsimuse puhul kasutajanimeks anonymous.
  
• Salasõna e. password: sisesta vastava küsimuse puhul oma meiliaadress.
  

7.6. Interneti uudisegrupid

Õieti on Interneti uudisegruppidel uudistega vähe pistmist, samas loovad need unikaalse võimaluse osaleda avalikes diskussioonides ja debattides. Osalejad kirjutavad E-postitaolise kirja, mida näevad kõik uudisegrupi lugejad, kes võivad kirjale vastata nii avalikult kui ka eraviisliselt, et sel moel vestlust arendada. Nii on uudisegrupid kasvanudki erialaringideks, milles paljude arvates seisnebki Interneti võlu.
Usenet uudisegruppide võrk. Usenetiks nimetatakse suurimat uudisegruppide kogumikku, mis levib uudiseserverite nime all tuntud arvutite kaudu. Serverid vahetavad pidevalt informatsiooni, mistõttu kasutajani jõuavad alati värskemad kirjad. Usenet ei ole tegelikult osa Internetist, samas levitab enamik Interneti saite selle sõnumeid. Useneti uudisegruppe võib lugeda ka väljaspool Internetti, näiteks mõne vastava BBS'i vahandusel.
Useneti grupid on jaotatud vastavalt jututeemadele kategooriatess (~20). Toome mõned neist:

• News - uudised. Sobib suurepäraselt gruppide esmakülastajale. On ca 20 gruppi, mis räägivad võrgust, kasulikust tarkvarast, uutest gruppidest jms.
  
• Talk - vestlused. Üle 200 grupi, kus arutatakse mistahes vaidlusalaseid teemasid.
  
• Comp - arvutid. Üle 750 arvutiteemalise grupi. Infot algajatele ja ekspertidele.
  
• Brz - äri. Üle 60 turundusest, reklaamist jms rääkiva grupi.
  
• Soc - sotsiaalprobleemid . Üle 200 grupi, mille põhiteemaks on sotsiaal-, kultuuri-, poliitika- ja usuküsimused.
  
• Alt - alternatiivsus. Üle 2500 alternatiivsusele pühendatud grupi alates New Age ravimeetoditest ja lõpetades muusikaga.
  

8. Kordamisküsimused

1. Millistest seadmetest koosneb Neumanni arvuti? Kirjeldage
2. Mida teate personaalarvutite ajaloost? Millised avastused elektroonikas soodustasid PC-de kiire arengu?
3. Mis on bitt , bait ja fail? Failide tüübid?
4. Millistest komponentidest koosneb personaalarvuti?
5. Milline on arvuti mikroprotsessori struktuuriskeem? Põhilised tehnilised parameetrid?
6.Milliseid firma Intel'i mikroprotsessoreid teate? Mille poolest nad erinevad?
7. PC siin, muut- ja püsimälu. Mida teate nendest?
8. Kuidas toimub arvutiseadmete ühendamine? Mida teate portidest ja pistikutest?
9. Mida teate arvuti mälust? Kuidas seda käsitletakse?
10. Mida teate disketiseadmest ja arvutidiskettidest? Mis on disketi vormindamine? Mida peab silmas pidama nende kasutamisel?
11. Mida teate kõvakettast? Nende tehnilised näitajad.
12. CD-ROM. Kirjeldage selle ehitust. CD-ROM-ide põhitüübid. Tehnilised näitajad.
13. Kirjutav CD-ROM-i seade. Millised need on? Mida peab silmas pidama info salvestami­sel/kirjutamisel CD-le? Ühilduvuse probleemid.
14. DVD. Milles seisneb erinevus võrreldes CD-ROM-iga? Tüübid.
15. CD ja DVD võrdlus. Mille poolest nad erinevad? Piirkonnakood.
16. Mis on välkmälu e Flash Memory Stick. Põhilised tehnilised andmed?
17. Mida teate magnet-optilisest kettast ja striimerist? Kus neid kasutatakse?
18. Kuidas töötab üldjoontes arvuti kuvar. Kuidas moodustub ekraani kuva?
19. Mida peab silmas pidama kuvari ostmisel. Põhilised tehnilised näitajad?
20. Mida teate vedelkristallkuvarist (e. LCD-kuvarist). Põhitüübid?
21. Arvuti printer. Nende tüübid? Millised need on?
22. Printerite kvaliteedi näitajad ja tehniline iseloomustus. Millised need on?
23. Mida teate arvutikirjadest? Nende põhitüübid ja iseloomustus?
24. Iseloomustage printerite liike? Milliste kuludega tuleb arvestada printeri ostmisel?
25. Mis on Internet? Iseloomustage. Kuidas on arenenud Internet?
26. Kuidas üldjoontes töötab Internet? Iseloomustage. Mis on IP-aadress?
27. World Wide Web (e.veeb). Mis see on? Mis on URL?
28. Elektronpost (e. E-post, kasutatakse veel ka E-mail). Kirjeldage. Kuidas määratakse E-posti aadress.
29. Failide allalaadimine. Kuidas see toimub? Millist tarkvara võib saada Internetist?
30. Interneti uudistegrupid. Mis need on?
72