Arvuti
riistvara on arvuti füüsiline osa. Tänapäeva arvutiteriistvara
töötab
elektriga ja suur osa riistvarast on teostatud
integraalskeemide abil.
Arvutikomplekti riistvara koosneb kõige lihtsamalt protsessorikastist, monitorist,
klaviatuurist ja hiirest.
Siinjuures
tekib esimene jagunemine: kõik
seadmed , mis on protessorikasti sees
on siseseadmed
ja kõik, mis sealt väljas on välisseadmed.
Monitor ,
klaviatuur ja
hiir on välisseadmed,
kusjuures välisseadmed
jagunevad sisendseadmeteks
ja välisseadmeteks.
Sisendseadmed on välisseadmed, mille abil on võimalik andmeid
arvutisse sisestada: klaviatuur,
hiir,
skänner
jne.
Väljundseadmed on välisseadmed, mille abil on võimalik andmeid
arvutist väljastada: monitor,
printer jne.
Arvuti
tööks esmavajalikud siseseadmed on:
protsessor ,
emaplaat ,
mälu,
kõvaketas,
graafikaart
ja
toiteplokk .
Siseseadmed on paigutatud korpusesse.
Enamik arvutite tavakasutajaid ei ole siseseadmeid kunagi näinud ja
ei tunne nende funktsioone ning ülesandeid.
Peamised
siseseadmed on: protsessor,
mälu, emaplaat, varundusseadmed, laienduskaardid ja toiteplokk.
ProtsessorProtsessor
(CPU- central
processing
unit )
on riistvarakomponent, mis suudab täita käske. Tavaliselt mõjutab
see riistvarakomponent kõige rohkem arvuti jõudlust. Protsessor on
tavaliselt teostatud ühe integraalskeemina, mis võib
sisaldada sadu
miljoneid transistore.
EmaplaatEmaplaat
on arvutikomplekti osa, mille külge ühendatakse pea kõik arvuti
siseseadmed. Läbi emaplaadi suhtlevad siseseadmed omavahel.
Mälu
Andmete
hoidmiseks kasutatakse mälu. Mälu jaguneb kõige laiemalt: muutmälu
(RAM -
random access memory )
ja püsimälu (ROM - read
only memory).
Nende kõige paemiseks erinevuseks on see, et kui muutmälult
toide ära võtta, siis seal olevad andmed hävivad, kuid püsimälu
sälitab andmed ka toiteta. Kõik mälud on tänapäeval teostatud
integraalskeemidena või integraalskeemide massiividena.
VarundusseadmedVarundusseadmete
abil on võimalik säliltada suurt hulka andmeid. Kõige leivnumaks
varundusseadmeks on
kahtlemata kõvaketas, kuid tavaliselt leidub
arvutikomplektis ka mõni optiline varundusseade (CD, DVD jne).
LaienduskaardidKõige
lihtsam viis arvutikomplekti funktsionaalsust suurendada on
paigaldada arvutisse laienduskaarte. Levinumaks laienduskaardiks on
graafikakaart (video
card, graphics card, graphics accelerator card,
display adapter),
mille abil on võimalik ühendada monitor arvutikomplektiga.
Leivnumad laienduskaardi on veel: helikaardid, tv- ja raadiokaardid
ja võrgukaardid.
ToiteplokkVooluvõrgust
saadava
vahelduvpinge muundamiseks sobiva väärtusega alalispingeks
kasutatakse toiteplokki. Leivnumad võrgupinged on 110V ja 230V
(vahelduvpinge), arvutiriistava komponentide tööpinge on enamasti
12V, 5V või 3.3V (
alalispinge ),
protsessorite toitepinge on enamast
vahemikus 1-2V.
KahendsüsteemKaasaegsed
arvutisüsteemid töötavad kahendsüsteemis. Kahendsüsteemis on
ainult kaks numbrit, üks ja null, kõik arvutused tehakse
kahendsüsteemis. See on ka põhjus, miks paljud suurused on
kirjeldatud arvutimaailmas veidrate numbrite abil: 128, 256, 512,1024
jne, tegemist on kahe astmetega.
Kuidas
liiguvad andmed arvutis?
Andmed
liiguvad arvutis peamiselt kolme ploki vahel: protsessor, mälu ja
sisend -väljund (kõvakettad,
graafika - ja helikaardid jne). Andmete
transportimiseks ühest kohas teise kasutatakse siine: mööda
andmesiini liiguvad andmed, aadressisiinil olev info näitab kuhu
andmed liiguvad ja juhtsiini seisuga määratakse mis suunaliselt ja
mille vahel andmed
parajasti liiguvad.
Protsessor
(CPU-
central
processing unit)
on siseseade, mis oskab täita etteantud hulga käske,
manipuleerida andmetega .Tihti
peetakse arvutisüsteemi kõige tähtsamaks osaks, mõjutab enamasti
arvutisüsteemi üldist jõudlust kõige enam.
Tänapäeva
arvutites on kasutusel
mikroprotsessorid
. Mikroprotsessorid on integraalskeemid, mis koosnevad enamikus
väljatransistoridest. Kõige
lihtsama käsitluse järgi koosneb üks
protsessor juhtseadmest, registritest ja aritmeetikaseadmest.
Juhtseade
dekodeerib käsu ja annab protsessori teistele osadele vastavad
korraldused käsu täitmiseks ning vastutab hiljem tulemi
tagasikirjutamise eest.
Aritmeetikaseade
(
ALU)
suudab teostada arvutustehteid etteantud andmetega. Kõige lihtsamalt
suudab aritmeetikaseade liita, teostada logikatehteid ja nihutada,
kõik ülejäänu on tegelikult teostatav nende tegevuste
kombinatsioonidena.
Registrites
hoitakse andmeid (
registrid on tegelikult seega protsessori sees
olevad mälukohad), milliseid on mälust loetud, mida soovitakse
aritmeetikaseadme abil töödelda ning mällu jälle tagasi
kirjutada.
Teatud
registrid on erilise ülesandega: käsuloendur
(peab meeles järgmise käsu
asukohta ), olekuregister
(lipud) peab meeles viimase
tehte tulemi iseärasusi (registri
ületäitumine, negatiivne tulemus, tulemuseks null jne), pinuviit
(stack
pointer).
Osa registreid on
ajutised registrid, neid kasutab ALU aritmeetika ja
loogikatehete teostamisel vajalike vahetulemuste hoidmiseks.
Kogu
protsessori tegevuse ja erinevate protsessori osade omavaheliseks
sünkroniseerimiseks kasutatakse sükroniseerivat
signaal , mille
sagedus on tuntud kui protsessori taktsagedus. Seega
ei näita protsessori taktsagedus otseselt protsessori jõudlust,
sest erinevatel protsessoritel võib käsukude täitmiseks kuluda
erinev arv takte. Väga lihtsustatud näide: kui üks protessor on
kaks korda suurema taktsagedusega kui teine, kuid esimene protessor
suudab liitmistehte teostada kahe
takti jooksul ning teine ühe takti
jooksul, siis tegelikult töötavad protessorid praktiliselt ühe
jõudlusega.
MälutüübidKõige
laiem mälujaotus on järgmine: püsimälu (ROM - Read Only Memory)
ja muutmälu (RAM- Random Access Memory). Nende mälutüüpide kõige
suurem erinevus on, et andmed püsimälus säilivad ka siis, kui
mälult toide ära kaob. Andmed muutmälus ei säili, kui muutmälul
toide puudub.
PüsimäluPüsimälu
ehk inglise keelest otsetõlgituna ainult lugemiseks mõeldud mälu
olemus on ajapikku muutunud. Algselt oli ROM mälu tõesti mälu kust
oli võimalik andmeid lugeda aga neid muuta ei olnud võimalik.
ROM
(Read Only Memory)
Klassikaline
ROM on mäluseadis, kus kogu vajalik info on salvestatud mälukiibile
lülituste abil ning lülitused on omakorda teostatud füüsiliselt
integraalskeemi vastavaid komponente õigetele kohtadele paigutades.
Lihtsalt öeldes: vastavalt etteantud andmetele disainiti valmis
mäluseadis, mida siis soovitud arv toodeti. Kui oli vajalik
teistsuguseid andmeid sisaldavat mälukiipi, siis disainiti uus
integraallülitus ja toodeti seda omakorda soovitud arvul. Kui
näiteks sisend-väljund baassüsteem asuks ka tänapäeva
emaplaatidel klassikalise ROM mälu sees, siis ei oleks baassüsteemi
uuendamine lihtsalt tehniliselt võimalik.
PROM
(Programmable ROM)
PROM
püsimälu näol on tegemist lahendusega, kus toodetakse valmis
"tühjad" püsimälu
kiibid , kuhu on siis spetsiaalse
programmaatori abil võimalik vajalikud andmed
salvestada .
Programmeerida on võimalik selliseid kiipe ainult ühe korra, sest
programmeerimise käigus tekitatavad lülitused on jäävad ja
esialgset seisu taastada ei ole võimalik.
EPROM
(Erasable PROM)
Põhimõtteliselt
edasiarendatud PROM. Seda mälukiipi on võimalik juba korduvalt
programmeerida, selleks "kustutatakse"
kiibi sisu UV
kiirguse abil. Mälukiibi korpuse peal on spetsiaalne "aken"
läbi mille on võimalik UV kiirgust otse inegraallülituse peale
lasta.
EEPROM (Electrically Erasable PROM)
Edasiarendatud
EPROM, kiibi sees olevaid lülitusi on võimalik elektriliselt
kustutada . Enamik kaasaeja püsimälu on teostatud just EEPROM
kiipide abil. Näiteks kõik mälukiibid, mida tuntakse flash
mälu
nime all on ehituslikult EEPROM kiibid. Omamoodi vastuolu on selles,
et pea kõik multimeediumi seadmetes kasutusel olevad mälumeediumid
on tegelikult inglisekeelese maailma jaoks ainult lugemiseks mõeldud
mälu. Tegelikkuses on võimalik seal olevat infot tuhandeid
kordi ülekirjutada.
MuutmäluMuutmälu
mõiste oleks inglisekeelest tõlgituna juhupöördusmälu. See
tähistab mälutüüpi, kus suvalisele mälupiirkonna poole
pöördumine võtab sama ajahulga (alguse ja lõpu poole pöördumine
on sama ajakuluga). Muutmälu üks omadus on see, et ta säilitab
infot ainult toite
olemasolul , kui toide kaob, kaovad ka andmed
muutmälust.
Muutmälu
jaguneb: staatiline muutmälu (
SRAM ) ja
DRAM (dünaamiline muutmälu).
SRAM on ehituselt keerulisem, aga olulidelt kiirem mälutüüp ning
DRAM on ehituslikult lihtsam, aga ka SRAM'st oluliselt
aeglasem mälutüüp.
SRAM
(Static Random Access Memory)
SRAM
ehk staatiline muutmälu on ehituslikult keeruline mälutüüp (infot
hoidmiseks kasutatakse trigereid), mida on väga kallis toota ning
mis on väga kiire. SRAM'i kasutatakse peamiselt protsessorite
vahemäludes (kuid ka muude seadmete puhvermäludes) ja sellisel
juhul töötab see mälu
protsessoriga samal taktsagedusel.
Kui
me kasutaksime SRAM tüüpi muutmälu personaalarvuti muutmäluna,
siis oleks see mälukivi väga kallis, suur ja üsna palju
võimsusttarbiv.
Lisalugemist:
wikipedia.org
DRAM
(Dynamic Random Access Memory)
Arvuti
muutmälu tehakse enamasti DRAM tüüpi mälukiipidest. DRAM on
ehituslikult oluliselt lihtsam kui SRAM (sisuliselt
piisab ühe biti
säilitamiseks ühest kondersaatorist ja ühest transistorist), seega
on selle mälutüübi tootmine ka oluliselt odavam. Lihtne ehitus
tingib aga selle, et need
laengud (mille abil infot säilitatakse) ei
säili mälu pikalt ning seepärast toimub pidevat mäluseisu
värskendamine. Mälu värskendamine on üks põhjus, mis DRAM on
oluliselt aeglasem SRAM'st.
Lisalugemist:
wikipedia.org,
arvutiweb.ee
VeakontrollVeakontroll
on kasutusel peamiselt DRAM tüüpi mäludes. Veakontrolli mõte
seisneb selles, et teatud arvu bittide kohta arvutatakse
kontrollsumma ning andmete mälust lugemisel kontrollitakse, kas
summa on sama.
Paarsuskontrolliga
mälud
Paarsuskontrolliga
mälude puhul hoitakse iga kaheksa biti (1
bait ) kohta meeles veel ka
paarsusbitti (kas 0 ja 1 oli kirjutatud andmetes
paarisarv korda või
mitte). Leiab mälust ühebitilisi vigu (kui on kaks viga järjest,
siis ei pruugi viga
avastada ) ja vigu parandada ei suuda (puudub
võimalus kindlaks teha kus viga oli).
Lisalugemist:
wikipedia.org
ECC
(
Error detection and
correction )
Märksa
keerulisem veakontroll, avastab ka mitmebitilisi vigu ja võimaldab
kohaldada ka veaparandust lihtsamatel juhtudel. Kasutusel peamiselt
serverimäludes, vajab vastavat tuge emaplaadi poolt.
Lisalugemist:
wikipedia.org
MälupuhvridMälupuhvritega
seoses tuleks selgitada paari mõistet:
FIFO (
First In, First Out)
FIFO
pöördusviisi kasutav mälu on mälupuhver kus esimesena kirjutatud
info liigub esimesena ka mälust välja. Selline mälupuhver on
vajalik kui
kusagilt tulevat infot võib olla vaja
vahepeal säilitada
põhjusel , et seda pole koheselt võimalik info saajale
edastada .
Lisalugemist:
wikipedia.org
LIFO (Last In, First Out)
LIFO
pöördusviisi kasutav mälu on mälupuhver kus viimasena kirjutatud
info liigub esimesena mälust välja. Eesti keeles on sellise mälu
puhul kasutusel mõisted pinumälu või magasiinmälu. Kasutatakse
näiteks protsessorites, katkestusega tegelemisel pannakse käsiloleva
tegevusega seotud andmed pinumällu ja katkestusega seotud tegevuse
lõpus loetakse tagasi.
Lisalugemist:
wikipedia.org
Emaplaat
ja emaplaadi kiibistikEmaplaat
on suur trükiplaat arvutis, mille peal ja sees on hästi palju
erinevaid silmaga nähtavaid
elektroonika seadiseid ja
radu (väikeseid
juhtmeid ). Need
rajad moodustavad
siinid , mida mööda
andmed liiguvad erinevate arvuti siseseadmete (ja
kaudselt ka
välisseadmete) vahel. Emaplaadi külge ühendatakse pea kõik arvuti
siseseadmed ja kaudselt ka kõik välisseadmed.
Kui
kujutada arvutit ette
inimesena , siis oleks
emaplaadil nävisüsteemi
ülesanded.
Emaplaadil
liikuvat infot kontrollib ja haldab emaplaadi kiibistik. Kiibistik
koosneb reeglina ühest-kahest kontrollerist. Klassikaliselt on neid
kontrollereid kaks: põhja- ja lõunasild. Põhjasild
(mälukontroller, peajagur) haldab reeglina kiiret andmevahetust
vajavate komponentide omavahelist suhtlust. Kiiret omavahelist
andmevahetust vajavad kindlasti protsessor, mälu, graafikakaart ning
lõunasild. Lõunasild omakorda haldab kõiki ülejäänud
komponentide omavahelist suhtlust.
Kaasajal on mälukontroller
ehitatud mõningatel juhtudel protsessori sisse ja seega kadunud ka
vajadus ühe kiirete ja ühe aeglaste seadmete kontrolleri järele
ning tihti on kogu kiibistik koondatud ühe integraallülituse sisse.
Lisalugemist:
wikipedia.org
Süsteemsed ressursid Selleks,
et oleks võimalik tagada õige info jõudmine õigesse kohta, on
emaplaadil liikluse korraldamiseks võetud kasutusele terve hulk
erinevaid parameetreid.
Mäluaadressid
Mäluaadresside
abil on võimalik öelda kuhu mälus tuleb saadetavad andmed
kirjutada või kust tuleb soovitud andmed välja lugeda. Teatud
tingimustel suheldakse ka erinevate siseseadmetega mäluaadresse
kasutades.
Sisend-väljund
aadressid (I/O addresses)
Sisend-väljund
aadressid
kirjeldavad sise- ja välisseadmete asukohta arvutisüsteemi
poolt vaadatuna. Nagu nimigi ütleb on tegemist aadressiga, mille
abil arvuti saab enda erinevate seadmetega suhelda.
Katkestused (IRQ-Interrupt ReQuest)
Katkestuste
päringuaadress on välisseadmete võimalus
paluda endale protsessori
aega. Igale seadmele, kes seda vajab, antakse
katkestuse number. Nüüd
kui seade vajab protsessori tähelepanu, siis
saadetakse välja
katkestuse päring. Kui katekestused on lubatud, siis protsessor
lõpetab oma käsiloleva töö ja pöördub seejärel vajaliku seadme
poole uurimaks, mis tingis katkestuspäringu. Seejuures on katkestuse
päringu
teostaja teada, sest igal katkesusõigusega seade omab
katkestuse numbrit. Katkestuse number määrab ära ka
katkestuspäringu tähtsuse, mida väiksem katkestuse number, seda
tähtsam on katkestus. Seade, mis omab IRQ 1, saab teha
katkestuspäringu ajal, mil protsessor tegeleb katlestusõigusega IRQ
3 seadme katkestuspäringuga, kuid vastupidi ei saa.
Lisalugemist:
wikipedia.org
Otsemällupöördumise
õigus (DMA -
Direct Memory Access)
Kui
tavaliselt peab seade mällu pöördumiseks katkestama protsessori
töö ja paluma protsessoril selle päringuga tegeleda, siis osadele
seadmetele on antud otsemällupöördumise õigus. Igal seadmel
kellele on antud selline õigus on oma DMA aadress ja vastavalt
reserveeritud mingi osa muutmälust selle seadme tarvis.
Lisalugemist:
wikipedia.org
Sisend-väljund
baassüsteem (
BIOS - Basic Input Output System)
Sisend-väljund
baassüsteem on emaplaadil püsimälus olev programm, mis sisaldab
endas järgmist: arvuti käivitamisel tööle hakkavat testprogrammi
(POST-
Power On Self Test), seadistamisprogrammi (mille abil on
võimalik hallata näiteks eelpoolnimetatud süsteemseid ressursse),
alglaadurit ja esmaseid seadmete juhtprogramme.
Ajalooliselt
on sisend-väljund baassüsteem olnud vahekihiks tarkvara ja
riistvara vahel. Täna suudavad paljud operatsioonisüsteemid juba
isesesvalt riistvara hallata.
Arvuti
sisselülitamisel käivituv testprogramm kontrollib vajalike seadmete
olemasolu ja korrasolekut, samuti annab testprogramm teada uutest
lisatud seadmetest. Kui testprogramm avastab mõne vea, siis püüakse
kasutajat sellest teavitada: võimalusel tekstiteatega, muul juhul
näiteks helisignaali abil.
Alglaadur
vastutab operatsioonisüsteemide käivitamiseks vajalike tegevuste
eest.
Baassüsteemi
seadistused Kuna
baassüsteem ise asub püsimälus, siis vajalike seadistusi hoitakse
CMOS muutmälu kiibis. muutmälu vajab aga andmete hoidmiseks toidet
ja sellel otstarvel on emaplaadil tavaliselt väike
patarei .
Baassüsteemi seadistuste hoidmiseks kasutatav muutmälu sees on
kõigele lisaks ka kell (mis töötab ka siis, kui arvuti ise on
väljalülitatud).
Lisalugemist:
wikipedia.org
ISA
laiendussiin (Industry Standard Architecture)ISA
siini näol on tegemist ühe kõige vanema laiendussiiniga. ISA siini
on olnud kasutusel 8 ja 16 bitisena, töösagedusega 4,77 ja 8,33
MHz. Maksimaalne läbilaskevõime 8,33 MB/s
Lisalugemist:
wikipeida.org
PCI
siinid
PCI
laiendussiin (Peripheral
Component Interconnect)
PCI
siin on kõige enam kasutatav ja
kaheldamatult kõige univerasaalsem
laiendussiin. PCI siinist olemas mitmeid erinevaid versioone.
Nimi
Siinilaius
Siinikiirus
Andmevahetusi taktis
Kiirus
PCI
32
bitti 33 MHz
1
133 MB/s
PCI 66MHz
32 bitti
66 Mhz
1
266 MB/s
PCI 64 bit
64 bitti
33 Mhz
1
266 MB/s
PCI 64bit/66MHz
64 bitti
66 Mhz
1
533 MB/s
Lisalugemist:
wikipedia.org
AGP
laiendussiin (Accelerated Graphics Port)
AGP
siin on spetsiaalselt kuvaadapterite ühendamiseks mõeldud
laiendussiin.
Nimi
Siinilaius
Siinikiirus
Andmevahetusi taktis
Kiirus
AGP
32 bitti
66 MHz
1
266 MB/s
AGP 2x
32 bitti
66 Mhz
2
533MB/s
AGP 4x
32 bitti
66Mhz
4
1066 MB/s
AGP 8x
32bitti
66 Mhz
8
2133 MB/s
Lisalugemist:
wikipedia.org
PCI Express laiendussiinPCI
Express on uus kiiret andmevahetust vajavate laienduskaadide
ühendamiseks mõeldud laiendussiin. Peamiselt paigaldatakse PCI
Express siinile kuvaadapaptereid, muudest laienduskaardidest
paigaldatakse PCI Express siinile näiteks 1000 Mb/s ja 10 Gb/s
andmevahetust võimaldavad võrguliidesed.
Nimi
Siinilaius
Siinikiirus
Andmevahetusi taktis
Kiirus
PCI Express x1
1 bitt
2500 MHz
0,8
250 MB/s
PCI Express x4
4 bitti
2500 Mhz
0,8
1 GB/s
PCI Express x8
8 bitti
2500 Mhz
0,8
2 GB/s
PCI Express x16
16 bitti
2500 Mhz
0,8
4 GB/s
PCI Express x32
32 bitti
2500 Mhz
0,8
8 GB/s
Lisalugemist:
wikipedia.org
Varunduseadmed
ehk
storage seadmed
on kõik seadmed, mille abil on võimalik andmeid varundada
(säilitada).
Kõige
tuntumad varundusseadmed on kindlasti kõvaketas, CD ja DVD seadmed,
disketiseade, USB välkmälu ning mälukaardid.
KõvakettadKõvakettad
on kaheldamatult kõige leivnumad varundusseadmed. Esimesed
kõvakettad ilmusid maailma 1956 aastal (IBM RAMAC) ja nendele oli
võimalik salvestada u 5 MB andmeid. Tähapäeval on kõvakettastele
salvestatavad maksimaalsed andmemahud kasvanud kuni 1TB ja kasvavad
tulevikus ilmselt veelgi.
Kõvakettas
koosneb
magnetilise ainega kaetud ümmargustest plaatidest, lugemis-
ja kirjutamispeadest, puhvermälust ning juhtelektroonikast.
Magnetilise
ainega kaetud
plaadid on tehtud tavaliselt metallist, kuid leidub ka
klaasist tehtud
plaate . Lugemis- ja kirjutamispead hõljuvad ketaste
kohal (mõne mikromeetri kaugusel
plaadist ). Plaadid pöörlevad
kõvaketta sees kindla kiirusega (4200/5400/7200/10K/15K pööret
minuti jooksul). Juhtelektroonika juhib lugemis- ja kirjutamispäid
ja edastab vajalikke andmeid. Puhvermälu on vajalik sellel põhjusel,
et tihti on kõvaketta
liidese läbilaskevõime suurem kui kõvaketta
sisemine
andmevahetuse kiirus (kiirus, millega kõvaketas suudab
andmeid plaatidele kirjutada ja sealt lugeda).
Andmed
kirjutatakse konsentriliste ringidena (mitte spiraalina), mida
nimetatakse radadeks (
track ).
Rajad on jaotatud sektoriteks (
sector ).
Sektoreid võib olla erinevatel
radadel erinev arv (seesmistel
ringidel vähem ja välimistel ringidel rohkem), kuid sektrorile
salvestatav andmehulk on
konstantne . Sellel põhjusel on kaasajal
kõvaketta sisemine andmevahetuskiirus välimistel radadel kiirem kui
sisemistel radadel (plaadi pöörlemiskiirus on jääv aga välimistel
radadel rohkem sektoreid).
Lisalugemist:
www.wikipedia.org
Kõvakettaid
iseloomustavad suurusedMaksimaaline
salvestatav andmemaht
Mõõdetakse
mega-
giga - või terabaitides, kuid tihti erineb kõvakettal näidatud
andmemaht tegelikust, sest tootjad arvestavad andmemahtu
selliselt :
üks kilobait 1000
baiti ja üks
megabait 1000 kilobaiti jne.
Tegelikult on üks kilobait 1024 baiti, üks megabait 1024 kilobaiti
jne.
Nagu
alguses
öeldud oli esimeste kõvakettaste andmemaht 5 megabaiti ja
täna on see juba üks terabait ja
rohkemgi .
Kõvaketta
liides Lliides,
mille abil kõvaketas ühendatakse ülejäänud arvutiga. Levinumad
liidesed on: P-ATA, S-ATA,
SCSI , USB ja FireWire.
P-ATA
(
Parallel AT Attachment), tuntud ka kui IDE (
Integrated Drive
Electronics) on üks vanimaid kõvaketta lideseid, mille
viimased versioonid on läbilaskevõimega kuni 133 MB/s, ühte P-ATA liidese
porti on võimalik ühendada kuni kaks
seadet . P-ATA liidesega
kõvakettaid iseloomustab lai lintkaabel (40 või 80 kaablisoont).
Lisalugemist:
www.wikipedia.org
S-ATA
(
Serial ATA) on ATA liidese uuem
versioon , mille läbilaskevõime on
oluliselt suurem (
SATA 150 puhul 150 MB/s ja SATA 300 puhul 300 MB/s)
ja mille andmekaabel on oluliselt peenem (7 kaablisoont). Ühte S-ATA
liidese porti on võimalik ühendada üks seade.
Lisalugemist:
www.wikipedia.org
SCSI
(Small Computer System
Interface ) on liides, mida kasutatakse
peamiselt serverites ja suure jõudlusega tööjaamades. Uusimate
SCSI liideste läbilaskevõime on 640 MB/s ja ühte porti on võimalik
ühendada kuni 15 seadet (on olemas ka SCSI liideseid, kus ühte
porti on võimalik ühendada kuni 127 seadet).
Lisalugemist:
www.wikipedia.org
Mälupuhvri
suurus
Mälupuhvrit
kasutatakse andmete hoidmiseks, mida kõvakettas ei jõua kohe ära
salvestada (nö vaheladu), kuna kõvaketta sisemine
andmevahetuskiirus on enamasti oluliselt väiksem, kui kõvaketast
arvutiga ühendava liidese läbilaskevõime, siis mõjutab mälupuhvri
suurus oluliselt kõvaketta reageerimiskiirust. Mälupuhvri suurus on
tavaliselt 2, 8 või 16 MB (tulevikus kindlasti ka suurem).
Optilised mäluseadmedKõige
levinumad optilised mäluseadmed on kindlasti CD ja DVD seadmed. Nii
CD kui DVD ehitus meenutab vinüülplaati- andmed kirjutatakse
meediale spiraalina. Andmete kirjutamiseks ja lugemiseks kasutatakse
laserit.
Optilised
mäluseadmed on aglasemad, kui kõvaketas, seda eelkõige selle
pärast, et CD ja DVD seadme lugemispea on oluliselt suurem kui
kõvaketta lugemispea. Teiseks on kõvaketta ketaste pöörlemiskiirus
suurem, kui CD ja DVD meediate pöörlemiskiirus lugemisseadmes.
CD
(Compact
Disk ) loodi 1980'ndatel aastate alguses
Sony ja Philipsi
koostöös digitaalse helikandjana.
Standartne CD
mahutab 74 minutit
heli või 650 MB andmeid. Tavaliselt toodetakse enamik
muusika - ja
tarkvara plaatidest suurte tiraažide puhul tööstuslikult.
CD-kirjutaja abil saab plaatidele kirjutada iga
arvutikasutaja . CD-R
on meedia, kuhu saab kirjutada ühe korra ja CD-RW on meedia, mis on
korduvkirjutatav.
DVD
(
Digital Video Disk või Digital
Versatile Disc) loodi algselt
kõrgekvaliteedilise helikandjana, kuid täna kasutatakse DVD plaate
peamiselt videode levitamiseks. Standartne ühekihiline ja ühepoolne
DVD meedia mahutab 4,38 GB infot, videolevis on kasutusel peamiselt
kahekihilised DVD plaadid, mille mahutatavus on 7,92 GB.
Varundusseadmed
võrgusNAS
(
Network Attached Storage) on arvutivõrku ühendatud varundusseade.
SAN
(Storage Area Network) on varundusseadmete jaoks loodud võrk.
Tavaliselt baseerub selline võrk fiiberoptikal ja on vajalik
selleks, et erinevad varundusseadmed omaksid kiiret ühendust mitmete
erinevate serverarvutitega.
LaienduskaardidLaienduskaardid
on mõeldud selleks, et lisada arvutikomplektile mingisugust
täiendavat funktsionaalsust. Laienduskaartide ühendatakse
tavaliselt emaplaadile laiendussiinidesse.
Erinevate
laienduskaartide valik on nii lai, et kõiki laienduskaartide tüüpe
siinkohal
loetleda ei ole võimalik (ega ka vajalik), kuid olulisemad
laienduskaartid on: graafikakaardid, helikaardid, võrgukaardid, tv-
ja raadiokaardid,
kontrollerid (lisapordid, S-ATA, RAID jne).
GraafikakaardidGraafikakaardid
ehk videokaardid on vast ühed
keerulisemad laienduskaardid.
Graafikakaartide külge ühendatakse enamasti monitor. Tänapäeval
on lisaks monitoriliidesele tihti graafikakaartide küljes ka
videoväljund, mis võimaldab arvutikomplekti ühendada ka
televiisori või videomakiga.
Graafikakaartide
keerukus on tulenev enamasti sellest, et mitmed rakendused (eriti
arvutimängud) vajavad kolmemõõtmelise pildi kujutamist, sellised
arvutused on väga keerulised. Kaasaja graafikakaartidel on oma
protsessor ja muutmälu, kusjuures arvuti enda ja graafikakaardi
muutmälu hulk on samas suurusjärgus. Graafikakaart nõuab ka kõige
suuremat laiendussiini läbilaskevõimet.
Lisalugemist:
wikipedia.org
HelikaardidKõige
lihtsamalt öeldes läheb helikaarte vaja selleks, et arvuti külge
oleks võimalik ühendada kõrvaklappe ja
mikrofoni . Algselt
personaalarvutitel helikaarte ei olnud ja ainus heli, mida üks
arvutikomplek suutis teha oli piiksumine, mida võimaldas teha
emaplaadi külge ühendatud kõlar, mis oli mõeldud
hoiatussignaalide edastamiseks.
Tänapäeva
helikaardid on üsna keerulised seadmed, millel on erinevaid
heliväljundeid kahest kuni kümneni ja vähemalt üks helisisend.
Lisalugemist:
wikipedia.org
VõrgukaardidVõrgukaarte
vajame siis, kui
soovime arvutit ühendada arvutivõrku. Võrgukaarte
on väga palju erinevaid tüüpe, peamiselt ühendatakse võrgukaardid
PCI laiendussiinile kuid
uusimad võrgukaardid ühendatakse ka juba
PCI-E laiendussiinile.
Võrgukaardid
erinevad üksteisest eelkõige läbilaskevõime poolest,
enamlevinumad võrgukaardid suudavad andmeid vahetada kiirusega 100
Mb/s või 1Gb/s kuid juba on olemas ka 10Gb/s läbillaskevõimega
võrgukaarte.
Lisalugemist:
wikipedia.org
TV
ja raadiokaardidTV
ja raadiokaarte kasutatakse TV ja raadiosignaalide vastuvõtmiseks
arvutis. Kaardid erinevad üksteisest eelkõige vastuvõetava
signaali kvaliteedi poolest. Meie regioonis on oluline jälgida, et
TV kaardid võimaldaksid PAL standardile vastava televisioonisignaali
vastuvõttu (Põhja- Ameerikas on kasutusel NTSC televisioonisignaali
standart ).
Lisalugemist:
wikipedia.org
KontrollerkaardidKontrollerkaarte
kasutatakse siis, kui soovitakse
arvutile lisada sisend-väljund
liideseid (USB, Firewire, Bluetooth jne) või soovitakse arvutiga
ühendada rohkem kõvakettaid, kui seda emaplaat võimaldab.
VälisseadmedLihtsaltöeldes
on väliseadmed kõik arvutikomplektiga ühendatud seadmed, mis ei
asu arvuti korpuse sees. Välisseadmeid on väga erinevaid ja pea
kõiki arvuti siseseadmeid on saadaval ka välisseadmete vormis. Nii
on olemas näiteks kõvakettaid ja muid püsimäluseadmeid, mis
asuvad eraldi korpuses ja ühendatakse arvutiga läbi USB või
Firewire liidese.
Välisseadmed
jagunevad sisendseadmeteks ja väljundseadmeteks, kuid on ka
seadmeid, mida selliselt liigitada ei anna (näiteks väline
kõvaketas, bürookombain jne).
SisendseadmedSisendseadmed
on kõik seadmed, mille abil on võimalik arvutisse andmeid
sisestada. Tuntumad sisendseadmed on: klaviatuur, hiir, skänner,
arvutimängude juhtpuldid jne.
KlaviatuurNagu
nimestki nähtub on klaviatuur seade, mis on varustatud klahvidega.
Klavile
vajutades saab klavituurikontroller teada millisele klahvile
parajasti vajutati ja edastab vastava info arvutile. Klaviatuuri abil
saab arvutisse peamiselt sisestada erinevaid sümboleid.
Klavituuri
klahvid on jaotatud nelja suurde gruppi: trükkimisklahvid,
funktsiooniklahvid ja muud klahvid.
HiirHiir
on osutamisseade, see tähendab, et
hiire abil on võimalik
graafilises keskonnas erinevatele objektidele osutada. Hiiri on kahe
väga erineva ehitusega: mehaanilised ja optilised hiired.
Mehaanilistes
hiirtes on kuul, mis käib vastu kahte rullikut, millest ühe abil
kontrollib hiire liikumist vertikaalsuunal ja teine
horisontaalsuunal. Sellise hiire peamiseks puuduseks on see, et kuul
kogub enda ümber tolmu ja muud mustust, mis kandub kuulilt üle
rullikutele. Kui mustust on liiga rullikutel liiga palju, siis hiir
ei tööta korralikult. Seega peab sellise ehitusega
hiirt üsna
tihti
puhastama .
Optilises
hiires kasutatase liikumise analüüsimiseks
infrapuna või
laserkiirt, mõõdetakse tagasipeegeldumist.
Optilist hiirt ei pea
puhastama, kuid samas on optilised hiired tundlikud pinna suhtes, kus
peal neid kasutatakse, võib juhtuda, et mõne hiirepada või
lauaplaadi peal optiline hiir ei tööta.
SkännerSkänner
on seade, mis võimaldab olemasolevat kahemõõtmelist pildimaterjali
digitaalsel kujul arvutisse viia. Skänneeritavat kujutist
valgustatakse ja valgus peegeldub CCD-elementide maatriksile, mis
muudab valguse elektrilisteks signaalideks.
Skännerid
jagunevad laua- ja käsiskänneriteks. Käsiskännereid on tänapäeval
kasutusel vähe (peamised kasutatavad käsiskännerid on vöötkoodi
lugerid kaubanduses), peamiselt on kasutuses lauaskännerid.
Peamised
skänneri
parameetrid on: lahutusvõime ehk mitu punkti tolli kohta
suudab skänner eristada, värvisügavus ehk mitu värvitooni suudab
skänner eristada ja skänneerimiskiirus.
OCR
OCR
(Optical character recognition) on
tehnoloogia , kus analüüsitakse
digitaalset pilti ja püütakse leida sealt teksti. Lihtsalt öeldes
muudetakse OCR tehnoloogia abil pildi kujul olev tekst töödeldavaks
(teksti kujul olevaks tekstiks). OCR on vajalik eelkõige arvutisse
skänneritud teksti töödeldavaks muutmisel.
Lisalugemist:
VäljundseadmedVäljundseadmed
on kõik välisseadmed, mille abil on võimalik arvutist andmeid
väljastada. Peamisteks väljundseadmeteks on: monitorid,
printerid ,
meediaprojektorid jne
Kineskoopmonitor
(CRT)
CRT
ehk kineskoopmonitor on LCD monitorist suurem, seda eelkõige just
sellepärast, et kineskoop ise on ruumimahukas ja see tuleb korpuse
sisse ära mahutada.
Peamised
suurused, mida tuleb CRT monitoride
valikul arvestada on:
- Kineskoobi diagonaali läbimõõt (kui suur on monitor nt. 17”, 19”, 21”,). Kindlasti peab teadma seda, et CRT monitori puhul ei ole kineskoobi diagonaali läbimõõt võrdne monitori nähtava ala läbimõõduga. Osa kineskoobist jääb monitori korpuse varju, seega on nähtava ala ja kineskoobi mõõdu vahel umbes tolline erinevus nähtava ala kahjuks.
- Soovituslik resolutsioon ja kaadrilaotussagedus selle juures (17” monitoril võiks see olla miinimum 1024 x 768 85Hz juures ehk 1024x768@85Hz, kuid parem oleks juba 1280x1024@85Hz). Alla 85Hz kaardilaotussagedust ei soovitata kasutada ja 60 Hz kaardilaotussageduse juures on juba märgatav ekraani pildi vilkumine.
- Punktisamm– üksikute ekraani pildipunktide vaheline kaugus (soov DVI ja DVI->VGA.
Surnud
punktid
Kui
nüüd üks ekraanipunkt lakkab mingil põhjusel töötamast, siis
tekib ekraanile nn „surnud punkt”. Näiteks kui ühe punkti
punase värvi ekraanielement lakkab töötamast, siis on see punkt
edaspidi valet värvi või kui ühe ekraanipunkti kõik
vedelkristallid on kogu aeg pinge all, siis see punkt helendab
jäävalt (või on kogu aeg must).
Surnud
punkte parandada ei saa. Erinevad tootjad lubavad garantii ajal
surnud punkte erineval hulgal ehk
kahe
surnud punkti pärast reeglina monitori välja ei vahetata.
CRT
vs LCD
CRT
on parem kui LCD, sest
- CRT puhul puudub teoreetiliselt reageerimisaeg
- CRT on kontrastsus parem kui LCD’l (CRT parematel üle 700:1, LCD’l kuni 600:1)
- CRT’l on võimalik kasutada erinevaid resolutsioone ilma kvaliteedikadudeta
- CRT värvid on paremini kalibreeritavad
- CRT’l ei esine surnud punkte.
- CRT on odavam
- CRT on parandatav
LCD
on parem kui CRT, sest
- LCD võtab vähem ruumi
- Kuna pilt seisab paigal, siis silmad väsivad vähem
- LCD võtab vähem elektrit (LCD 25-40W, CRT 60-125W)
- LCD pilt on ühtlase heledusega
- LCD ei esine moonutusi servades ja nurkades
Resolutsioon
Mida
tähendab erinev resolutsioon (eraldusvõime)? Piltlikult seda, et
mida suurem resolutsioon, seda rohkem objekte mahub ekraanile.
Alljärgnevalt näited erinevatest resolutsioonidest
Printerid
Printerid
on välisseadmed, mis mõeldud arvutis oleva info viimiseks paberile.
Peamised printeritüübid on: termoprinterid, maatriksprinterid,
tindiprinterid ja laserprinterid.
Termoprinterid
Termoprinterites
kasutatakse temperatuuritundliku paberit. Paberit kuumutatakse
soovitud kohtadest ning selle tagajärjel muudab termopaber värvi.
Paberi kuumutamiseks kasutatakse tavaliselt termoelektroodidest
koosnevad trükipäid.
Suhteliselt töökindlad ja vaiksed printerid. Kasutatakse pangaautomaatides, kassaaparaatides, faksides
jne.
Maatriksprinterid
Löögiga
printer- kujutis tekib kui nõeltega lüüakse vastu trükivärviga
kaetud linti ja trükivärv kandub nii paberile. Kõige odavama
kulumaterjaliga printer.
Kasutatakse kohtades, kus on kasutusel
isekupeeruvad (mitmekihilised) blanketid
Tindiprinterid
Kujutis
tekib kui paberile piserdatakse väikeseid tindipiisku. Kvaliteetsema
tulemuse saamiseks piserdatakse tihti mitu kihti (erinevat) värvi. Kulumaterjal on suhteliselt kallis, kuid samas saadakse kõige
kvaliteetsem fototrükk (spetsiaalsele paberile trükitult).
Headel printeritel on iga värv eraldi (odavamatel on värvid ühes või
kahes vahetatavas tindianumas)
Plotter
on suureformaadiline tindiprinter, kasutatakse peamiselt jooniste trükkimiseks. Tänapäeval on üheks kasutusvaldkonnaks ka
suureformaadiliste fotode trükk
Laserprinterid
Kujutis
kantakse laseriga elektriliselt laetud trumlile ja trummel käib
seejärel läbi tahmast, ning laetud kohad võtavad tahma külge.
Seejärel liigub trummel vastu paberit ning tahm kandub paberile,
lõpuks paberit kuumutatakse ja tahm jääb paberile
kinni.
Kulumaterjal on odavam kui tindiprinteril.
Kui
trummel ei käi ise vastu paberit, vaid tahm kantakse kummirullikule
ja sealt paberile, siis on tegemist ofset -printeriga.
Kui trumli aktiveerimiseks ei kasutata laserkiirt, vaid hoopis valgusdioode,
siis on tegemist LED-printer.
Printereid
iseloomustavad suurused
- CMYK värvimudel: värvisel printimisel kasutatakse nelja värvi, Cyan sinine, Magneta punane, kollane ja must. Musta kasutatakse seepärast, et antud kolme värvi segamisel ei ole võimalik saada puhast musta. Valget printida ei ole võimalik!
- Duplex – kahepoolse printimise võimalus.
- Trükikiirus (lehekülge minutis või tähemärki sekundis)
- Eraldusvõime (trükitihedus, punkte tolli kohta)
- Ressurss (mitu lehekülge kuus)
- Kulumaterjali hind (lehekülje kohta)
- Müratase
- Maksimaalne paberiformaat
- Maksimaalne paberi paksus
Heli
Heli
on oma olemuselt võnkumine , mida inimese kõrv suudab kuulda
Heli
iseloomustavad suurused on:
- sagedus: võngete arv sekundis, mõõdetakse Hertzides (Hz), mida madalam sagedus, seda madalam heli, mida kõrgem sagedus, seda kõrgem heli. Inimese kõrv kuuleb heli sagedusega 16Hz kuni 20 kHz.
- amplituut : mida suurema amplituudiga on helivõnked, seda suurem on helitugevus (seda valjem heli),
- helitugevus: helitugevust mõõdetakse detsibellides (dB), kokkuleppeliselt on kõige vaikse heli, mida inimene kuuleb 0 dB ja tavaline vestlus toimub enamasti helitugevusega 70 dB
- ribalaius (bandwidth): on seadme poolt maksimaalselt madala sagedusega edastava signaali ja maksimaalselt kõrge sagedusega edastatava signaali vahe.
Digitaalne heli
Kuna
heli on oma olemuselt analoogsignaal, siis tuleb see arvutisse viimisel digitaliseerida. Heli Digitaliseerimisel kasutatakse
diskreetimist ehk analoogsignaali parameetreid kirjeldatakse
diskreetsete suuruste kaudu.
Digitaalset
helikvaliteeti kirjeldab kaks väga tähtsat suurust:
- Diskreetimissagedus (sampling rate , sample rate) ehk mitu korda sekundis analoogsignaali võnkeamplituuti mõõdetakse, mõõdetakse Hertzides (Hz). CD heli diskreetimissagedus on 44,1 kHz ehk heli võnkeamlituuti on kirjeldatud 44 100 korda sekundi jooksul.
- Diskreetimissuurus on näitab mitme erineva suurusega on võimalik kirjeldada ühte analoogheli võnkeamplituuti. Näiteks CD heli puhul kirjeldatakse iga võnkeamplituut 16 biti abil (2 astmel 16 erinevat võimalust)
Mida
suurem on digitaalse heli diskreetimissagedus ja diskreetimissuurus,
seda kvaliteetsem on heli. Kuid siin tekib üks probleem: kui CD
kvaliteediga heli salvestamisel kirjeldatakse igal ajahetkel heli 16
biti ehk kahe baidi abil ning seda tehakse 44 100 korda ühe sekundi
jooksul, siis lihtne arvutus näitab, et ühe sekundi heli
salvestamiseks kulub 88 200 baiti, ühe minuti salvestamiseks kulub
järelikult 5292000 baiti ehk umbes 5 MB mäluruumi ning seda ühe
kanali jaoks, stereoheli salvestamiseks kuluks tervelt 10 MB.
Selleks,
et helifaile mugavamalt varundada ja vahetada saaks on välja
mõeldud, mitmeid erinevaid algoritme, kus helifailis eemaldatakse sagedused , mida inimkõrv ei kuule ja järelejäänud info pakitakse
kokku (MP3, WMA, ACC jne).
Lisalugemist:
wikipedia.org
Graafika
Kujutiste
salvestamiseks ja töötlemisteks kasutatakse arvutis kahte erinevat
tehnoloogiat: rastergraafika ja vektorgraafika .
Rastergraafika
on tehnoloogia, kus graafiline kujutis salvestatakse iga kujutise
punkti kirjeldamise teel.
Iseloomustavad
suurused:
- punktitihedus: mitu punkti ühe tolli kohta on kirjeldatud. Trükikvaliteediga pildis peab olema kirjeldatud vähemalt 150x150 punkti ühe ruuttolli kohta, fototrükis on nõutav vähemalt 300x300 punkti kirjeldamine ühe ruuttolli kohta
- värvisügavus mitme biti abil on iga punkt kirjeldatud, fototrükis kirjeldatakse iga punkt vähemalt 24 biti abil (8 bitti iga kanali kohta: punane, sinine, roheline), korralikud digitaalsed fotokaamerad kasutavad värvisügavust 36 bitti (12 bitti kanali kohta)
Lihtne
arvutus näitab, et ka ühe kvaliteetse pildi salvestamiseks kulub
üsna palju andmeid, seega kasutatakse ka siin erinevaid
pakkimisviise. Eristatakse kadudega (näiteks jpg) ja kadudeta
(näiteks tiff +zip) pakkimisformaate.
Vektorgraafika
korral ei kirjeldata mitte kujutise punktide vaid hoopis objektide
kirjeldamise teel. Jooned, punktid, kaared jne. Vektorgraafika
kujutised võtavad oluliselt vähem ruumi ja neid on võimalik
suurenada piiramatult, samas ei ole näiteks fotot kvaliteetselt
võimalik vektorgraafikas salvestada (objekte pildid on lihtsalt
liiga palju).
Animatsioonid
Animatsioonid
on liikuvad pidid. Kõige lihtsam viis teha animatsioone on panna
üksteisele järgnema natukene erinevad pildid ja tekib illusioon liikumisest . Inimsilm tajub sujuva liikumisena alates 12. korrast
sekundis vahetuvatest piltidest moodustatud animatsioone. Kui nüüd
arvestada seda, et juba üks rastergraafika pilt võtab arvutis üsna
palju ruumi, siis rastergraafika kujutistest moodustatud
animatsioonid võtavad ruumi kordades rohkem.
Enamik
kaasajal animatsioonide loomiseks mõeldud programme tegelevad
peamiselt vektorgraafika objektide animeerimisega. Vektorgraafika
objektide muutumist on oluliselt lihtsam kirjeldada.
Video
Digitaalne
video kujutab endast suurt kogust rastergraafika objekte ja heli
samaaegselt. Kui arvestada seda, et näiteks PAL standardis video
eraldusvõime on 720x576 punkti ja kaader vahetub 25 korda sekundi
jooksul, siis on see väga suur kogus andmeid. Pakkimata kujul umbes
720x576x25 korda värvisügavus 24 bitti pluss stereoheli 88 200x2
baiti, siis saame pakkimata kujul sekundi video mahuks umbes 30 MB/s
ehk umbes 1,8 GB ühe minuti kohta. See on väga suur info hulk.
Video
salvestamisel arvutisse kasutatakse erinevaid pakkimismeetodeid,
neist tuntumad on kindlasti MPEG2 (DVD video pakkimine) ja MPEG4
(DivX, xvid jne).
Kõik kommentaarid