Personaalarvutite riistvara ja arhitektuur Personaalarvutite
riistvara ja arhitektuur
1.
Personaalarvutites kasutatavad protsessorid . Nende
tüübid ja parameetrid .Tänapäeva
desktop arvutites kasutatakse peamiselt kahe konkureeriva tootja
(Intel ja AMD) protsessoreid. Tootmises olevate
protsessorite võrdlused on toodud allpoololevas tabelis Tabel 1. Protsessorite
parameetrid (X- toetus on olemas; 0- puudub; sulgudes on märgitud
protsessori
taktsagedus , mille kohta antud number käib).
Tabelis on loetletud sellised
parameetrid nagu tootmistehnoloogia, tehnilised parameetrid (korpuse-
ja pesa tüüp),
elektrilised parameetrid (
toitepinge ja voolutarve),
soojuslikud parameetrid (temperatuur, soojusvõimsus, info
temperatuurikaitselülituse kohta), sageduslikud parameetrid
(siinisagedus ja sisemine taktsagedus), vahemälu suurus ja siini
laius, multimeedialaienduste toetus.
Multimeedialaiendused on
erinevad
tehnoloogiad , mis aitavad kiirendada tööd suurte
andmehulkadega manipuleerimisel. Selleks otstarbeks on protsessorisse
sisse ehitatud eraldi
registrid ja käsustikud. Just need
rakendused võivad tekitada palju segadust erinevate protsessorite hindamisel,
kuna
tarkvara , mida kasutatakse protsessorite jõudluse mõõtmisel
ei pruugi
sisaldada koodi, mis antud protsessorile spetsiifilist
tehnoloogiat toetab.
Inteli poolt on välja arendatud MMX (Intel
Celeron), SSE (Intel
Pentium III) ja SSE2 (Intel Pentium 4)
tehnoloogia . SSE2 käsustik on esimene, mis kasutab 128-bitiseid
registreid.
AMD poolt kasutusel olevad multimeedialaiendused on
3DNow!, mis sisaldab MMX käske ja 3Dnow! Professional, mis sisaldab
SSE käsustiku.
Intel on üle minemas siiani kasutusel olnud 0,18
mikronit tootmistehnoloogialt 0,13 mikronit tehnoloogiale. Praegu on
nii Celeron kui ka Pentium 4 protsessorid saadaval mõlemas
tehnoloogias (vt. Tabel 1).
Uues (0,13 mikronit)
tehnoloogias toodetud Celeron
protsessor sisaldab kaks korda rohkem
vahemälu ja SSE multimeediakäsustiku toetuse. Uue tehnoloogia
kasutamisega on vähenenud voolud ja
pinged ning eralduv võimsus ja
tulnud kasutusse uus korpuse tüüp - FC-PGA 2. Selle korpuse oluline
detail on suur jahutusplaat, mis aitab saavutada paremat kontakti
jahutusradiaatoriga. See jahutusplaat muudab korpuse kõrgemaks ja
seetõttu ei ole üldjuhul ühilduvad vana ja uue korpuse jaoks
mõeldud jahutusventilaatorid.
Uutel protsessoritel on muutunud ka
nõuded tugikiibistikule ja toitepingeregulaatorile. Uuemad arvutite
emaplaadid
toetavad nii uues kui ka vanas tehnoloogias toodetud
protsessoreid. Vanemates arvutites peab uue protsessori
installeerimiseks vana asemele välja
vahetama ka arvuti emaplaadi.
Intel Pentium 4 on uuel
mikroarhitektuuril põhinev protsessor, millest on praegu samuti
saadaval nii vanas kui ka uues tehnoloogias toodetud variant. Korpus
on varustatud jahutusplaadiga ja sama mõlemal protsessoril - FC-PGA2
478. Et eristada vanas ja uues tehnoloogias toodetud sama sagedusega
protsessoreid on 0,13 mikronit tehnoloogias toodetud protsessoril
markeeringus täht "A". Uues tehnoloogias toodetud Pentium
4 sisaldab kaks korda rohkem vahemälu aga samas eraldab märgatavalt
vähem soojust, mistõttu saab nende protsessorite korral kasutada
madalamate pööretega jahutusventilaatoreid ja see omakorda
võimaldab toota vaiksemaid ja väiksemas korpuses arvuteid.
Inteli protsessorid on
kaitstud läbipõlemise vastu. Kui temperatuur jõuab
kriitilise piirini siis lülitub protsessor välja. Pentium 4 protsessoris on
lisaks sisse ehitatud ka eraldi temperatuurikontrolli lülitus, mis
kriitilise temperatuurini jõudes alandab protsessori taktsagedust
ning protsessor suudab tööd jätkata ka peale jahutusventilaatori
seiskumist. AMD protsessorid temperatuurikaitset ei oma ja seega võib
protsessor ja
emaplaat läbi põleda kui jahutusventilaator seiskub.
AMD protsessoritest eristab
Athlonit Duronist suurem vahemälu ja kõrgem süsteemisiinisagedus.
Ka AMD protsessoritest on praegu saadaval erinevad variandid. Uus
Duron (Morgan) ja Athlon XP sisaldavad 3Dnow! Professional
multimeedialaienduse ja sensori temperatuuri jälgimiseks. Viimasest
on kasu kui emaplaadile on integreeritud vastav kaitselülitus. Ka on
uutel AMD protsessoritel piiratud voolutarvet ja maksimaalset
eralduvat soojust.
Kellele
milline protsessor?Nii
AMD kui Intel jagavad oma protsessorid nn
value ja
performance mudeliteks. Value ehk hinnatundlikumale kasutajale ja lihtsamateks
rakendusteks mõeldud mudelite hulka kuuluvad AMD Duron ja Intel
Celeron protsessorid, mis on sobivad tavalistesse kontoriarvutitesse
ja lihtsamate koduarvutite südameks. Performance ehk suuremat
jõudlust pakkuvad protsessorid on AMD Athlon ja Intel Pentium 4.
Need protsessorid on sobivad suuremat arvutusvõimsust vajavate
rakenduste kasutamiseks. Loomulikult on olemas ka tuntav hinnavahe
nende protsessori mudelite vahel.
Kasutatud
lühendid:FC-PGA
Flip -
Chip Pin
Grid Array SSE
Streaming SIMD Extensions
SIMD
Single Instruction Multiple Data
PPGA
Plastic Pin Grid Array
MMX
MultiMedia eXtensions on Inteli poolt välja töötatud lisa
protsessori jõudluse
suurendamiseks graafika ja heli töötlemisel.
Lisaks 57 käsule kuuluvad MMX juurde ka 8 64-bitist
registrit (MM0-MM7) ja neli uut andmetüüpi. Kuna registrid on 64-bitised,
saab ühe käsuga töödelda kahte kaheksast kaheksabitisest sõnast
koosnevat
vektorit . MMX käsud kasutavad ujukomaregistreid, kuid
registrid nimetatakse ümber enne esimese MMX-käsu täitmist. Ka
peale viimase MMX-käsu täitmist tuleb
sooritada EMMX-käsk, mis
lubab neid registreid endiselt kasutada. MMX tarkvara on küll
olemas, kuid väga suurt mõju ta arvuti jõudlusele ei avalda.
Selles suhtes on MMX suhteliselt ebaõnnestunud. Tavakasutaja poolelt
on riistvaras Pentiumi puhul ainuke erinevus selles, et Pentium MMX
kasutab kahte pinget (sisemine ja välimine). 3Dnow! AMD poolt välja
töötatud
analoog MMX-le. Ka see lisa sisaldab uusi käske (algselt
24, tavakasutajale 21), mis kiirendavad eelkõige graafikat.
Erinevalt MMX-st on sellel ka märgatav mõju arvuti töökiirusele.
(nt
Quake 2 jõudluse kasv umbes 1,5 korda)
KNI
ehk
MMX2
Katmai New Instructions on samuti Inteli poolt välja töötatud.
Jõudluse kasv ei ole aga tõenäoliselt nii suur, kui 3dnow! puhul.
Nagu ikka, on vaja ka seda käsustikku kasutavat tarkvara. KNIsse
kuulub umbes 70 uut multimeediakäsku.+ Kõikide laienduste
eeliseks tavaprotsessorite (ilma laienduseta) ees on jõudluse kasv.
FSB
(
Front Side Bus) - protsessori siinisagedus.
Cache - vahemälu.
Protsessori puhul on see protsessori sisemisel taktsagedusel töötav,
süsteemi muutmälust palju kiirem aga ka kallim mälu
enamkasutatavate, tööks vajalike andmete hoidmiseks.
Celeroni
märgistus
Cyrix
6x86 ja AMD K6 tähistused
2.
Personaalarvutites kasutatavad mälud.
Nende tüübid ja parameetridRAM
- muutmälus hoitakse töö ajal täidetavat programmi ja vajalikke
andmeid. RAM miinimum on 4 MB.
ROM
- püsimälus on töö alustamise käivitusprogramm ja arvutit
iseloomustavad andmed.
Arvuti
muutmäludest – Kaasajal kõige levinumad lauaarvutites kasutatavad muutmälud on
loetletud tabelis 1. Tabelisse on koondatud kolm põhimõtteliselt
erinevate omadustega mälutüüpi, mis nõuavad kõik spetsiifilist
arvuti kiibistiku poolset toetust ja erinevat tüüpi mälupesasid.
Seega ei ole üldjuhul võimalik installeerida allpoolloetletud
erinevaid mälutüüpe samasse süsteemi.
Mälusiini
laius ( bait ) - PC133 SDRAM - 8 baiti
- PC2100 DDR-SDRAM - 8 baiti
- Kahe kanaliga PC800 RDRAM - 2x2 baiti
Mälusiini
taktsagedus (MHz) - PC133 SDRAM - 133MHz
- PC2100 DDR-SDRAM - 133MHz
- Kahe kanaliga PC800 RDRAM - 400MHz
Mälu
teoreetiline andmevahetuskiirus ühe kanali kohta (MB/sek)So
mälusiini laius korrutatud taktsagedusega.
- PC133 SDRAM - 8 x 133 = 1064MB/sek
- PC2100 DDR-SDRAM - 2 x 8 x 133 = 2128MB/sek*
- Kahe kanaliga PC800 RDRAM - 2 x 2 x 2x 133 = 2128MB/sek*
*mälu
andmevahetus toimub 2 korda ühe taktsageduse impulsi kohta
Mälusiini
laius näitab kui mitu baiti infot suudab mälu korraga vahetada.
Mälusiini taktsagedus näitab kui kiiresti on mälu võimeline
sünkroonselt andmeid vahetama.
Kusjuures kui SDRAM ehk sünkroonne
dünaamiline muutmälu
vahetab andmeid süsteemiga vaid üks kord ühe
taktsageduse impulsi korral, siis uuemad mälutüübid (DDR-SDRAM ehk
topeltandmevahetuskiirusega SDRAM ja RDRAM ehk Rambus
DRAM ) on
võimelised vahetama infot kaks korda ühe taktsageduse impulsi kohta
ja seetõttu on tabelis mälu teoreetilise kiiruse arvestamisel
lisatud valemisse kordaja 2.
Reaalses süsteemis on mälu
kiirus tavaliselt palju madalam teoreetilisest tippkiirusest, sest
andmeid loetakse erinevatest mälupiirkondadest ja andmete lugemiseks
sobivale
aadressile häälestamine sisaldab viivitusi. Süsteemi
optimaalne mälu taktsagedus võiks langeda kokku protsessori
süsteemisiini sagedusega. Samas ei maksa arvata, et kaks korda
kiirem mälu annab süsteemi jõudlusele
topelt juurde. Mälu kiiruse
mõju kogu süsteemi jõudlusele sõltub kasutatavate rakenduste
iseloomust. MicroLink Arvutite tootearenduslaboris tehtud
jõudlustestide põhjal saadi RDRAMiga ja i850 kiibistikuga Inteli P4
süsteemis jõudluse võiduks vaid umbes 15% võrreldes PC133 SDRAM
mäluga ja i845 kiibistikuga süsteemiga, kuigi mälu kiiruse
erinevus oli mõõdetud 150%
kandis . Kui valida kas osta kiirem mälu
või kulutada sama raha odavama aga suurema mahuga mälu peale, siis
soovitaksin viimast variant.
PC133 SDRAM on neist kolmest
kõige kauem kasutusel olnud ja igati läbiproovitud ning seda võib
soovitada nii kodu- kui ka kontoriarvutisse. DDR-SDRAM hakkab seda
rohkem levima, mida rohkem tekib arvutite tugikiibistike, mis
toetavad seda tüüpi mälu. RDRAM leiab
kasutust eksklusiivsetes,
eriti kõrget mälu jõudlust nõudvates süsteemides.
Kui palju arvutis muutmälu
peab olema sõltub kasutajast ja rakendustest, mida igapäevatöös
kasutatakse. Minimaalne soovitatav mälumaht tänapäeva
arvutile on
128MB. Kui suurendada arvuti muutmälu 256MB-ni siis keskmine
kontorikasutaja võidab arvuti jõudluses umbes 10%, disainer 30% ja
arvutimängur vaid paar protsenti.
3.
Personaalarvuti põhimälu jaotus. Näidata ja
kirjeldada Win98-es või Win2000-es.Arvutimälu mõõtühik on
bait (byte), mis omakorda koosneb kaheksast elementaarühikust-
bitist. Bait on niipalju mälu, et selles saab säilitada ühe
sümboli 256 võimalikust. Baidid on järjest nummerdatud, kusjuures
järjekorranumbrit nimetatakse aadressiks. Suurte mälukoguste jaoks
on kasutusele võetud eesliites kilo ja
mega . Täpsemalt on 1
kilobait (KB, K) 1024 baiti ja 1
megabait (MB) 1024x1024 baiti. Arv
1024 võrdub 210.
Põhimälu
e. Muutmälu (RAM-
Random Access Memory ) kasutatakse arvutis
programmide-andmete jooksutamisel-töötlemisel. Seal hoitakse töö
ajal täidetavat programmi ja muid vajalikke andmeid. Erinevad
programmid vajavad
erineval määral põhimälu.
Põhimälu
jaotust saab vaadata:
Windows2000
puhul
CTRL +ALT+DEL –>TASKLIST-> processes ja perfomance
Personaalarvuti
põhimälu jaotus. Näidata ja kirjeldada Win98/Win2000.
Arvuti
mälu klassifikatsioon (mälu puu). Computer
memory classification - jaotus pöördumise viisi järgi
- jaotus info säilitamise põhimõtte järgi
- pooljuhtmälu
- magnetmälu
- optiline mälu
Mälu hierarhia arvutis (memory
hierarchy) - registermälu (registers)
- peidikmälu e. vahemälu (cache)
- põhimälu (main store )
- välismälu
Arvuti põhimälu
–
Random Access
Memory (RAM) – on
ainuke suurem salvestuspiirkond, mille poole saab protsessor otse
pöörduda. Selleks, et programmi käivitada, peab ta olema laetud
põhimällu. Põhimälu võib kujutada suure sõnade (baitide)
massiivina, kus igal ühikul on oma aadress. Töö toimub
kahe
operatsiooni kaudu:
load – sõna antud
aadressiga põhimälust kopeeritakse CPU
registrisse ,
store
– CPU registri
sisu salvestatakse põhimällu ettenähtud aadressil.
Käsu töötlemine
von
Neumanni arhitektuuriga
arvutis toimub järgmiselt: alguses laetakse käsk mälust käsuregistrisse, seejärel dekodeeritakse ja vajadusel laetakse
operandid mälust registritesse, käsk täidetakse ning tulemus võib
olla jällegi salvestatud mällu. Ideaalne oleks säilitada kõik
vajalikud programmid põhimälus, mis ei ole võimalik, kuna:
-põhimälu
on liiga väike,
-põhimälu
on ajutine hoidla, mille sisu hävib arvuti väljalülitamisega.
Selleks, et
säilitada suurt infohulka pikemat aega, omab arvuti ka sekundaarset
välismälu (erinevad
kettad ja magnetlindid). Tähtis on meeles
pidada, et CPU saab töödelda vaid käske, mis asuvad põhimälus.
Vahemälu (Cache)
- Cache on nii
riist - kui tarkvara tehnoloogia, mis
kasutab kaheetapilist info edastamist, kasutades vahemälu. Põhimõte
on järgmine. Info hoitakse mingisuguses salvestis (näiteks
põhimälus). Kui teda kasutatakse, kopeeritakse ta samas ka
vahemällu. Iga kord, kui otsitakse vajalikke andmeid, kontrollitakse
eelnevalt
cache-i sisu. Kui vajalik info
cache-s
puudub, otsitakse põhihoidlast. Koopia salvestamine vahemällu
lähtub oletusest, et üks kord kasutatud infot läheb suure
tõenäosusega veelgi vaja.
Cache on alati kiirem ja seega
kallim kui põhihoidla. Tema maht on põhihoidla mahust tunduvalt
väiksem. Kuna vahemälu maht on piiratud, peab tema käsitlemine
olema hoolikalt projekteeritud. Vahemälu suurus ning asendusmeetodid
võivad olulisel määral mõjutada süsteemi töö
efektiivsust .
Muutmälu,
suvapöördusmälu
Arvuti
keskne mäluseade, kuhu saab andmeid kirjutada ja kust saab
neid lugeda. Suvapöördus (random access) tähendab seda, et igal
mälupesal on oma aadress ning nii lugemiseks kui kirjutamiseks on
võimalik pöörduda suvalise aadressi poole. Enamik muutmälusid
pole püsimälud, s.t. toite väljalülitamisel informatsioon kaob
4.
Välisseadmete I/O registrid ja katkestused ning nende jaotus. Milleks neid on vaja? Näidata
Win98-es või Win2000-es.5.
Mälu otsepöördumine DMA . Milleks seda vaja
on?
Näidata Win98-es. või
Win2000-es.DMA (
Direct Memory
Access - mälu otsepöördus) on emaplaadi arhidektuuriline
suutlikkus saata edastatavad andmed seadmest (näiteks kõvaketas,
Cd-ROM) otse
emaplaadil olevasse mällu. Protsessor pole nõnda
andmeesdastusega seotud ning seega tõuseb ka üleüldine arvuti
jõudlus.
Tavaliselt
on määratud teatud hulk mälust alaks, mida kasutatakse DMA tarvis.
ISA siini puhul kuni 16MB.
EISA ja MCA (Micro
Channel Archidecture)
standartid toetavad juurdepääsu kogu mälu aadressi ulatuses. PCI
(Peripheral Component Interconnect) puhul teostatakse DMA
bus
master
tehnoloogia abil (
mikroprotsessor , mis delegeerib I/O lülitusi PCI
kontrollerisse).
Standardis
on kahte sorti DMA moode - ühesõnalised (Single Word), kui korraga
kantakse nagu PIO moodideski üle üks sõna, ja mitmesõnalised
(Multiword). Ühesõnalised DMA moodid on küllalt mõttetud ja
uuematest standarditest on nad välja jäetud. Personaalarvuti puhul
ei anna ka mitmesõnaline DMA (PIO-ga sama ülekandekiiruse puhul)
erilist võitu, sest protsessoril pole niikuinii ülekande ajal muud
teha kui selle lõppu oodata.
Nagu
mainitud , on alternatiiviks DMA-le on Programmed Input/Output (PIO)
liides , kus andmevool suunatakse läbi protsessori.
Uuem protokoll ATA/IDE
liidesele on
Ultra DMA, mis toetab
burst andmeedastust kuni
33MB/s.
DMA ülekande käigus
liigutab
ketta kontroller andmeid ketta puhvri ja arvuti mälu vahel
otse, ilma protsessori abita. Protsessori ülesandeks on vaid enne
ülekande algust vajalikud käsud anda ja parameetrid paika panna.
Ülekandekiirus tähendab siinkohal kiirust andmete liigutamisel
kettaseadmel oleva mälupuhvri ja arvuti vahel. Sellel pole midagi
tegemist ketta enesega suhtlemise kiirusega, mis on ja peabki olema
(oluliselt) madalam. Muidu muutuks see pudelikaelaks, sest puhvrist
lugemise/kirjutamise
vahepeal kulub ju lisaks aega muude tegevuste
peale, ja kui
puhver õigeks ajaks tühjaks/täis ei saa, peab
ketas tegema terve pöörde, et vajalik koht jälle lugemis-kirjutamispeade
alla satuks. Eriti ilmektalt väljendub see siis, kui ühe kaabli
külge on ühendatud kaks
ketast ja toimub näiteks kopeerimine neist
ühelt teisele.
Windows 9X:
Control Panel/ System/
Device Manager /
Disk Drives / Advanced
Settings=>(check/uncheck)
DMAWindows
2000:
Control
Panel/ System/ Hardware/ Device Manager/ IDE ATA/
ATAPI controllers/
Primary (Secondary)IDE Channel/ Advanced Settings=>
Transfer Mode6.
Arvuti alglaadimine. POST, BIOS ja Setup-i
käivitamine ning parameetrite seadmine. Näidata arvutil Setup-i kasutamist.POSTi
(
Power -On Self-Test) puhul on tegemist
diagnostika protsessiga, mis
käivitatakse BIOSi poolt automaatselt arvuti käima lülitamisel.
Seda selleks, et teha kindlaks, kas arvuti
klaviatuur , RAM,
kettaseadmed ja muu riistvara on töökorras.
Kui vajaminev riistvara on leitud ja töökorras, jätkab arvuti boot -imisega.
Kui vajaminevat riistvara ei leitud, või on rikutud, avaldab BIOS veateate, mis võib olla tekst ekraanil ja/või seeria kodeeritud helisignaale, olenevalt siis probleemi olemusest. Kuna POST käivitatakse enne video kaarti aktiveerimist, ei pruugi teatud vigade puhul veateade ekraanile jõuda. Helisignaalide jada võib olla varieeruv arv lühikesi ‘piikse’ või segu lühikestest ja pikkadest ‘piiksudest’, olenevalt siis installeeritud BIOSi tüübist/versioonist. Helisignaalide jada järgi on võimalik teha kindlaks vea põhjus. Näiteks: kui ei leita klaviatuuri , siis tuuakse kuuldavale kindel jada ‘piikse’, mis annavad probleemist teada. POSTi poolt leitav viga on enamasti halvav (kaasab süsteemi seisaku) ja peatab boot protsessi, sest vigane riistvara on täiesti asendamatu edasisteks funktsioonideks.
BIOS
( Basic Input/Output System) on programm, mida PC mikroprotsessor
kasutab arvuti käivitamiseks, vahetult pärast selle vooluvõrku
ühendamist ja sisselülitamist. Samuti tegeleb BIOS andmevooga
arvuti operatsiooni süsteemi ja lisaseadmete vahel (kõvaketas,
video adapter , klaviatuur, hiir , printer jms).
BIOS
on programm, mis asub programmeeritavas EPROM kiibis (Eraseable
Programmable Rread-Only chip) ning millele on vahetu juurdepääs
protsessoril. Arvuti käivitamisel edastab protsessor kontrolli BIOS
programmile, mis alati asub kindlas kohas EPROM kiibis. Kui BIOS
boot-ib,
kontrollib see kõigepealt, kas riistvara on omal kohal ja töökorras
ning seejärel laeb operatsioonisüsteemi (või selle osad)
kõvakettalt/disketilt arvuti muutmällu (Random Acces Memory).
Läbi BIOSi on
operatsiooniplatvorm ja selle rakendused vabastatud süva detailidest
(näiteks riistvara aadressid ) ühendatud I/O seadmete kohta. Kui
seadme detailed muutuvad, peab ainult BIOSi ümber seadistama.
Tavaliselt saab muutis teha arvuti alglaadimisel, sisenedes BIOSi
setupi. Igal juhul pole tänu BIOSile tarvis teha muudatusi
operatsioonisüsteemis ega selle rakendustes.
Kuigi BIOS on teoreetiliselt
alati vahendaja protsessori, I/O seadmete ja andmevahetuses, saab
mõningail juhtudel BIOS seadistada andmevoogu kulgu seadmeist, mis
vajavad paremaks jõudluseks kiiremat edastust (näiteks videokaart )
otse mällu.
BIOSi
setupi saab siseneda vajutades alglaadimisel klaviatuuril klahvi
“DEL”.
Paljude BIOSi versioonide puhul saab BIOSi uuendamiseks vajalikku
menüüsse siseneda klahviga “F2”.
Tuntuimad
BIOSi tootjad on AWARD
ja AMI
BIOSis olevad seaded (riistvara conf , kell jms) ei sõltu arvuti üldtoitest, kuna toite
tarvis on BIOSil patarei emaplaadil.
7.
Standardsed perifeerseadmete kontrollerid :
COM ja
LPT pordi kirjeldus ja infoedastuse põhimõtted.
Arvuti
tagaküljel paiknevaid pesi nimetatakse portideks
ehk väratiteks, sest nende kaudu toimub informatsiooni sisenemine arvutisse ja väljasaatmine arvutist. Sõltuvalt info ülekande
viisist on kahte liiki porte:
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 ).
Kui
räägitakse RS-232C tüüpi liidesest ( interface ),
siis peetakse silmas jadadaporti. Tavaliselt on arvutil üks või
kaks paralleel- kui ka jadaporti.
Serial
port
Andmeedastus toimub seadmete vahel 1 biti kaupa. Enamike arvutite serial pordid toetavad kas RS-232C või RS-422 standardit. RS-232 standardi
puhul on tegu asünkroonse andmeedastusega. See tähendab seda,
et andmeid saadetakse ainult siis, kui vastuvõttev seade selleks
valmis on. Serial
pordi andmeedastuskiirus on piiratud, ulatudes 115 200 bp/s ( bits per second).
Juhtme
pikkus ei tohiks ületada 20 m, vastasel juhul hakkab
andmeedastuskiirus vähenema.
Serial porti ühendatakse nt:
Seadmed ühendatakse kas DB-9 (väiksem) või DB-25 (suurem) pistikusse.
DOS
toetab nelja serial porti COM1,
COM2, COM3
ja COM4.
Serial
portidele on eraldatud vaid 2 IRQ-d. Seega ei saa korraga töötada
seadmed, mis on ühendatud portidesse 1 ja 3.(vaata tabelit)
Port
Base Address
IRQ
COM1
03F8h...3FF
4
COM2
02F8h...2FF
3
COM3
03E8h...3EF
4
COM4
02E8h...2EF
3
Paraleel port
Andmeedastus
toimub baidi kaupa, kasutades edastuseks 8 erinevat juhet. Seega on
andmeedastus serial pordist kiirem, kuid kaabli pikkus on piiratud
5-10 meetriga ning kaabel on ebamugavalt paks (sisaldab 25 juhet).
Algselt
kasutati paralleel porte arvuti ja printeri ühendamiseks. Kuid
uue standardiga (EPP/ECP- Enhanced Parallel Port/Enhanced Capability
Ports - bi-directional parallel port (half duplex )) leidsid seal oma
koha ka mitmed teised seadmed. Viimane lubab andmeedasukiirust kuni 1
MB/s. ECP- kasutatakse printerite ja skannerite puhul, EPP aga
ülejäänud seadmete ühendamiseks.
Paralleel porti
ühendatakse nt:
- ZIP kettaseade
- Väline CD-ROM seade
- SCSI adapter
- Digitaalne kaamera
- Skanner
- Printer
Seadmed
ühendatakse DB-25 pistikusse.
Enamik
printereid kasutavad pildil näha olevat ühenduskaablit: ühes otsas
(vasakul) 25-nõelane konnektor, teises otsas (paremal) 36-nõelane
Amphenol pistik.
8.
Liideste FDC ja IDE. Nende
parameetrid.
Milliseid seadmeid saab arvutiga ühendada läbi
nende liideste.
IDE-
( Integrated Drive Electronics või
Intelligent Drive
Electronics).
Personaalarvutite enimlevinud kõvakettaliides. Paralleelnimetus ATA
(AT Attachment, eesti k. AT ühendus). Lubab maksimaalset andmete
ülekandekiirust 8,3 MB/s. IDE puhul tekivad probleemid suuremate kui
528 MB ketastega.
IDE moodid ja andmeedastuskiirused
IDE Mood
andmeedastuskiirus (Transfer rate )
Mode 0
16,6 Mb/s
Mode 1
25 Mb/s
Mode 2
33,3 Mb/s
Mode 3
44,4 Mb/s
Mode 4
66,6 Mb/s
EIDE-
(Enchanced IDE).
IDE edasiarendus, mille maksimaalne andmete ülekandekiirus on 16,6
MB/s ning mis lubab CD-ROM-i lugejate ja üle 528 MB mahutavate
ketaste kasutamist. Lubab maksimaalselt 4 kettaseadme ühendamist.
Peamiseid
erinevusi IDE ja SCSI vahel on andmete ülekandmise kiirus.
Kõvaketaste andmete ülekandmise kiiruse näitajad on kogu aeg paranenud ; kui kõvakettad muutuvad kiiremaks, peavad arenema ka liidesed , sest muidu jääks info aeglasemasse liidesesse toppama.
Kui liideseid ei arendatakse. siis pole nagu mõtet ka kõvakettaid
arendada. Seepärast ongi erinevaid liidese tüüpe niivõrd palju.
EIDE
= Enhanced IDE = parendatud IDE ATA ja IDE on tegelikult üks
ja see sama.
FDC ( Floppy Disk
Controller) –
flopiketta juhtseade
9.
Lisakaartide liidesed ISA ja PCI. Lisakaartide
areng ja töökiirused. Nende parameetrid ja infovahetuse kiirus
ISA (Industry Standard Architecture ) - harustandard-arhitektuur
Siiniarhitektuur,
mida kasutatakse IBM
PC/XT ja
PC/AT
arvutites.
1993.
a. juurutasid Intel ja Microsoft uue ISA versiooni, mida nimetatakse
Plug-and-Play
ISA.
See võimaldab operatsioonisüsteemil
ise
konfigureerida
laiendusplaate,
nii et kasutajal
pole
vaja vaeva näha DIP-lülitite
ja
sildadega
PCI (Peripheral Component
Interconnect) -
välisseadmeühendus
Intel Corporation ’i poolt välja töötatud lokaalsiini
standard,
mida kasutatakse enamiku kaasaegsete personaalarvutite
juures
kõrvuti vanema ISA
laiendussiinistandardiga.
PCI on 64- bitine siin,
kuigi teda kasutatakse tihti ka 32- bitise siinina. Taktsagedus
on
PCI siinil 33 või 66 MHz. 32-bitise 33 MHz siini läbilaskevõime on
133 MBps.
Kuigi PCI on Intel’i
10. USB
liides. Selle liidese parameetrid ning infoedastuse põhimõte. USB
kontroller ja HUB. Milliseid seadmeid saab arvutiga ühendada läbi
selle liidese?
USB ( Universal Serial Bus)
-
universaalne järjestiksiin
Suhteliselt uus välissiini standard, mis toetab andmeedastuskiirusi
kuni
12 Mbps.
Ühte USB porti
võib
kasutada kuni 127 välisseadme
(hiired,
modemid,
klaviatuurid)
külgeühendamiseks. USB ilmus turule 1996. a., kuid hakkas laiemalt
levima alates 1998. aastast, kui sellega varustati iMac
USB
lubab välisseadmeid külge ja lahti ühendada ilma, et arvutit oleks
vaja välja lülitada
11. Liides
SCSI. Liidese parameetrid ja eriliigid. Milliseid
seadmeid saab arvutiga ühendada läbi selle liidese?
SCSI (Small Computer System
Interface) - väikearvutite
süsteemiliides
Paralleelpordi
standard,
mida kasutavad Apple Macintosh,
IBM
PC ja
paljud UNIX ’i arvutid välisseadmete
(kettadraivid, printerid ,
skännerid
jne)
ühendamiseks arvutiga.
SCSI port
palju
on kiirem kui tavaline järjestik-
või paralleelport.
SCSI 16-bitisele
siinile
ette
nähtud standard Ultra-2 tagab andmekiiruse
kuni
80 megabaiti
sekundis.
Sõltuvalt siini laiusest
võimaldab üks SCSI port arvutiga ühendada 7 kuni 15 välisseadet,
seega saab üheainsa kaardiga teenindada
kõiki vajalikke seadmeid (traditsiooniliste järjestik- ja
paralleelportide puhul vajab iga seade omaette kaarti). Seetõttu on
SCSI port eriti sobiv sülearvutitele,
kus ruumi on vähe.
Kui teie arvutil pole
sisseehitatud SCSI porti, võib vabasse laienduspilusse
panna
SCSI kaardi.
Kahjuks pole kõik SCSI pordid täpselt ühesugused,
näiteks võivad neil olla erinevad pistikupesad
Versioon
Max kaabli pikkus
m
Max andmekiirus
MBps
Max seadmete arv
SCSI-1
6
5
8
SCSI-2
6
5 - 10
8 või 16
Fast SCSI-2
3
10 -20
8
Wide SCSI-2
3
20
16
Fast Wide SCSI-2
3
20
16
Ultra SCSI-3, 8-bit
1,5
20
8
Ultra SCSI-3, 16-bit
1,5
40
16
Ultra-2 SCSI
12
40
8
Wide Ultra-2 SCSI
12
80
16
Ultra-3 (Ultra160/m) SCSI
12
160
16
SCSI-1
- SCSI
siin,
mis võimaldab kokku ühendada kuni 8 seadet (k. a. hostarvuti).
Siini
laius on
8 bitti ja andmeedastuskiirus
5
MBps
SCSI-2 - SCSI
siin,
mis võimaldab kokku ühendada kuni 8 seadet (k. a. hostarvuti).
Siini
laius on
8 bitti ja andmeedastuskiirus
5
MBps. Erineb SCSI-1
siinist ainult
pistikute poolest
SCSI-3
- SCSI
siin,
mis võimaldab kokku ühendada kuni 16 seadet (k. a. hostarvuti).
Siini
laius on
16 bitti ja andmeedastuskiirus
160
MBps
12. Arvuti korpused ja toide. AT ja ATX toite erinevus. Elementide
paigaldus personaalarvutis.
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. Raske on leida head korpust, mis oleks samas ka odav.
Korpuse hankimisel peaks silmas pidama järgmisi asju: Kas ta on
füüsiliselt küllalt tugev. Kas ta on piisavalt suur, mahutamaks
kõiki neid komponente,mis sa sinna sisse soovid panna. Kas peale
komponentide paigaldamist on neile kerge ligi pääseda? Kas ta on
piisavalt kena, et sa teda ka teistele julged näidata? Millist tüüpi
emaplaate on temasse võimalik paigutada (ATX või muu).
Standardid :
AT
See
on vanemat tüüpi arvutikorpuste standard (alates 286-st), mis näeb
ette laienduspesade asukoha emaplaadil, ühtset tüüpi emaplaadi
toitepistiku ja nn. Full AT emaplaadi, lisakaartide maksimaalsed
lubatud mõõtmed ja kinnitusavade asukohad. Tänapäeval on nn. Baby
AT (originaalse IBM AT uuendatud variant) tüüpi korpused kõige
levinumad. Seda tüüpi emaplaadid töötasid 5 voldise toitepingega.
ATX
See
standard tekkis Pentium tüüpi arvutite ilmumisega. Selles on püütud
vähendada soojuskadusid. Selleks võeti kasutusele madalam 3,3
voldine toitepinge. Lisati PCI siin (kuigi seda esines ka uuematel AT
plaatidel, kuid need toimisid läbi muundurite). Püüdes parandada
jahutusõhu liikumist arvutis, paigutati mitmed komponendid
emaplaadil ümber. Protsessor pandi vahetult toiteploki ventilaatori
kõrvale, lootuses et protsessorile pole enam eraldi jahutust vaja.
ATX emaplaat on tegelikult 90o
-lt pööratud
AT emaplaat. Komponentide ümbertõstmise tulemusena said kõvaketaste
ja flopikaablite pistikud ning mälupesad uue ja loogilisema asukoha
emaplaadil. ATX-standard toetab PIO Mode 5 IDE seadmeid. Lisatud on
arvuti tarkvaraline sisse ja väljalülitamise võimalus. ATX
emaplaat on tavalisest AT plaadist suurem- tavaliselt 12" vanema
standardi 8,7"vastu. See aga võimaldab komponente paremini
asetada ja teeb ka tootmise odavamaks. Enamik ATX emaplaadid on
seoses mõõtmetega pandud miditower tüüpi korpusesse. Märkima
peab, et ATX korpused on seestpoolt teistsugused , kui tavalised AT-d,
seega ei saa uuemaid ATX emaplaate panna upgrade'i korras vana tüüpi
korpusesse, küll aga saab mõnikord vastupidi.
ATX on uus PC emaplaadi
mõõtmete ja komponentide paigutuse standard. ATX standard mõeldi
välja Inteli poolt 1995 aastal. Selle järgi on tavapärast ning
populaarset "Baby AT" emaplaati pööratud 90 kraadi, mille
tulemusena ATX tüüpi emaplaadi laius on pikkusest (sügavusest)
suurem. Esmapilgul tühisel muudatusel on aga koos mõnede teiste
abinõudega soodsad tagajärjed - seda nii kasutajale kui tootjale.
Esiteks jääb protsessor nüüd
laienduspesadest paremale, mitte ette nagu seni. Seetõttu on
võimalik kõigis pesades kasutada pikki laienduskaarte, ilma et
protsessor koos oma jahutusradiaatoriga ja ventilaatoriga ette
jääksid. Et nimetatud muudatusest tulenevat eelist tõesti tagada,
on laienduspesade ette jäävale emaplaadi osale kehtestatud
komponentide kõrguspiirang - 15,2 mm (0,6 tolli). Kuna protsessor
jääb plaadi paremale servale, siis saab spetsiaalse, küljelt
puhuva ventilaatoriga toiteploki kasutamisel loobuda eraldi
protsessori ventilaatori kasutamisest ka neil juhtudel, kui see muidu
vajalik oleks. Antud uuendus vähendab müra ja suurendab süsteemi
töökindlust.
Teiseks on ATX-emaplaadi
tagakülg (ja loomulikult ka esikülg) pikem kui senistel
plaaditüüpidel. See võimaldab sisend -väljundpesad (näit. hiire,
järjestikliidese ja printeri jaoks) paigutada otse emaplaadile
ühendusjuhtmeid kasutamata. Klaviatuuri pistiku pesa on seal aga
juba PC-de ajaloo algusest saadik olnud. Kõigile ATX-i emaplaatidele
on külge ehitatud PS/2 port. Juhtmete ärajäämine on kasulik nii omahinna alanemise, elektomagnetkiirguse vähenemise, kui ka
töökindluse tõusu tõttu. Suurem pind sisend-väljundpesade
paigutamiseks mõjub soodsalt ka tendentsile paigutada emaplaadile
võrgu-, video- ning helikontollerid. Neist viimane vajab näiteks
4-5 pesa. Täpset pesade paigutust ATX-i standardis fikseeritud ei
ole. On antud vaid pesade paigutamiseks mõeldud ristkülikulise ala
mõõtmed. Pesi on lubatud sinna paigutada nii ühes kui kahes reas
("korruseliselt"). Loomulikult ei saa niisugust emaplaati
panna senisesse korpusesse - ka see peab olema ATX standardile
vastav.
Kettakontrollerite pesad soovitab uus standard paigutada emaplaadi esiserva lähedusse. Siis
jäävad ketaste kaablid küllalt lühikeseks, lühikeste kaablite
kasulikkusest aga oli juba juttu . Mälupesad on hea paigutada
laienduspesade ja protsessori vahele. Siis ei jää nad millelegi
ette ja nendesse on hõlbus mälusid paigaldada. Üleüldse rõhutab
ATX-i standard komponentidele kerge ligipääsetavuse olulisust.
Vastavalt ATX-i standardile
lubatakse emaplaadile paigutada kuni seitse laienduspesa. Seejuures
võib tegemist olla igasuguste ISA ja PCI laienduspesade
kombinatsioonidega. Lubatud on ka nn. jagatud ISA/PCI laienduspesa
tüüp, st. et ISA ja PCI pesa asuvad üksteisele nii lähedal, et
korraga saab mingit kaarti panna neist ainult ühte.
Peale tavalise ATX’i, mille
mõõtmed on 305 x 244 mm (12 x 9,6 tolli), näeb standard ette ka
mini-ATX emaplaadi: mõõtmetega 284 x 208 mm (11,2 x 8,2 tolli). See
peaks aitama vähendada trükiplaadi omahinda.
Lisaks nendele nii-öelda
geomeetrilistele tingimustele hõlmab ATX ka toitepingeid ja
toitepistikut. Erinevalt AT standardiga emaplaatidest, millel oli
kaks kuue klemmilist (vägagi sarnast) toitepistikut, on ATX-i 20
klemmiga toitepistik ühes tükis- see asjaolu teeb võimatuks
ühendada juhtmed emaplaadiga valesti ning seega vältida emaplaadi
hävimist. Lisaks senistele pingetele (5V), on lisatud 3.3 V ja
toiteploki sisse-väljalülitamise signaal (küll vaid
soovituslikult, kuid praktikas paistavad mõlemad siiski levinud
olevat). Viimatinimetatud signaali olemasolul lülitub arvuti näit.
Windows 95 väljundmenüüst valiku " Shut down the computer?"
tegemisel ka tõepoolest välja. Toitepistiku pesa soovitab standard
panna plaadi paremasse serva, et see jääks toiteploki lähedusse.
Toitelüliti ühendatakse emaplaadi esiservas oleva pistikuga, mis
võimaldab lühistada toiteploki sisse-väljalülitamise signaali.
Seega pole enam arvuti sees vaja esipaneeli juurde tuua võrgupinget,
niisugune muudatus vähendab aga häireid ja suurendab ohutust. Kuna toiteplokk on sellise süsteemi korral pidevalt voolu all,
varustatakse nad tavaliselt "tõelise" toitelülitiga, mis
jääb arvuti tagaküljele.
Kokkuvõtteks võiks nentida,
et ATX pole mingi revolutsioon või supermuudatus arvutite
arhitektuuris, küll aga on ta järjekordne tehniline täiustus,
muutmaks arvutit ning selle ülesehitust kompaktsemaks, kaasaegsemaks
ning loogilisemaks. Kindlasti ei puudu aga nende muudatuste taga ka
suurtootjate kommertshuvid.
Korpuste
liigid:
Korpuseid on kahte tüüpi
tornikujulised (tower) ja desktop. Desktop tüüpi korpused on
mõeldud asetamiseks lauale, monitori alla. Torn tüüpi korpused
paigutatakse aga üldjuhul põrandale nt. laua alla. Tavaliselt on
torntüüpi korpused etemad, kui desktop tüüpi, sest nad on
ruumikamad ja omavad suuremaid laiendusvõimalusi.
Kuigi
standardid korpuste suhtes puuduvad, võib siiski eristada 3 eri
tüüpi tornkorpust:
full-tower-
see on kõige kõrgem korpusetüüp, olles 2-3 jalga kõrge, sobides
oma ruumikuse ning suurte laiendusvõimaluste poolest hästi server tüüpi arvutitele. Need on ka kõige kallimad korpused.Tavaliselt on
tal 2 3.5 tollist ning 4 või rohkem 5.25 tollist kettaseadme kohta.
Toiteploki võimsus 250-375 W või rohkem.
mid-tower-
see on samasugune nagu eelmine , kuid madalam.Tavaliselt on tal 2 3.5
tollist ning 3 5.25 tollist kettaseadme kohta. Toiteploki võimsus
200- 300 W.
mini-tower-see
on kõige enam levinud korpuse tüüp, olles 1,5- 2 jalga kõrge. Oma
mõõtmete poolest on ta sobiv ka lauale asetamiseks. Tavaliselt on
tal 2 3.5 tollist ning 2 5.25 tollist kettaseadme kohta. Toiteploki
võimsus 170 -250 W.
desktop-nende
korpuste veaks on tihti see, et ventilatsioon on vilets, tihti on ka
üks kettaseadmetest vertikaalasendis.Need korpused said de facto standardiks vanematel arvutitel alates IBM PC, XT ja AT masinatest,
mida ainult nendes korpustes toodetigi. Tänapäeva desktop tüüpi
korpused erinevad vanadest nii konstruktsiooni kui suuruse poolest,
olles nüüdisajal oma eelkäijatest palju väiksemadt. Tavaliselt on
tal 2 3.5 tollist ning 2 5.25 tollist kettaseadme kohta. Toiteploki
võimsus 150-230 W.
Slimline -see
on tavalise desktop korpuse veelgi pisem versioon. Nende
ventilatsioon on enamasti väga halb ning ka laiendamisvõimalused on
peaaegu olematud. Lisaks kõigele peab seda tüüpi korpusega arvutil
olema spetsiifiline emaplaat. Tavaliselt on tal 1 3.5 tolline ning 2
5.25 tollist kettaseadme kohta. Toiteploki võimsus 100 -200 W.
Sõltuvalt emaplaadist eristatakse
NB! Mitmed korpused on
noisekiller-
korpused- sõna tuleb inglise keelest ja tähendab müratapjat. Kui
arvuti töötab, siis teeb ta paratamatult müra- ventilaatorid
kahisevad/ undavad ning kõvaketas ragiseb (mootor pöörleb ka siis,
kui otseselt andmeid ei loeta). Häält võivad teha ka CD- ja
disketiseade. Et kõike seda vaiksemaks teha, siis tasukski valida
noisekiller
korpus, mis arvuti lärmakust tunduvalt vähendab.
13.
Välismäluseadmed: Disketiseade, kõvakettaseade,
CD-ROM, DVD-ROM, CD- kirjutajad (CD-R , CD-RW).ja DVD
kirjutajad. Pikemalt nende kohta infi leiad siit.
FDD (1) (Floppy Disk Drive)
- flopiajam
Kettaajam,
mis loeb
ja
kirjutab
flopiketastele
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 levinud 3 ½ -tollised (89 mm) disketid 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 kettad (HD- high density) mahutavad 1,2 MB. Selliseid
kettaid võis vigastada isegi selle ümbriskestale pastakaga
kirjutamine, sest kest oli nii 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). 3 ½ -tollised kettad on paigutatud kõvasse
plastikkesta, nende käsitsemine on seetõttu mugavam ja ohutum- pole
võimalik kogemata puudutada sõrmega ketta tööpinda, samuti murda
või painutada ketast. Need kettad mahutavad kas 720 KB (DD) või
1,44 MB (HD) infot. (3 ½ HD ketastel on olemas HD tunnusava)
Võimalikud on ka teised formaadid , (nt. 2,88 MB 3 ½
kettal- Toshiba 's
Enhanced Disk Drive (ED Drive))
kuid need ei ole nii üldtunnustatud. Kettaseade on harilikult
varustatud signaallambikesega, mis põleb, kui toimub töö kettaga.
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 formateerida. Kui diskett on formateeritud
topelttihedana, siis kõrgtihedat salvestust võimaldav kettaseade
temaga töötab, kuid ainult kui topelttiheda kettaga. Seetõttu
tuleks valida sobiv formateerimine, 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. Kõik
disketiseadmed kasutavad SA-400 liidest, mis tähendab et kõik
disketiseadmed töötavad iga arvutiga. Disketiseadmed on ühendatud
arvutiga kahe juhtmega (andmekaabel ja toitejuhe). Ainus vahe 5.25"
ja 3,5” seadmel on see, et esimene kasutab suuremat toitejuhtme
otsikut ning suuremat andmekaabli konnektorit. Andmekaablid on 34 kontaktiga (pin).
Kõvaketas
on selleks laoruumiks, kuhu arvuti saab püsivalt salvestada kogu
tarkvara ning kõik teie poolt loodud dokumendid . Kõvakettal olev
informatsioon jääb alles ka pärast arvuti väljalülitamist. Kui
te ostate endale arvuti, siis oleks tark valida kõige suurema
mahutavusega kõvaketas, mida teie eelarve võimaldab. Kaasaegne
keerukas tarkvara vajab kõvakettal üha enam vaba ruumi. Lisaks
hakkavad ajapikku oma osa nõudma ka graafikafailid ning kõik muu,
mida te näiteks Internetist oma arvutisse soovite laadida .
Kõvaketas ( Hard Disk) on suure
mahutavusega (paarikümnest megabaidist mitmete gigabaitideni), kuid
üldjuhul mittevahetatav ketas, st. ta on kettaseadmesse sisse
ehitatud ja riknemise korral pole “kodustes tingimustes”
remonditav. Vajaduse koral vahetatakse ta välja koos kettaseadmega.
Kõvaketta eeliseks võib lugeda ka suurt töökindlust.
Kettaseadmesse sisse ehitatult on ta kaitstud tolmu eest ning kui te
ei unusta (vanematel kõvaketastel) transpordi eel tema lugemispäid
parkimast (korraldusega parkhead
või park)
(uuematel on see automaatne ), siis esineb kõvaketta tõrkeid harva,
sest ta on pika tööeaga seade. Lisaks muudele omadustele on
kõvaketas ka suhteliselt kiire.
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.
Erinevalt flopikettast, 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 sihtimisel ketta pinna ulatuses.
- Tänapäeva kõvaketta kettakontroller on sisse ehitatud. See kontrollib lugemis -ja kirjutamispeade liikumist, andmete lugemist ja salvestamist.
- Lugemis- ja kirjutamispead. Iga ketta kummagi poole jaoks on oma pea
- Andmed paiknevad ketta pinnal väikeste magneetiliselt polariseeritud väljadena, mida arvuti loeb 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.
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). 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.
Kõvaketaste pöörlemiskiirus on üle 5000 p/min ning mehaanika on
väiksem ja täpsem kui diskettidel, võimaldades suuremaid
salvestustihedusi ja mälumahtusid kui diskettidel. Enamikel juhtudel
kasutatakse konstruktsioonis rohkem kui ühte ketast (tegemist on
kettapaketiga), mille poole võib korraga pöörduda mitu
lugemis-salvestuspead.
CD-ROM drive - CD-ROM
kettaseade
Seade, mis loeb CD-ROM
kettaid.
Üldiselt saab sama seadme abil kuulata ka tavalisi muusika -CD’sid.
Sel juhul saadetakse analooghelisignaal kettaseadmest üle
4-soonelise kaabli arvuti helikaardile
DVD ( Digital Video Disc ,
Digital Versatile Disc) - digitaalne
videodisk, digitaalne universaaldisk
Uuemat tüüpi laserketas ,
mille diameeter on samuti 120 mm nagu tavalistel CD-del ja CD-ROM
ketastel.
Erinevalt tavalistest laserketastest saab DVD puhul salvestada ketta
mõlemale poolele ja neil võib kummalgi poole olla kaks kihti,
mistõttu neile saab salvestada palju rohkem informatsiooni.
Ühepoolne ühekihiline DVD mahutab 4,7 GB (gigabaiti) digitaalset
informatsiooni, mis on piisav täispikkusega mängufilmi jaoks.
Kahepoolse kahekihilise DVD maht on 18,8 GB. Paljud asjatundjad
usuvad, et DVD kettad hakkavad aja jooksul asendama nii kõiki
CD-kettad kui ka VHS
videokassette.
Algul kasutatigi neid video salvestamiseks (siit ka nimetus
"digitaalne videodisk"), hiljem hakati kasutama ka
arvutustehnikas ja lühendit DVD hakati tõlgendama "digitaalne
universaaldiskina".
DVD üks meeldivamaid omadusi
on see, et kõik DVD ajamid loevad ka tavalisi CD-ROM
kettaid.
Jaapani firma Toshiba hakkas juba 1997.a. oma personaalarvutitesse
CD-ROM
kettaajamite asemel paigaldama DVD draive standardvarustusena. Esimese põlvkonna DVD
draivid polnud suutelised lugema CD-R
ja CD-RW
kettaid,
kuid DVD-2 draivid saavad juba ka sellega hakkama, s.t. loevad lisaks
DVD ketastele ka vanu CD-ROM, CD-I,
Video
CD,
CD-R
ja CD-RW
kettaid. Videoinformatsiooni tihendamiseks
kasutab
DVD süsteem MPEG -2
vormingut
CD-R drive (Compact
Disk-Recordable drive) - CD-R
kettaajam
Kettaajam, mille abil saab salvestada informatsiooni CD-R
ketastele ja valmistada nii CD-ROM’e kui muusika -CD’sid. Need
ajamid on saadaval suhteliselt odava raha eest ja neid on lihtne
ühendada tavalise personaalarvuti külge. Koos ajamiga on muidugi
vaja osta ka vastav tarkvarapakett. Sama seade võimaldab ka lugeda
CD-ROM ja muusika-CD kettaid
CD-RW (CD-ReWritable disk)
-
korduvsalvestusega laserketas
Laserketas,
millele erinevalt CD-R
kettast saab informatsiooni salvestada, kustutada ja uuesti
salvestada. Selles mõttes sarnaneb CD-RW ketas tavalisele
flopikettale
või
kõvakettale.
Vahel nimetatakse CD-RW kettaid ka CD-E (CD-Erasable) ehk
kustutatavateks CD ketasteks.
Esimesed CD-RW ajamid ilmusid
turule 1997.a. keskel. Need ajamid võimaldavad lugeda ka tavalisi
CD-ROM
kettaid
ja salvestada infot nii CD-R
kui CD-RW ketastele. Lugeda sai CD-RW kettaid esialgu ainult CD-RW ajami abil, tavaline CD-ROM ajam selleks ei kõlvanud. Philips
Electronics ja Hewlett - Packard on välja töötanud uue standardi
MultiRead, mis võimaldab CD-RW kettaid lugeda ka MultiRead tüüpi
CD-ROM ajami abil.
CD-RW ketta tööpõhimõte on
järgmine. Kettatoorikuks on 120 mm diameetriga läbipaistev
polükarbonaatketas, mille pealmisele küljele pressitakse spiraalne
soon sammuga 1,3 mikromeetrit. Seejärel kantakse pinnale mitu
õhukest kihti erinevaid materjale, millest üks – hõbeda,
indiumi, antimoni ja telluuri sulam - toimib informatsiooni
salvestava keskkonnana. Kui ajamis olev infrapunane pooljuhtlaser
seda sulamit kuumutab, toimub faasiüleminek – aine jääb pärast
kuumutamist kas amorfsesse või kristalsesse olekusse sõltuvalt
sellest, kui kõrge oli kuumutamistemperatuur ja millised olid
jahtumistingimused. Kristalses olekus punktid peegeldavad valgust
hästi ja amorfses olekus punktid halvasti. Efekt on sama, mis tavaliste CD-ROM ketaste puhul, kus valgust hajutavad punktid on
tekitatud mehaaniliselt tillukeste süvendite sissepressimise teel.
Kuna faasimuutus on pöörduv protsess, siis hiljem võib samale
kettale kirjutada uut informatsiooni või vana lihtsalt kustutada.
CD-R
ketaste puhul kasutatakse infokandjana värvainekihti, mis
kuumutamisel muutub läbipaistmatuks ja see protsess on pöördumatu.
CD-RW ketaste infomaht on UDF 1.5 standardi puhul umbes 550 MB
ja
nad on hallikashõbedase värvusega
14.
Välisseadmete draiverite installeerimine. Plug
and Play meetod seadmete
installeerimisel.
Näidata Win98-es või Win2000-es
milline draiver on konkreetsele seadmele installeeritud.
15.
Videokaardid. Nende tüübid ja parameetrid. AGP
liides ja videokaardid.
Graafika
– ehk videokaart
Graafikakaart on arvutit ja monitori ühendav lüli. Monitor ise ei oska määrata,
millise kvaliteediga pilti ta peab näitama, selle otsustab video-
ehk graafikakaart. Graafikaadaptereid esineb kas emaplaadile
integreeritult (on board ) või kaartidena, mis pistetakse
vastavatesse pesadesse. Nõuded graafikaadapterile on viimaste
aastate jooksul tohutult tõusnud ning selle osa ei tohiks
alahinnata. Uuemad graafikaadapterid täidavad tarkvara abil ka
videokiirendi funktsioone (töötavad rahuldavalt Pentium 100 MHz või kiirema protsessoriga ). Pakutakse ka integreeritud kaarte, näiteks
videomooduliga graafikakaarte. Mõlemi valimisel tuleks aga arvestada
arvuti siini tüübiga (ISA, PCI, AGP või muu).
Enne, kui protsessorist
tulevad andmed ekraanile jõuavad, läbivad nad kuvaadapteri, mis
võtab protsessorilt vastu “tellimusi” ekraanipildi muutmiseks
ning väljastab kuvarile soovitud pilti kandva analoogsignaali. See komponent osaleb koos kuvariga arvuti üldise kasutusmugavuse
määramisel, kuid erinevalt kuvarist mõjutab ta ka süsteemi
töökiirust.
Kuvaadapter koosneb
järgmistest tähtsamast osadest:
- Kuvaprotsessor ehk kiirendi (video processor, video chipset, accelerator)- lülitus, mis operatsioonisüsteemilt saadud käskude alusel tekitab pildimällu pildi ekraanile saatmiseks;
- Pildimälu ( frame buffer)- koht, kus digitaalkujul säilitatakse kõigi ekraanile saadetavate pikslite väärtusi;
- Digitaal -analoogmuundur ehk RAMDAC- lülitus, mis palju kordi sekundis loeb kuvamälu sisu, teisendab selle kuvarile arusaadavaks analoogsignaaliks ja saadab kuvarile.
Veel kuuluvad asja juurde
draiver- programmijupp, mis kuvariistvara operatsioonisüsteemile
vastuvõetavaks kirjeldab- ning ka arvutisüsteemi muud osad:
protsessor, emaplaadi kiibikomplekt, siini tüüp ja kiirus ning
loomulikult kuvar ise. Igaüks neist komponentidest avaldab omamoodi
mõju kogu kuvasüsteemi töökiirusele ja muudele omadustele.
Kiirendi
(accelerator)
Algselt tegelesid kuvaadapterid ainult lihtsa teisendamisega
protsessori väljundi ja kuvari sisendi vahel ning protsessor pidi
ise hoolitsema selle eest, mida ja kuidas ekraanil näidata.
Tekstipõhise ekraani puhul näiteks DOS-is kõlbas niisugune
tööjaotus hästi. Graafiliste kasutajaliideste tulekul aga selgus
järsku, et ekraanil oleva info hulk käis protsessoril täiesti üle
jõu- suurem osa tema ajast kuluski akende joonistamiseks. Appi tulid
riistvaratootjad, kes hakkasid arvutile lisama veidi targemaid,
kiirendiga kuvaadaptereid. Nende tarkus seisneb võimes kuvaelemente
iseseisvalt joonistada või ümber paigutada- protsessor ei pea
näiteks akna joonistamiseks enam iga pikslit ise arvutama , vaid võib
piirduda sobiva akna “tellimisega” kuvaadapterilt ning ise
tähtsamate ülesannete kallal tööd jätkata. Kiirendi saab
pikslite arvutamisega palju paremini hakkama, sest just selleks ta
konstrueeritud ongi.
Praktiliselt kõik praegu
müügilolevad kuvaadapterid on kiirendiga varustatud.
Kuvafunktsioonide delegeerimine on võtnud sellise ulatuse , et
tegelikult oleks õigem rääkida kaasprotsessorist. Üha enam
levivad 3D- kiirendid võtavad enda kanda väga töömahukad
arvutused, mida läheb tarvis ruumilisuse illusiooni loomiseks
näiteks mängudes ja joonestusprogrammides.
Pildimälu
Esimeste PC-de tekstirežiimis ekraanikujutisi (paar kilobaiti) hoiti tavalise RAM-i selleks eraldatud osas. Nüüd on nõudmised teised:
maht on kasvanud megabaitidesse, samuti on suurenenud nõudmised
kiirusele. Tänapäevastes arvutites on ekraanipildi säilitamiseks
videoadapteri koosseisus eraldi pildimälu, optimeeritud just nimelt
selle ülesande jaoks. Peale pildimälu (frame
buffer) kasutatakse
sageli ka sõnapaari video
memory. Seda ei
tohi ära segada vastava mälutehnoloogia nimega (VRAM) ning ta
tähendab lihtsalt kuvaadapteril olevat mälu. Erinevus pildimälust
on see, et kuvaadapteril võib mälu vaja olla ka muuks otstarbeks,
näiteks oma sisemisteks arvutusteks, eriti 3D- kiirendite puhul.
Optimeerimiseks on peamiselt kolm võimalust: suurendada korraga
adresseeritavate bittide arvu, tõsta mälu töökiirust või
kasutada rohkem kui ühte porti.
Korraga pildimällu kirjutatavate
bittide arvu, tõsta mälu töökiirust või kasutada rohkem, kui
ühte porti. Korraga pildimällu kirjutatavate bittide arvu
suurendamine käib tasapisi ; adapterite juures reklaamitav
“bitilisus” (näiteks 64 –bitine adapter) enamasti seda
tähendabki. Enamasti, sest tootjate vahel on erinevusi ja alati ei
tarvitse see nii olla. Üldiselt tulevad suurema bittide arvuga
videokaardi kiiruslikud omadused välja alles suuremate
resolutsioonide (800x600 jne) ja värvussügavustega (65K (high colour ) või 16.7 million (true colour)). Alati ei pruugi 128 bitine
kaart olla parem kui 64 bitine, kaasa mängivad ka kasutatav kiip (chipset) ja mälu suurus, -kogus.
Mälu
töökiirus samuti tõuseb omasoodu –taktsagedused kasvavad juba
paarisaja MHz- ni ning regenereerimiseks kuluv aeg väheneb (see
viimane on igasuguse dünaamilise mälu puhul vältimatu toiming,
mille käigus kõik bitid kirjutatakse nende kustumise vältimiseks
mälus uuesti üle).
Mälu portide arv mõjutab
oluliselt kuvaadapteri käitumist. Pildimälu on nagu kahe tule
vahel- ühest küljest tahab RAMDAC värskendussagedusega määratud
arv kordi sekundis lugeda kogu pildimälu sisu, et seda kuvarile
saada. Teisest küljest aga peab kuvaprotsessor saama mällu muutusi
kirjutada. Et need kaks tegevust teineteist ei segaks, selleks ongi
VRAM-il ja WRAM-il kaks sõltumatut porti, üks kuvaprotsessori ja
teine RAMDAC-i jaoks. Nendel adapteritel aga, mis kasutavad
ühepordilist mälu, jääb protsessorile aega täpselt niipalju, kui
RAMDAC talle jätab. Järelikult mõjutab ühepordilise mäluga
adapteri kuvari värskendussagedus süsteemi üldist
töökiirust.
Pildimälu on mitut eri sorti ja pidevalt käib töö
üha uute ja paremate sortide kallal. Mõned praegu enamlevinud:
Tavaline DRAM
( Dynamic RAM)- sama tehnoloogia, mida tarvitatakse ka süsteemimälu
jaoks. Väga aeglane, aga odav. Mõnel juhul, kui videoadapter on
emaplaadile integreeritud, kasutatakse pildimäluna koguni
süsteemimälu üht osa; selle ainus põhjus on kokkuhoid.
EDO DRAM ( Extended Data Out DRAM)- nagu eelmine, aga veidi täiustatud ja kuni
paarkümmend protsenti kiirem.
VRAM (Video RAM)-
kaks porti ja veidi kiirem, kui eelmine.Kõvasti kallim kui nt.
DRAM
WRAM (Windows RAM)-
kaks porti ja veel veidi kiirem, aga lisaks ka odavam.
Kombinatsioonis kiire RAMDAC-iga suudab värelusvabalt näidata ka
väga kõrgeid eraldusvõimeid. Ei ole kuidagi seotud MS-i
operatsioonisüsteemiga. WRAM on kasutusel ainult Matrox-i
videokaartidel.
SGRAM (Synchronous
Graphics RAM)- ühepordiline, aga oluliselt kiirem kui eelmised,
mistõttu on oma omadustelt lähemal VRAM-ile kui EDO RAM-ile.
Kasutatakse juhul, kui vaja on suurt töökiirust, aga mitte kõrget
eraldusvõimet.
MDRAM (Multibank
DRAM)- üks port; erineb eelmistest oluliselt selle poolest, et mälu
on jaotatud sektsioonideks, mille poole saab vaheldumisi pöörduda.
See kiirendab andmevahetust ja võimaldab olemasolevat mälumahtu
ratsionaalsemalt kasutada. See on firma Hercules poolt välja
arendatud mälutüüp. Kiirem kui VRAM.
Kõik
mäluliigid peale viimase kasutavad 32-bitiseid sõnu. See tähendab,
et andmeid saab mällu kirjutada ja sealt lugeda ainult 32 biti
kaupa. Praktiliselt aga seda, et 24- bitise värvirežiimis läheb
tavaliselt 8 bitti raisku, ning et mälu saab sisuliselt lisada
ainult 1 või 2 MB kaupa. Üsna mitme populaarse režiimi mäluvajadus
on napilt üle 2 MB- seetõttu on nende näitamiseks tarvis
adapterile paigaldada 4 MB mälu.
Mainitud
puuduste teine põhjus on lihtsalt mälumoodulite saadavus: 2,25 MB
mooduleid ei tooda keegi. Veelgi enam, ei toodeta ka 128 kbit kiipe.
Ja mis siis? Konks on selles, et 256 kbit kiipidest 1 MB tegemiseks
tuleb mälu organiseerida 32 bit x 256k, mistõttu sellise mälumahuga
64- bitised adapterid peavad mälu poole pöörduma ikkagi ühe
mälusõna ehk 32 biti kaupa. Järeldus: 64- bitise adapteri korral
nõudke vähemalt 2 MB mälu; see on organiseeritud 64 bit x 256k.
Sama lugu 128- bitiste adapterite ja 2 MB mäluga: nõudke rohkem,
vähemalt nelja megabaiti.
RAMDAC
Arvutis töödeldakse andmeid digitaalkujul, ka pildimälus on nad
veel salvestatud nullide ja ühtedena. Kuvar seevastu, juhul kui ta
pole päris uus lamekuvar, ootab videoadapterilt analoogsignaali.
Teisendusega tegeleva seadme nimi on RAMDAC (Random Access Memory
Digital to Analog Converter), mis iga natukese aja järel loeb
pildimälu sisu, teisendab selle analoogkujule ja saadab
kuvarile.
Suurus,mida müned tootjad oma
RAMDAC-i kohta avaldavad, on pikslisagedus
(pixel rate või dot clock ) megahertsides (MHz). Sisuliselt näitab
ta pikslite arvu, mille RAMDAC suudab sekundis analoogkujule viia ja
kuvarile saata. Mida suurem see väärtus on, seda parem ja mõju
avaldab ta eraldusvõimele ja värskendussagedusele. Mõnikord
nimetatakse seda väärtust ekslikult ka ribalaiuseks (brandwidth)-
põhjus on selles, et kuvari ribalaius on väga sarnane parameeter . Muuseas , süsteemi koostamisel tulebki jälgida, et adapteri
pikslisagedus ja kuvari ribalaius oleksid võimalikult lähedased
suurused.
Sageli täheldatav värvussügavuse
mõju maksimaalsele värskendussagedusele ei tule mitte
pikslisageduse ega ribalaiuse puudujäägist (sest selles staadiumis
on signaal juba analoogkujul ning värvuste, st nivoode arv pole enam
tähtis), vaid pildimälu ebapiisavast kiirusest: värvuste arvu
kasvades tuleb värskendussagedust vähendada, et RAMDAC jõuaks
mälust andmeid lugeda. Loetakse ju digitaalandmeid, mille bittide
arv sõltub värvussügavusest üsna kõvasti.
Draiver
Kuidas adapterile seletada, mida ta joonistama peab? Selleks on
olemas programmijupp nimega draiver. Kui rakendus teatab operatsioonisüsteemi vahendusel, et aken A on tarvis viia punktist B
punkti C, siis kuvaadapterile arusaadavasse keelde tõlgib selle just
draiver. Draiver sisaldab infot käskudest, mida kiirendi on
võimeline täitma ja mida mitte, ehk millised pildiosad on võimeline
graafikakiirendi ise välja arvutama ning millised vaja jätta
protsessorile. Süsteemi töökiiruse ja võimaluste seisukohalt on
draiveril oluline tähtsus. Sageli on adapteri või
operatsioonisüsteemiga kaasas mitu draiverit, iga eraldusvõime ja
värvussügavuse jaoks oma – järelikult võivad ka adapteri
võimalused eri režiimides erineda, olenevalt konkreetsest
draiverist.
Ühendus muu arvutiga
Tänu andmete hiiglaslikule mahule on kuvaadapter üks nõudlikumaid
lisaseadmeid PC süsteemisiinil. Tema nõudja- roll on isegi nii
silmatorkav, et sageli võib uue siiniarhitektuuri kavandamise
liikumapaneva jõuna näha just seda.
Esimeste
videokaartide ühendamiseks oli kasutusel 8- bitine ISA.
Õigemini on selle süsteemisiini uuem variant (16 bit) praeguseni
kõigis PC-des kasutusel, aga ainult aeglasemate komponentide jaoks.
Kuni umbes 1993. aastani valdavad olnud ISA- põhised kuvaadapterid
ei sobi graafiliste kasutajaliideste jaoks just kuigi hästi. ISA-
siini kadumist uutest arvutitest on oodata paari aasta
jooksul.
Kuvaadapter oli tarvis protsessorile “lähemale”
tuua, milleks loodi 32 biti laiused lokaalsiinid, VESA LB ja PCI..
Esimene neist läks hingusele koos 486- protsessoritega, teine oli
kuni üsna viimase ajani ainuvaldav viis kuvaadapteri ühendamiseks
Pentium ning uuemate 486 arvutitega ning püsib muude lisaseadmete
ühendamise standardina kasutusel kogu ettenähtavas tulevikus.
Kuna ruumilisuse tulekuga jääb kitsaks ka PCI, on uuemates
arvutites kuvaadapter ühendatud AGP-
porti. Accelerated Graphics Port (AGP) põhineb PCI uuemal ja
kiiremal variandil ning on mõeldud eranditult kuvaadapteri jaoks.
Selline port peaks standardvarustuses olema kõigil Pentium II või
uuema protsessoriga personaalarvutitel.
Kuna
PCI puhul võib muutuda ka taktsagedus (25, 30 või 33 MHz, olenevalt
protsessori taktsagedusest, mis on siini sageduse täisarvkordne) ja
emaplaadi kiibikomplekti efektiivsus (uuem on parem), siis võib
teatud rakendustes sama adapter eri arvutites üsna erinevalt
käituda.
See, mitme bitine siin on ei ole
kuidagi seotud sellega, kui mitme bitine on videokaart!
Kuigi keskprotsessor on otsesest kuva arvutamisest suures osas
vabastatud, mõjutab tema mudel ja taktsagedus veidi siiski ka
kuvasüsteemi jõudlust, eriti uuemate ja multimeediumlaiendustega
protsessorite puhul.
Kuvarežiimid
Kuvaadapteri tähtsamate näitajate hulka kuulub see, milliseid
kuvarežiime ta lubab näidata ja millise värskendussagedusega
( eeldusel , et ka kuvar neid sellisel sagedusel talub).
Esimesed
personaalarvutid esitasid andmeid ekraanil tekstirežiimis- kuva
koosneb tähtedest, numbritest jm märkidest ettenähtud kohtades.
Praegu enamasti kasutatavas graafilises režiimis koosneb kuva
pikslitest. Tekstirežiimis ei saa juhtida üksikuid piskleid, aga graafiline režiim nõuab jälle oluliselt (sadu kordi) rohkem
ressursse.
Pikslite arvu ekraanil nimetatakse
enamasti kuva eraldusvõimeks
(resolution;
tehniliselt täpsem oleks kuva adresseeritavus, pixel
addressability)
ning esitatakse tavaliselt arvupaarina, näiteks 640x280. Värvuste
arvu, mida iga piksel võib esitada, nimetatakse värvussügavuseks
( color depth, bit
depth) ja
esitatakse kas lihtsalt võimalike värvuste arvuna või ühe piksli värvuse kirjeldamiseks vajalike bittide arvuna. Eraldusvõime ja
värvussügavuse kombinatsioon kirjeldabki kuvarežiimi, kuid üks
parameeter on nendega seotud veel: värskendussagedus
(refresh rate, täpsemini vertical refresh rate). Kuvaadapteri puhul
tähendab värskendussagedus, kui mitu mitu korda sekundis RAMDAC
loeb pildimälust pildi sisu ja saadab selle analoogkujul kuvarile.
Kuvaril jällegi tähendab ta elektronkiirega kogu ekraanitäie
värskendamise sagedust. Madal sagedus on näha värelusena. Kui
madal on “madal”, see sõltub inimesest; 85 Hz on juba üsna paljudele vastuvõetav.
Kuvaadapter seab maksimaalse
kuvarežiimi ja värskendussageduse valikule järgmisi piiranguid:
- Pildimällu peab kogu pilt ära mahtuma. Selleks peab mälu maht baitides olema vähemalt H x V x S / 8, kus H on pikslite arv rõhtsihis, V –pikslite arv püstsihis ja S-värvussügavus.
- RAMDAC peab pildi vajaliku kiirusega mälust kätte saama. Selleks on tähtsad mälu kiirus ja portide arv ning adapteri “bitilisus” ehk üheaegselt loetavate mälusõnade arv.
- RAMDAC peab suutma pildi vajaliku kiirusega kuvarile saata. Selleks on vaja, et RAMDAC-i pikslisagedus oleks vähemalt HxVxR, kus R on värskendussagedus.
Mida poes küsida?
- Adapter peaks olema ühendatud nii kiire siiniga, kui võimalik: parim praegu AGP, kõlbab ka PCI või VESA LB
- Kontrollida draiverite olemasolu soovitava operatsioonisüsteemi ja kuvarežiimi jaoks, ning versiooniuuenduse võimalusi.
- Mida rohkem bitte adapteril on, seda kiiremini ta töötab. Siiski ei tähenda see seda, et 128- bitine adapter oleks 64- bitisest 2 korda kiirem.
- Mitte osta 128 bitist adapterit millel alla 4 MB mälu, ega 64- bitist, millel alla 2 MB.
- Et vaadata kõrgema eraldusvõimega pilti või rohkem värvusi või mõlemat korraga, ostke rohkem mälu. (Videomälu suurusest on sõltuv see, kui suuri resolutsioone ja värvussügavusi kasutada saab.)
- Ekraani väreluse vältimiseks jälgide, et adapteri (RAMDAC-i) pikslisagedus oleks piisav, ning et mälu oleks kas kiire, kahepordiline või mõlemat korraga: parimad on WRAM ja MDRAM.
Videokaardi soetamisel tuleb
arvestada ka seda et kaart, mis hea ja kiire Windowsis ja teistes
graafilist liidest kasutavates süsteemides (GUI- Graphical User Interface), ei pruugi seda sugugi olla näiteks DOS-i põhistes
rakendustes (nt. vanemad mängud), sama kehtib ka vastupidi. Lisaks
tuleks tänapäeval müüdavatel videokaartidel jälgida, kas neil on
olemas ka 3D kiirenduse toetus. Loomulikult ei saa aga ühest
nõuannet hea kaardi soovitamiseks olla, kõik sõltub siiski
valdkonnast, kus seda kasutama hakatakse.
AGP
- uus videokaartide liides
AGP
(Accelerated
Graphics Port)
on Inteli poolt väljatöötatud, emaplaadil paiknev, videokaardi
liides, mis tagab graafikakaardi 66 MHz ühenduse protsessoriga.
(Tavalise PCI siini kiiruseks on 33 MHz (pool arvuti chipseti
kiirusest)). AGP vabastab arvuti põhisiini graafikaadapteri
teenindamisest, kiirendades infovahetust arvuti ja videokaardi vahel
võrreldes PCI-ga neli korda ja võimaldab kolmemõõtmelise (3D)
graafika jaoks vajalikku infot salvestada arvuti põhimällu.
Vajaduse
sellise liidese järele tingiski just riistvaraliste 3D videokaartide
kasutuselevõtt. Neil on vaja lisaks ekraanil näidatavale kujutisele
säilitada infot ka nn. tekstuuride kohta. Tekstuurideks nimetatakse
3D-graafikas nii-öelda mustreid , millega kaetakse suurema realismi
saavutamiseks pindu. Tekstuuri näiteks võiks tuua fragmenti
telliskiviseina kujutisest, millega 3D- graafikakontroller katab
iseseisvalt programmi poolt raamina etteantud maja seinad ja
salvestab tulemusena saadud pildi videomällu (kaadripuhvrisse).
Loomulikult peab ta seejuures arvestama perspektiivi, kaugusi,
kattumisi jne. Seni hoiti tekstuure koos kujutise ja infoga kauguste
kohta (z-puhver) videokaardi mälus, mille suurendamine on aga kulukas . Seetõttu võiks tekstuure hoida arvuti põhimälus, kust
siis 3D-kontroller neid lugeda saaks. Seni oli takistuseks PCI liiga
väike läbilaskevõime, mis praegu levinud 33 MHz taktsageduse
juures on maksimaalselt 133 MB/s ja sedagi tuleb jagada veel teiste
PCI seadmetega (näit. kõvakettaga).
Siin
tulebki appi AGP, mis nagu PCI-gi on 32 bitine ja on ka muidu viimasele väga sarnane. Erinevalt PCI-st on aga AGP andme- ja
aadress- siinid eraldatud ning lisatud on veel mõned signaalid . Ka
saab AGP-ga ühendada vaid ühe seadme - videokontrolleri ja nii ei
pea viimane seda teistega jagama. AGP töötab sagedusel 66 MHz nagu
uus PCI (versioon 2.1), kuid teeb ülekandeid nii takti -impulsi algul
kui lõpus. Selletõttu on AGP maksimaalne ülekandekiirus 533 MB/s.
Emaplaadil
asub AGP pistikupesa tavaliselt protsessori ja PCI pesade vahel.
AGP-d ei tohi segamini ajada UMA-ga (Unified
Memory Architecture
- ühendatud mäluarhitektuur). Erinevalt AGP-st pole sellise
süsteemiga videokontrolleril kokkuhoiu mõttes üldse eraldi
videomälu, arvuti põhimälu kasutatakse isegi ekraanil näidatava
kujutise hoidmiseks. See piirab aga graafika näitamise kiirust ja
nii ei ole UMA kuigi levinud. AGP kasutamiseks peab seda lisaks
graafikakaardile toetama ka emaplaat, mille eeltingimuseks on vastava
chipset'i
olemasolu. Paraku on Intel sellise teinud vaid Pentium II jaoks
(alates 440LX), kuigi mingit tehnilist takistust taolisi chipset'e ka
Pentiumi jaoks teha ei ole. Põhjuseks on ilmselt Inteli soov mitte
enam toetada Pentium-süsteemide edasiarengut, küll on aga vastavad
chipset'id väljatöötatud firmadel AMD ja VIA. Vaja läheb ka AGP-d toetavat opsüsteemi, milleks on näiteks Windows 95 versioon OSR2.1.
Lisaks peab olema installeeritud Microsoft DirectX 5.0 ja Inteli AGP
draiver VGARTD.VDX. PCI ja AGP kiiruste võrdlemiseks kasutasime ATI
XPERT@Play videokaarte, millest on olemas nii PCI kui ka AGP
versioon. Meie poolt kasutatud eksemplaridel oli kummalgi 4MB
videomälu. Emaplaat oli Intel AL440LX 300MHz taktsagedusega Pentium
II protsessoriga ja 64MB SDRAM mäluga. Kaadrisagedus oli alati 85Hz.
Saadud tulemused on esitatud järgmistes tabelites :
Lahutus
1024 X 768
1024 X 768
Värve
64K
16,7M
Liides
PCI
AGP
PCI
AGP
Business Graphics WinMark 97
121
121
91,6
93,1
High-End Graphics WinMark 97
49,6
49,9
44,7
45,8
Lahutus
640 X 480
800 X 600
Värve
64K
64K
Liides
PCI
AGP
PCI
AGP
3D WinMark 98
248
273
194
238
3D Winbench 98 Large Texture Scene
10,4
24,4
4,8
22,3
Neist
viimane test kasutab suuri tekstuuri faile, mis videomällu korraga
ära ei mahu. Nagu võibki eeldada, annab AGP seda suurema efekti,
mida mahukam on videoinfo. Suure arvu värvide kasutamisel saab
väikese võidu ka "tavalise" 2D-graafika puhul, kuid
tõeliselt ilmneb AGP eelis ikkagi alles 3D korral. Seejuures peab
arvestama, et koos kolmemõõtmeliste kujutiste keerukamaks
muutumisega suureneb ka vajalike tekstuuride maht ja sellega ühtlasi
ka AGP edumaa PCI ees.
Max andmeedastuskiirus MB/s
PCI
132
AGP 1X
264
AGP 2X
528
AGP 4X
1056
Pildil on ära näidatud arvuti arhitektuur, mis sisaldab kiibikomplekti (chip set), põhimälu ja AGP
Pildil on näha: üleval 2 ISA pesa (mustad), keskel 4 PCI pesa (valged) ja all 1 AGP pesa (pruun)
16. Monitoride
tüübid. LCD monitori tööpõhimõte. Monitoride parameetrid.
Parameetrid:
Piksel
(pixel)
on väikseim kuva moodustusühik. Näiteks eralduse 640x480 korral
koosneb kuva 640x480- st pikselist (horisontaal x vertikaal ).
Pikselil ei ole mingit tegemist kuvari punktisammuga, ta on
täielikult tarkvaral põhinev mõõduühik. Tuleb vaid jälgida, et
piksel oleks tunduvalt suurem kui kuvari punktisamm, vastasel juhul
muutub pilt häguseks.
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. Kõige
traditsioonilisem koosneb punktikolmikutest ehk triaadidest (shadow
mask), vahepealne variant kasutab ringikujuliste avade asemel
piklikke ( slot mask) ja 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. Eelised
on mh suurem heledus (väiksem osa elektronkiirest maskitakse välja),
vertikaalsuunalise kumeruseta esipind (vähendab peegeldusi) ja
suurem teravus joongraafika, eriti horisontaal- ja vertikaaljoonte
kujutamisel. Üks ilmne puudus on suurem sakilisus kõverate ja
diagonaalide kujutamisel, mistõttu soovitatakse näiteks
fototöötluse rakendustes Trinitron-tüüpi kineskoopidest hoiduda,
teine puudus aga tuleb paljudele kasutajatele üllatusena. Asi on
selles, 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. Need ei torka väga silma, kui neid mitte otsida, aga varem
või hiljem kuvab iga kasutaja terve ekraanitäie heledaid pikseleid
ja siis on horisontaaltriipe näha küll. Ärge siis ehmatage, need
lihtsalt kuuluvad selle kineskoobitüübi juurde.
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 0,25 mm
suurusjärgus.
Värvitoonide
arv
Monitore
võib nende värvusvõimaluste poolest jagada kolme rühma:
- Monokroomsed (monochrome): Monokroomsed ehk ühevärvikuvarid, näitavad tegelikult kahte värvi, üks taustaks, üks esiplaaniks. Värvideks võivad olla nt. valge mustal, roheline mustal või merevaigutoon mustal taustal. Seda tüüpi kuvareid leidsid tihedat kasutamist varasemal ajal.
- Halltoonesitlus (gray-scale) : Seda tüüpi kuvarid kuuluvad monokroomkuvarite hulka ja suudavad esitada eri varjundites halltoone. Kui monokroomkuvari igale pikselile seada vastavusse mitte üks bitt , vaid kaheksa bitti, siis on võimalik teda kasutada 256 halltooniesituseks. Veelgi suurema arvu halltoonide eristamiseks pole ka inimsilm suuteline.
- Värviline (color): Värvusmonitorid suudavad kuvada 16 vävist kuni 4 miljardi värvustoonini. Värvusmonitore kutsutakse mõnikord ka RGB monitorideks, kuna nende tööpõhimõte baseerub kolmel eri signaalil -- punane, roheline ja sinine (red, green , blue).
Seega
võib monitori poolt esitatavate värvitoonide arv ulatuda must/ valgest kuvast kuni 4 miljardi värvitoonini (nn. True
Color
ehk 32- bitine värv). See parameeter on tihedalt seotud kasutatava graafikastandardiga. Inimsilm eristab tegelikult tunduvalt vähem
värvitoone. Iga piksel ekraanil suudab esitata teatud arvu erinevaid
värve. Värvide arvu, mida ekraanil näidatakse nimetatakse
värvussügavuseks (color depth) ning seda mõõdetakse bittides. Nt.
kui iga piksli 3-e erinevat värvi esitada 256 erineva
intensiivsusega värvitoonina, (iga värv nõuab 8 bitti) siis saame
lõplikult esitatavate värvide arvuks 3 x 8 bit =24 bit ehk
256x256x256=16,7 milj. värvust.
4 bit
16 värvi
8 bit
256 värvi
15 bit
32 768 värvi
16 bit või 65K (HiColor)
65,536 värvi
24 bit (True Color)
16 777 216 värvi
32 bit (True Color)
4 miljardit värvi
Paremad monitorid suudavad näidata värve erinevatel värvustemperatuuridel,
nt 6500 või 9300. Nende väärtustega varieerides võib muuta
kuvapildi värvustasakaalu. Samu fukntsioone toetavad ka mõned
videokaardid ning programmid.Järgnevalt vaatame lähemalt mitmeid
juba siin kirjeldatuid, kui ka uusi mõisteid, mida monitoride juures
peaks teadma.
Punktisamm
(dot pitch või
ka
aperture
grill pitch)
Kahe samavärvilise punkti vaheline kaugus ehk punktisamm
on veel üks oluline kuvarite tunnussuurus.( Tihti aetakse eestis
seda terminit segi punkti läbimõõduga.) Praegustel
laiatarbetoodetel on see enamasti 0,21 ja 0,28 mm vahel ning
arusaadavalt on väiksemad väärtused siin paremad. Punktide suurem vahekaugus tähendab "karvasemat", halvemini fokuseeritud
kujutist. Väiksema punktidevahelise kaugusega monitorid näitavad
teravamat ja selgemat pilti. Otsene võrdlus pole siiski kuigi
lihtne, sest eri kineskoobitüüpide puhul mõeldakse punktisammu all
eri asju. Triaadmaskil tähendab punktisamm enamasti
diagonaaldistantsi kahe samavärvilise naaberpunkti tsentrite vahel
(vt joonis). Asja teeb keeruliseks see, et mõni firma võib avaldada
ka punktiservade
vahelise kauguse, see on punktisammust umbes 0,1 mm võrra väiksem.
Ribamaski puhul avaldatakse punktisammu asemel ribasamm, see on ekvivalentne ribadevahelise kaugusega ning sarnane punktmaski
rõhtsammuga. Et asju veelgi segasemaks ajada, avaldatakse rõhtsammu
kohati ka punktmaski kohta. Ja kõige tipuks pole mõne firma
monitoridel igat värvi punkte ühepalju, vaid näiteks kaks rohelist
iga punase-sinise paari kohta – siis tekib mõõtmisvariante hoopis
hulgaliselt. Nii et üldine soovitus punktisammu kohta võiks olla -
usaldage pigem oma silmi.
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.
Ekraanisuurus
Kuvari
tähtsamate parameetrite hulka kuulub ekraani suurus, mida enamasti
mõõdetakse diagonaalipidi monitori ühest nurgast vastasnurgani ja
seda väljendatakse tavaliselt tollides. Populaarsemad väärtused on
14, 15, 17, 19 ja 21 tolli. Need on nimimõõtmed, mis väidetavasti
tähistavad kineskoobi nurkade vahelist kaugust. Kuna aga kineskoop on kumer ja tema nurgad on plastkorpuse all peidus, siis on igal
tootjal oma metoodika nurga täpse asukoha määramiseks ning sellest
tulenevalt võib ühe firma 14-tolline kuvar vabalt näidata sama
suurt pilti kui teise firma 15-tolline. Nimimõõtmest palju olulisem
on tegeliku maksimaalse kuvaala diagonaal , mis 14-tollistel jääb
tavaliselt umbes 12..13 tolli kanti .15-tollistel on 13..14 tolli jne.
Lamekuvaritel mõõtmetega tavaliselt mingeid imenippe ei tehta ja
12,8 tolli tähendab täpselt 12,8-tollise diagonaaliga kuvaala. Siin
ongi põhjus, miks näiteks sülearvutitootjad kirjutavad sageli oma
kuvari diagonaali taha sulgudesse, kui suure nimimõõtmega CRT
kuvarile see vastab.
Suuremad
monitorid on mõeldud eelkõige juba graafika, masinprojekteerimise
(CAD) ja muude suurt ekraanipinda nõudvate rakenduste tarvis.
Tüüpilised ekraanidiagonaalid on 17", 20",21" ja
suuremad. Alla 15" monitori kasutamine sellisteks töödeks on
aga tänaste arusaamade järgi juba väga tülikas.
Vastavalt
suurusele võib monitore veel jagada:
portrait
- kõrgus suurem,
kui laius (spetsiaalkuvar nt. kirjastuse tarbeks)
landscape - laius
suurem, kui kõrgus (kõige enim levinud kuvaritüüp)
Ekraanisuurus
- hind-
Kui tavaliselt arvutikomponentide ühikuhind mõõtmete kasvades
langeb (näiteks maksab üks 4 GB ketas tavaliselt vähem kui kaks 2-
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), seetõttu maksab
näiteks 21-tollise ekraani pinnaühik paar-kolm korda rohkem kui
sarnase 14-tollise oma. Nii ongi välja kujunenud, et 15-tollisest
suuremaid kuvareid kasutavad ainult need, kellel seda tõesti tarvis
on- kujundajad, küljendajad, projekteerijad, börsimaaklerid jm.
Ekraanisuurusega seoses tasub mainida ka kuvarikasti enda mõõtmeid:
need võivad suurematel kuvaritel olla üllatavalt suured. Pole harvad juhused, kui 21-tollise kuvari värske (ja õnnelik) omanik
koju jõudes avastab, et see iludus lihtsalt ei mahu laua peale ära.
Rusikareegel on selline, et kasti iga mõõde - pikkus, laius, kõrgus
- võrdub umbes diagonaali nimiväärtusega (1" = 25,4 mm) või
ületab seda veidi. Ka kaal võib suurematel kuvaritel olla
märkimisväärne – kuni 50 kg.
Reasagedus
e. horisontaallaotus
(horizontal
frequence)-
nimetatakse
sagedust, millega toimub ridade laotamine elektronkiirekuvari
ekraanile.(ühe sekundi jooksul kuval kujutatavate pikseliridade
arv.) Kui tavalises televiisoris on see ainult 15,625 kHz, siis
arvutimonitorides tõuseb kuni 24- 115 kHz- ni. Monitori maksimaalne
võimalik reasagedus näitab, kui kõrge sagedusega ta on võimeline
pikselite ridu ekraanile laotama. Koos monitori maksimaalse videoriba
laiusega väljendab ta seda, millise kiirusega monitor suudab pumbata
pildipunkte ekraanile. Eraldusvõime tõstmine nõuab
horisontaallaotuse sageduse tõusu. Mida kõrgemat lahutusvõimet
soovitakse, seda rohkem pikseleid (ja pikselite ridu) peab monitor
ekraanile pumpama ühe kaadrilaotuse ajal. Tüüpilised väärtused
kahe kõrge lahutusvõimega tööviisi jaoks on järgmised:
Tööviis
Reasagedus
Ribalaius
1280x1024 (75 Hz)
85 kHz
120 MHz
1600x1200 (75 Hz)
95 kHz
200 MHz
Kaadrisagedus
(vertical
refresh rate)-ehk
ekraanikuva värskendussagedus-
näitab, mitu korda sekundis elektronkiir laotab kuva ülevalt alla
(millise sagedusega joonistatakse kogu pilt ekraanil uuesti). Kuna
elektronkiir peab joonistama palju horisontaalseid ridu, enne kui
valmib üks kaader, siis reasageduse mõõtühikuks on kiloherts
(kHz) ja kaadrilaotuse (kasutusel on ka terminid vastavalt
kaadrilaotus ja vertikaalsagedus) ühikuks herts (Hz). 60Hz
kaadrisagedus tähendab seega seda, et pilt joonitatakse ekraanile 60
korda sekundis. Mida kõrgem on kaadrisagedus, seda vähem pilt
vilgub ja väsitab silmi ning seda selgem on kujutis.
Inimsilmale täielikult ilma vilkumiseta näiva monitori
värskendussagedus peab olema vähemalt 70-75 Hz. Enamik kaasaegseid monitore võimaldab töötada üsna suures kaadrisageduse piirkonnas
30…160 Hz.VESA on esitanud minimaalselt soovitatavad
kaadrilaotussagedused , mis on saanud standardiks. Eraldustel 640x480
ja 800x600 soovitab ta 72- hertsist sagedust ja eraldusel 1024x768
minimaalselt 70- hertsist.
Pildi
ekraanile toomisel on kaks võimalust:
Poolkaaderkuva (interlaced display )-
puhul
joonistatakse pilt kahe elektronkiire käiguga, joonistades esimesel
korral üle ühe rea ja teisel korral ülejänud read. Sellist
jaotust kasutatakse ka tavalise teleri juures(50 Hz). Kuna terve
kuvakaadri joonistamiseks kuluv aeg kahekordistub, tekib silmale märgatav vilkumine. Ülerealaotuse eeliseks on väiksema mahuga
videokaader ja väiksem nõutav ülekandetrakti ribalaius.
Poolkaadrikuva kasutatakse juhul, kui mingi tegur pildi allikast kuni
selle kuvamiseni (kuvari elektroonika , ühenduskanalid, mälumaht
jne) ei ole suuteline tagama täiskaadrikuvaks vajalikku
informatsioonimahtu (-sagedust). Poolkaadrilaotusega monitorid on
küll odavamad, kuid eelistada tuleks täiskaadrilaotusega monitore,
mis annavad praktiliselt vilkumatu ekraanipildi.
Täiskaaderkuva (non
–interlaced display)-
puhul
joonistatakse kõik read ühe elektronkiire käiguga. Kuna reaalne
kaadrisagedus on 2 korda suurem kui poolkaadrikuva puhul, saavutatakse stabiilne, vilkumisvaba (flicker free) kuva.
Tekib küsimus, miks ei valita kohe võimalikult maksimaalne
kaadrisageduse väärtus. Vastus peitub selles, et koos
kaadrisageduse kasvuga kindlale monitorile lubatav lahutusvõime
väärtus väheneb. Näiteks kui soovite saada kõrget lahutsvõime
väärtust 1280x1024 punkti, siis maksimaalselt lubatav
kaadrisageduse suurus ei ületa enamikul monitoridel 85- 90 Hz. Kui
soovite saada lahutusvõimeks 1600x1200 punkti, siis maksimaalselt
lubatav kaadrisagedus on veelgi väiksem- enamasti 75- 80 Hz. Hea
monitor on tavaliselt kallis. Odav monitor võib küll töötada
kõrgetel sagedustel, kuid pilt ei pruugi olla väga hea (näiteks
tekib kontrastsuse vähenemine suurtel resolutsioonidel). Soovitava
kaadrisageduse saamiseks peavad seda toetama nii monitor, kui ka
videokaart.
Eraldus-
ehk lahutusvõime
(resolution)-
nimetatakse
ekraanikuva eristatuse astet, mida mõõdetakse pikselite vertikaal-
ja horisontaalsuunas. Tänapäeva monitori eraldusvõime miinimum
peaks olema 600x800 punkti. Suurem eraldusvõime lubab ekraanil
näidata rohkem ja detailsemat informatsiooni. Loomulikult peab
arvestama ka seda, et liiga suur resolutsioon väiksel monitoril võib
muuta vaadeldava pildi üldse lugematuks, seega tuleb resolutsioonide
puhul arvestada ka monitori suurusega. Kuna kuvari ekraan ei ole ruudukujuline , on horisontaaleraldus suurem vertikaalsest. Huvitavaks
näiteks on Macintosh- arvutid, mille kuvapilt on ranges üks- üheses
sõltuvuses objektide reaalsetest mastaapidest- kuvaril joonlauaga
mõõtes saadud tulemused ühtivad prindil mõõdetutega. Amiga
arvutitel on manipulatsioonid kuvapildiga täiesti virtuaalsed:
eraldusvõimet võib pikselhaaval kasvatada ja kahandada,
kaadrisagedust tõsta ja alandada jne. Piiravaks teguriks on siin
vaid kuvari enda suutlikkus. PC- del on olukord segasem. Praeguseks põhilised VGA kolm standardset eraldusastet: 640x480, 800x600 ja
1024x768 pikselit töötavad nii 9- tollistel, kui ka 21 tollistel
kuvaritel. Ettekujutuse kuvatavate objektide mõõtmetest saab kas
isiklikele kogemustele tuginedes (silmitsedes väljatükke) või
programmide poolt kuvale joonistatava mõõtjoonlaua abil.
Kasutatav eraldusvõime on tihedalt seotud kasutatava
graafikastandardiga.
eraldusvõime-
värskendussagedus
Kõike head alati ei saa, vähemalt mitte korraga. Igal kuvaril on
mingi reaalne piir, millest rohkem andmeid ta ei suuda ajaühikus
vastu võtta ja kuvada. Andmete maht omakorda sõltub sellest,
millise kvaliteediga pilti soovime ekraanil näha. Kuva
eraldusvõimest sõltub ühe "ekraanitäie" kuvamiseks
vajalik andmemaht, selliste ekraanitäite arv sekundis aga on sama,
mis värskendussagedus. Nende korrutise alusel moodustub ajaühikus edastatav andmemaht ehk ribalaius (mõõdetakse megahertsides, suurem
väärtus on parem). Täpsed meetodid selle arvutamiseks on siin
vaatamiseks tarbetult keerukad : kasutaja jaoks piisab enamasti kuvari
passis toodud tabelist, mis esitab kompromisse eraldusvõime ja
värskendussageduse vahel. Võite vaadata väikest pilti (nt 800x600)
meeldivalt kõrge ja värelusvaba sagedusega (nt 100 Hz) või siis
suurt pilti (nt 1280x 1024) madala sagedusega (nt 60 Hz). Kui
eraldusvõime eriti kõrgeks ajada, siis ei jää kuvaril muud üle,
kui hakata pildi värskendamisel ridu vahele jätma. Ülerealaotuse
(interlacing) puhul käib elektronkiir ühe korraga läbi
paarituarvulised read ja järgmise korraga paarisarvulised. Üsna
levinud ülerealaotuse sagedus on 87 Hz, mis tähendab ühe
konkreetse punkti värskendamist sagedusega 43,5 Hz. See näeb küll
palju parem välja kui tavaline 43,5-hertsine värskendus (mida oleks
võimatu üle paarikümne sekundi järjest vaadata), aga on siiski
piisavalt ebamugav. Ülerealaotuse puhul pannakse tabelites ja
reklaammaterjalides sageduse taha i- täht - seega ettevaatust reklaamidega, kus väidetakse maksimaalne värskendussagedus olevat
näiteks 87i Hz, see ei
ole 87 Hz. Kuvari ribalaius tuleks sobitada ka videoadapteri omaga :
võimas adapter võib odava kuvari andmetega üle koormata ja
kehvapoolne adapter ei saa korraliku kuvari söötmisega hakkama. Kui
kuvarite ribalaiust võib veel kuidagi nende spetsifikatsioonidest
leida, siis videoadapterite puhul on see päris võimatu. Jälgige
siis lihtsalt, et ostate odava monitori juurde odava adapteri ja
vastupidi - maksimaalne ribalaius on hinnaga umbes
võrdeline.
Arvestada tuleks ka sellega, et kõrgema sagedusega
läheb pilt tänu videoriba piiridele ja parasiitmahtuvustele
udusemaks. See effekt tuleb välja just monitori maksimumeraldusvõime
ja piirsageduste juures.
Eraldusvõime-
värvussügavus
Tegeliku kuvasüsteemi juures tuleb kompromiss leida ka eraldusvõime
ja värvussügavuse vahel (rohkem pikseleid - vähem värvusi korraga
ekraanil ja vastupidi), aga see piirang pärineb videoadapterilt.
Kuvaril on ükskõik, kui palju värvusi näidata, sest need
esitatakse talle niikuinii pideva signaali tasemetega.
Eraldusvõime-
ekraanisuurus
Sageli avaldatakse soovitusi selle kohta, kui kõrget eraldusvõimet
mingi diagonaali puhul veel kõlbab kasutada (näiteks, et
14-tollisel ei tohi mingil juhul kuvada midagi üle 800x600). Need on
aga väga subjektiivsed arvamused. Asi on selles, et tarkvaraliselt
saab ju kõik vähegi olulised kuvaelemendid suuremaks keerata.
Võtame näiteks kõige tavalisema tekstitöötluse ja algvariandiks
üsna levinud 14-tollise kuvari ja eraldusvõime 800x600. Sellisel
juhul on üsna hästi näha 12-punktist teksti ilma suurenduseta
(100%). Unistame nüüd natuke - et meil juhtub olema tõeliselt vinge 14-tolline kuvar ja korralik videokaart ning võime
eraldusvõimeks seada kasvõi 1600x1200. Sel juhul on ju ainult
tarvis valida suurenduseks 200% ning ongi tekst endises suuruses, aga
palju siledamate servadega . Kerimisribad võtavad endisest poole
vähem ruumi, ikoone mahub ühele reale kaks korda rohkem (kui see ei
meeldi, võime nad suuremaks keerata, Wordi näitel
View->Toolbars->Customize->Options->Large icons). Kui
menüükirjad on liiga väikesed, keerame needki suuremaks:
Start->Settings->Control Panel->Display->Settings-> Font size . Iseküsimus on muidugi sellise kuvari ja videoadapteri hind,
mis lubavad eraldusvõimet nii palju tõsta ilma värskendussagedust
ja värvussügavust ohverdamata, kuid see mõjutab ju ainult sileda ekraanipildi nõudja rahakotti. Tehnilisi piiranguid tegelikult
pole.
Sünkronisatsioon
- (multiscanning, autosync, Multisync) -monitorid
tähendab seda, et kuvarile ei ole videokaardi poolt vaja väljastada kindlate sagedustega pildijuhtimissignaale, vaid tootja poolt määratud piirkonnas suudab kuvar ise sünkroniseeruda- “haarata kinni” videokaardist saabuvate signaalidest. Automaatse sünkroniseerimise olemasolu muudab kuvari suurel määral videokaardist sõltumatuks ning lubab kokku hoida raha kaardi või ka terve arvuti väljavahetamisel.
- ( fixed - frequency ) -monitorid
-see on multiscanning tüüpi monitori vastand . Sellised monitorid, oskavad töötada ainult mingil kindlal/kindlatel sagedustel, olles seega piiratud, vaid neile sobivate videokaartide kasutamise võimalusega. Samas on sellised monitorid odavad ja pakuvad mõnikord ka paremat pildikvaliteeti.
- (multifrequency,variable-frequency) -monitorid
Sarnaselt multiscanning monitoridele, suudavad seda tüüpi monitorid töötada mitmete erinevate videokaardi poolt saadetavate sagedussignaalidega. Erinevuseks Multiscanning monitoridest, on vaid asjaolu, et nad ei suuda töötada kõigi sagedustasemetega, mis videokaart saadab, vaid ainult kindlatega. Kuna aga praktikas on välja kujunenud kindlad edastatavate videosignaalide standardid, siis puudub ka otsene vajadus eksootiliste sageduste järgi, ning enamik analoog monitoridest on multifrequency tüüpi.
Energiasääste-
Kuvari osaks langeb suur osa arvutisüsteemi energiatarbest.
Energiasäästliku arvutisüsteemi (rohelise arvuti) põhimõtete
hulka kuulub see, et monitori tarbitav võimsus ei ületaks 30 vatti (Energy Star
markeering). 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.
Ohutus-
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.
Kiirguskaitse-
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
lõppeb 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 ja
praktiliselt välistatakse moire-häire);
-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
Analoog
või digitaal
Iga punkti komponentvärvuste intensiivsusi on kuvarile aegade
jooksul edastatud kahte moodi: analoog-ja digitaalkujul. Digitaalselt
toimus asi kuni EGA-standardini ehk kaheksakümnendate keskpaigani.
Siis võis igal komponentvärvusel olla piiratud arv intensiivsusi,
tavaliselt 2, 4 või 8, mis tegi kokku 23=8
kuni 83=256
korraga esitatavat värvust. Videoadapter esitas komponentide
intensiivsusi digitaalsignaaliga (TTL- signaaliga). Monitore, mis
seda tüüpi signaale vastu võtsid, kutsuti TTL monitorideks
(TTL=transistor-transistor
logic).
Seda tüüpi monitorid pidid pildi ikkagi ennem, kui nad seda
ekraanil näitasid, kodeerima analoogkujule. Alates VGA-standardist
on üle mindud analoogkujule, mis tähendab oluliselt suuremat
võimalike väärtuste arvu - tavaliselt 256 iga kanali kohta ehk
kokku 2563=
=16777216 erinevat värvust (seda on rohkem kui inimese silm suudab
eristada). Kuigi mõned monitorid suudavad hakkama saada nii analoog,
kui digitaalsignaalidega, on tänapäeval siiski praktiliselt kõik
kuvarid analoogkuvarid.
Seda ei tohi ära
segada erinevate reguleerimise (control) viisidega: siin tähendab
analoogreguleerimine lihtsalt seda, et heleduse muutmiseks tuleb
keerata nuppu, digitaalreguleerimise puhul aga saab sama asja teha
vastavatele nuppudele vajutamisega. Pildi kvaliteedile pole
reguleerimisviisil iseenesest muidugi vähimatki mõju;
digitaalreguleerimise eelis tuleb pigem sellest, et tema puhul on
tavaliselt raatsitud ka odavamates kuvarites rohkem parameetreid
kasutajale reguleerida anda, ning sellest, et digitaalselt
reguleeritavad kuvarid oskavad tavaliselt meelde jätta eri
kuvaresiimide sätted, lihtsustades nende ümberlülitamist.
Digitaaljuhtimisega monitoride puhul loetakse kõige kaasaegsemaks
häälestusviisi, mille puhul on monitoril vaid 4 nuppu (valik,
väljumine,+,-) ja seadistatava parameetri valik toimub ekraanile
kuvatava menüü abil (ON- Line, ON- Screen jmt.).
Demagneetimine
(degaussing)- Kuvarite komponendid magneetuvad aja jooksul (Maa
magnetvälja ja naabruses asuvate tugevate (elektro) magnetite 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.
LCD ( Liquid Crystal
Display) - vedelkristallkuvar
Teatud tüüpi kuvar,
mida kasutatakse elektronkäekellade, kalkulaatorite,
mobiiltelefonide ning süle-
ja pihuarvutite
ja
paljude muude miniatuursete seadmete, viimasel ajal ka
personaalarvutite
juures.
Nad on kergemad ja vajavad palju vähem toiteenergiat kui tavalised
katoodkiiretoruga kuvarid.
Vedelkristallid on pikad
molekulid, mis keerduvad spiraali , kui neile rakendada elektrivälja.
Vedelkristallirakkude kihti läbiva valguse polarisatsioonitasand
pöördub vastavalt molekulide spiraali orientatsioionile. Pärast
vedelkristallikihi läbimist läbib valgus filtri, mis sõltuvalt
polarisatsioonitasandi suunast kas laseb valgust läbi või ei lase.
Nii on võimalik elektriväljaga juhtida iga pikseli
heledust
ja värvilise vedelkristallkuvari puhul ka värvi
LCD-
monitoride üheks suurimaks puuduseks on tema hind, mis võrreldes samade suurusnäitajatega CRT- monitoriga on mitmekordne. Samuti on
kuni praeguseni mitmetel vedelkristallekraanidel mitmed probleemid
esitatava pildi kvaliteediga. Üheks probleemiks kvaliteedi puhul, on
see et enamus videokaartidest kasutab vaid analoogühendust ning
vastavalt sellele tuleb ka digitaalsele LCD monitorile sisse ehitada
kallis analoog-digitaal muundur , mis kuvarilt saabuvad
digitaalsignaalid kuvaadapterile vastuvõetavaks muudaks-selline muundamine viib aga protsessi käigus tekkivate vigade tõttu
kvaliteeti allapoole. Õnneks on aga olukord muutumas ning üha enam
firmasid pakub lisaks tavalistele videokaartidele ka digitaalse
konnektoriga mudeleid (20 pin ühendus). Kaasaskantavate arvutite LCD
-kuvarid on digitaalset ühendust juba aastaid kasutanud.
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 (85Hz ja rohkem),
et kogu protsess jääb silmale praktiliselt märkamatuks. LCD
monitorides on aga vilkumine üldse kõrvaldatud s.t kaadrisagedus
(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).
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 orieteerituna.
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.
Vedelkristallelementide juhtimiseks rakendatakse kahte meetodit.
Esimese meetodi korral orienteerib pinge puudumine elektroodidel või
väga madal pinge vedelkristalli molekulid paralleelselt elektroodide
tasapinnaga. Kui sellisele vedelkristallide kihile langeb väline
valgus, siis läbivad valguskiired kihi takistusteta. Piisava pinge
rakendamine elektroodidele muudab aga kristallstruktuuri. Mida
kõrgemaks pinge tõuseb, seda enam hakkavad üksikud molekulid
liikuma, moodustades molekulide gruppe. Läbipaistev kiht muutub
hägusaks. Valguse langemisel vedelkristalli ergastatud ja
ergastamata aladele, tekib nendelt peegeldunud valguse vahel
kontrast. Välise elektromagnetilise välja poolt ergastamata
vedelkristalli alad kujutavad tausta . Elektroodidelt pinge
kõrvaldamisel taastub algne regulaarne kristalliline struktuur ja
kaob kontrast üksikute alade vahel. Kujutise kontrastsuse tõstmiseks
paigutatakse sageli paneeli taha valgusallikad , milledest kiirguv
valgus kas jõuab vaatleja silma või mitte (tagantvalgustusega
vedelkristallpaneelid).
Teise meetodi puhul
tekitatakse kujutis vedelkristallpaneelis tvistefekti
esilekutsumisega. Kui vedelkristallile rakendatakse väline
elektriväli, siis vedelkristalli läbiva polariseeritud valguse
polarisatsioonitasapind pöördub (sõltuvalt ainest, kas 90 kraadi
või 270 kraadi võrra). Kuvapaneel kujutab endast sellisel juhul
kaht polaroidplaati, mille vahel asub vedelkristalli kiht.
Polaroidplaatide valguse polarisatsioonitasapinnad on teineteisega
risti, mistõttu neile langev valgus plaate ei läbi. Kuid tänu
vedelkristallikihile, mis on võimeline pöörama temale langeva
valguse polarisatsionitasandit 90 kraadi võrra, muutub võimalikuks
valguskiirte läbitungimine polaroidplaatidest. Olukord muutub
radikaalselt, kui mõjutada vedelkristallikihti välise
elektromagnetilise väljaga, mis orienteerib vedelkristalli molekulid
väljajõujoonte sihis. Sellisel juhul kaotab vahekiht võime pöörata
polarisatsioonitasapinda ning valguskiired ei läbi enam
polaroidplaate. Ergastades vedelkristalli pinda valikuliselt välise
väljaga, saab moodustada suvalisi rasterkujutisi. Visualiseeritava
märgi kujutis tekib tumedamana, võrreldes heledama (ergastamata)
fooniga. Vaadeldav meetod on leidnud laiemat kasutust, kui eelnev,
sest ta tagab kujutise parema kontrastsuse ning vähendab energiakulu .
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
seejuuresvedelkristallaine molekulidega paralleelselt. Sõltuvalt
kasutatud lisandainest omandavad ergastamata vedelkristallid kindla
värvuse. Vedelkristallide ergastamisel elektrivälja värvus kaob.
Mitmevärviliste
kujutiste tekitamiseks kasutatakse spetsiaalseid värvifiltreid. Ühe
taolise seadme ehitus nähtub allolevalt jooniselt
Värvivedelkristallpaneeli konstruktsioon :
(1- luminofoorlambid, 2- tagumine polarisaator, 3,5- klaasplaat, 4- vedelkristallid, 6- punane valgusfilter, 7- roheline valgusfilter, 8- sinine valgusfilter, 9- spetsiaalfilter, 10- eesmine polarisaator)
Kuvapaneeli
taga asuvad 4 luminofoorlampi, millede poolt tekitatud tugev valgusvoog suunatakse läbi tagumise polarisaatori. Polarisaatorit
läbivad ainult need valguskiired, mille võnketasapind ühtib
polarisatsioonitasapinnaga. Sõltuvalt vedelkristalli elementide
(pikselite) ruumilisest orientatsioonist läbivad polariseeritud
valguskiired neid või mitte. Vedelkristalle läbinud valguskiired suunduvad seejärel valgusfiltrisse. Viimane koosneb kolmest
osafiltrist, vastavalt rohelise, punase ja sinise värvuse tarvis.
Kuvapaneelil iga visualiseeritava kujutise elemendi moodustamisest
võtab osa vedelkristalli kolm elementi, mis on üksteisest
sõltumatult juhitavad . Rastripunkti nähtav värvus sõltub sellest, millisest elemendist valguskiired langevad valgusfiltrile.
Valgusfiltri taga võib saada ühe järgmistest värvustest:
must,valge, punane, roheline, sinine, kollane, purpurpunane ja lilla.
Juhul, kui vedelkristallis eristatakse iga kujutisepunkti
moodustamiseks nelja elementi, siis saab moodustada 16 erinevat
värvust. Seadmesse lisandub veel neljas filter- valge, mis toimib
valgustugevuse modulaatorina.
Kõrvaldamaks
vedelkristalli keskkonda läbivat "lekkevalgust"
rakendatakse täiendavat spetsiaalfiltrit. Kuna valgusallikaist
väljunud valguskiired peavad oma teekonnal enne vaatleja silma
jõudmist läbima 10 eri keskkonda, tekivad võrreldes monokroomsete
vedelkristallpaneelidega märkimisväärsed valguskaod.
Kompenseerimaks valguskadudest põhjustatud kujutise kvaliteedi
langust, kasutatakse kuvapaneelides suure võimsusega
valgusallikaid.
Vedelkristallpaneelide mõõdete
vähendamiseks monteeritakse neid juhtivad elektroonikalülitused
vahetult kuvapaneelile. Võrreldes plasma - ja
elektroluminestsentspaneelidega tarbivad vedelkristallpaneelid
tunduvalt vähem 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 vedelkristllpaneelil olev kujutis nähtamatuks.
Kujutisele avaldab mõju veel kuvapaneeli kasutuskeskkonna
temperatuur. Enamik vedelkristallpaneele keeldub töötamast
temperatuuril alla +1oC;
temperatuuril alla -40oC
võivad nad rikneda.
Vedekristallkuvarite
peamisteks eelisteks on väike võimsustarve, väikesed mõõdud
(peaaegu tasapinnaline ekraan) ja kiirguse puudumine (ka
tagantvalgustusega kuvaritel rakendatakse mitte üle 500 V). Seni on
suuremate (üle 12- 13 tolliste) vedelkristallkuvarite laiemat
kasutuselevõttu elektronkiirekuvarite asemel takistanud nende kõrge
hind. Märkimisväärt on asjaolu, et vedelkristallekraanide pind on
palju suurem vastavate elektronkiirekuvarite omast (kasutamata nurga
piirkondi ei teki). 13,3 tolline LCD- kuvar on tegelikult
ekvivalentne 15 tollise elektronkiiremonitoriga.
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). Võrreldes LCD- kuvarite ja -näidkutega
on nende kasutusvaldkond siiski suhteliselt piiratud.
Vedelkristallekraanid
jagatakse kahte suurde rühma: passiivmaatriksid ja aktiivmaatriksid:
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 võbelemine.
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. Niimoodi kolme alampikselit juhtides lastakse valgus läbi vedelkristalli,
värvifiltri kolmiku või triibu - ja saadakse vastavad värvid.
Polarisaator on ette nähtud peegelduse ärahoidmiseks ja kujutise
taravdamiseks. Parema kontrastsuse saavutamiseks kasutataskse nn. black matrix-tehnoloogiat- värvifiltri kolmikute (triipude) ümbrus
kaetakse musta kilega. See vähendab veelgi heledust.
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.
17. Printerid
ja Scannerid. Nende tööpõhimõte, tüübid, hooldus ja tarvikud .
Printer
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 (joonisel 1) näha enimlevinud printerite tüübid.
Joonis 1. Printerite tüübistik
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
kirjeldamiseks konkreetsest seadmest sõltumatute käskude kujul.
Rasterkujutise protsessor (RIP- raster image processor) on vahend
(tark- ja riistvara kombinatsioon) lehepoogna kirjelduse
teisendamiseks bittrasterkujule, et teha väljaprint.
Kvaliteetprinterites võidakse selleks kasutada ka erikaarti.
Lehepoogna
kirjeldamine PDL- interpretaatori (PDL- tõlgi) abil võib toimuda ka
arvuti keskseadmes (CPU-s). Sel juhul printeri draiverprogramm
(juhtprogramm) töötleb vaid teksti- ja bittrasterandmeid, andes need edasi printeri kontrollerile, mis suunab nad printeri
märketekitavale täiturmehhanismile. (vaata joonise 2 parempoolset
osa) Sel juhul printeri kontroller on lihtne elektroonikalülitus,
mis suurt mälumahtu ei vajagi. Klassikaline printeriarhitektuur
sisaldab siiski terve mikroarvuti ühe või mitme protsessoriga ja
suurte RAM- ning ROM-mäluseadmetega; kõrgtaseme printerites võib
leiduda isegi kõvaketas salvestusseade.
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- Packard 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 prindipeadega maatriksprinterid on harilikult
aeglasemad, kehvema prindikvaliteediga 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 värviprinti 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.
Tindiprits-
ehk jugaprinterid ja vahaprinterid
Viimaste
aastate üheks kõige populaarsemaks prinditehnoloogiaks on kujunenud
tindipritsimis- ehk jugatehnoloogia, millele veel 90. Aastate alguses
ennustati peatset kadu. Tehnoloogia rajaneb prindipeale, mis sisaldab
suure arvu ülipeenikesi düüse, mille
kaudu paberile juhitakse vedelat värvi (tinti). Kuna jugaprinterid
kasutavad tinditaolist vedelat värvi, siis nimetatakse neid ka
tindipritsideks.
Jugaprintimise algidee pärineb
jaapani firmalt Canon , esimese tuntud kommertsmudeli (ThinkJet)
töötas välja Hewlett-Packard 1984. Aastal. Erinevalt teistest
printeritüüpidest puudub sellel tehnoloogia puhul vahetu mehaaniline kontakt prindipea ja andmekandja vahel, pole vaja
kasutada värvilinti ja kergesti võib jäädvustada nii teksti kui
ka graafikat, samuti on suhteliselt hõlbus värviprintimine.
Termoprinterid
(termosiire ja sublimatsioon)
- olid tuntud juba 60. aastatel, vahepeal huvi nende vastu mõnevõrra
langes, ehkki neid kasutati palju eriotstarbelistes seadmetes (näiteks faksides ja kassaprinterites), kuid huvi on uuesti kasvamas
seoses kvaliteetsete värviprinterite ilmumisega.
Tavalises termoprinteris tekitatakse kirjamärke kuumutuselementide
rakendamisel otse vastu soojustundlikku paberit. Sellise printeri
põhisõlmedeks (joonis) on: värviline rull 1, värvilint 2,
surverull 3, soojustundlik paber 4 ja termoelementidega prindipea 5.
Termoelementidest
eralduva soojuse toimel muudab soojustundlik paber oma värvust. Nii
nagu nõelmaatriksprinteriteski kasutatakse tükipeades
termoelektroodidest moodustatud punktmaatrikseid (8x5, 9x5 jt.).
Rööbiti pooljuhttehnoloogias valmistatud termoelektroodidega
kasutatakse tihti ka kiletehnoloogias formeeritud takistuselektroode.
Termokontaktiga
printerid on lihtsad ja väga töökindlad, müravabad ning tagavad
küllaltki rahuldava prindikvaliteedi. Nende peamiseks puuduseks on
vajadus spetsiaalse termopaberi järele. Siiski kasutatakse neid
tänapäeval paljudes eriotstarbelistes seadmetes, näiteks faksides,
samuti kassa- ja etiketiprinteritena.
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 maksate kulumaterjalide eest paari aasta
jooksul teise printeri hinna juurde. Oleneb muidugi sellest, kui
intensiivselt te printimistöid teete. Sageli nõuab odav printer
kalleid kulumaterjale ja vastupidi - kallis printer küsib lisaks
vähe raha.
Kõige
odavam on süski pidada nöelprintereid, 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 võite
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.
Kalleimad on laserprinterid, kuid ka
nende toonerikassetid maksavad 1000-2000 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 6000 (LED-printereil 4000) kroonist ,
professionaalsed mudelid võivad aga maksta 30-40 tuhande ringis.
Kõrgema klassi värvilaserprinterite hind ulatub juba 100 000 ja
enamagi kroonini, aga nendega vist algajad juba kokku ei puutu .
Kulumaterjalidelt söövad trükivärviraha kõige enam värvilised
jugaprinterid ja et neilt head pilti saada, tuleb ka kallist paberit
või kilet raisata. Värviprindis läheb iga lehekülg maksma
keskmiselt 2-5 krooni, mustvalgelt 40-80 senti. Odavamad
jugaprinterid saab kätte alla 4000 krooniga , kallimate hinnad
küündivad 7000-8000 piirimaile.
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 värviprindi korral; suur tarvikute kulu
Värvivõimalusega personaalprinterid
Skanner
Skanner
on arvuti väline lisaseade/optiline instrument, mis on mõeldud
valmisteksti ja –piltide sisestamiseks arvutisse/digitaalsele kujule viimiseks. Jaotades kujundi sadadeks eraldi punktideks (või
pikseliteks) muundab skanner selle mõistetavaks arvuti jaoks, mis
siis tarkvara abil esitab skaneeritava pildi arvuti ekraanil.
Skanneril on funktsionaalne sarnasus kserokoopiaaparaadi
lugemisseadmega. Kui koopiate puhul loetu kantakse kohe paberile,
siis antud juhul antakse võimalus kujutist redigeerida, seda kärpida
või midagi lisada. Teksti tuvastamiseks kasutab skanner optilist
tärgituvastust (OCR- optival character recognition).
Seega saab skanneri kasutaja sisestada näiteks oma kirjatöö
illustratsioonid ja valmiskirjutatud tekstid arvutisse, seal tekste
töödelda, muuta šrifti, paigutada illustratsioonid sobivatesse kohtadesse ja seejärel välja trükkida.
Skanner
on umbes arvutiploki suurune pealt ülestõstetava kaanega seade. Kaane all on klaaspind, millele “kujutis allapoole” asetatakse
sisestatav dokument. Kaas suletakse ja skanner valgustab paberilehte
ja loeb täpp-täpilt sisse kogu paberil oleva kujutise ning edastab
selle arvutile.
On
olemas ka käsiskannerid, mida kasutaja veab mööda skaneeritavat
kujutist. Need skannerid on väiksemad, odavamad ja edastatav kujutis
on madalama kvaliteediga.
Nimetus “skanner”
tuleneb ingliskeelsest sõnast scan,
mis tähendab “silmi millestki üle libistama, üksikasjalikult
vaatlema, täpselt uurima , pilti täppideks lahutama ”.
Kõikidel sellesse kategooriasse kuuluvatel seadmetel on ühesugune
tööpõhimõte: nad loevad infot objektide heledus-tumeduse ja
värvuse kompamise teel, kasutades ülitundlikke sensoreid .
Optiliste lugemisseadmete lihtsaimaks liigiks on infolugejad ainult kindlal
viisil normeeritud andmekandjatelt. Sellisel juhul on objektiks näiteks vöötkoodiriba kauba pakendil või masinloetav kiri
pangatšeki allosas. (vaata järgmist joonist)
Käsi-
Kassaskanner
Skaneeritav
objekt libistatakse üle lugemisseadme –kassaskanneri- või
lähendatakse käsiskanner loetavale objektile (markeeringule v.
kodeeringule). See on võimalik näiteks lugemispüstoliga, mis
tuvastab kirjamärke (masinloetavat kirja), sealhulgas ka OCR-A
–standardile vastavat kirja pangatšekkidel ja muudel
dokumentidel.
Optiliste sisendseadmete erirühma
moodustavad pilti ja teksti lugevad skannerid. Nimetust “skanner”
kasutataksegi peamiselt nende sisendseadmete kohta, kuna eespool vaadeldud seadmed kannavad tihti vaid optiliste lugejate nime.
Pildi-tekstiskannerites viiakse kombatav originaalpilt punkthaaval
rasterkujutisena arvuti mällu, värviskannerites värvikujutisena.
Kui skanneri sensor on “sisse tõmmatud” pildipunkti kohta käiva
info, liigub ta edasi järgmisele, kuni kogu dokument on loetud. See
protsess on väga kiire, kogu algdokumendi skaneerimiseks kulub
ainult paar sekundit.
Skaneerimisprotsessi
mehaanika sõltub konkreetse mudeli tüübist. Kõik skannerid
kasutavad valgusallikat ja vahendeid sensori (või peegli, mille abil
valgus juhitakse sensorile) liigutamiseks algdokumendi kohal (või
vastupidi) ning sisaldavad elektroonikalülitust, mis muundab
hõlvatud info digitaalkujule.
Ka videokaamera
on spetsiaalne skaneerimisseade, mis muundab kujutisest saadud info
digitaalkujule. Videokaamerad teostavad samal viisil skaneerimist
selles mõttes, et nad järjestikuselt loevad sisse infot kujutise
iga rea ja punkti ehk pildielemendi (pikseli) kohta. Siiski
kasutataksse videosüsteemides paljude sensorite kahemõõtmelist
massiivi, kus igaüks loeb sisse infot ainult üheainsa punkti
kohta.
Tavalistes skannerites toimub info
sisselugemine rida- ja punkthaaval suhteliselt lihtsa sensorpea abil.
Need seadmed võib jagada vastavalt nende funktsioonidele nelja
põhirühma:
- Tasaskannerid (flatbed),
- Lehesööturiga (sheetfed) seadmed,
- Projektsioonskannerid (overhead scanner ),
- K
äsiskannerid (handheld scanner).
T
asaskanner e. lauaskanner –
nendes asetatakse originaal näotsi vastu alusklaasi nagu tavalistes
paljundusmasinates (mitmed kaasaegsed koopiamasinad ongi tegelikult
sisseehitatud skanneriga digitaalseadmed). Valgus peegeldatakse
peeglite süsteemi abil algdokumendi igale reale. Skaneerimispea
asetseb väga lähedal alusklaasi alumisele pinnale ja liigub ajami
toimel sünkroonselt koos valgusallikaga. Skaneerimispea see asuv
läätsesüsteem suunab peegeldunud valguse valgustundlikule
elemendile (harilikult fotodiood või laendusidestusseade CCD), mis
muundab valguse intensiivsustaseme elektrivooluks. Mida suurem on
peegeldunund valguse hulk, seda suurem on tekkiv pinge. Seda tüüpi
skannerid sobivad eriti hästi, kui on vaja skanneerida
mitmeleheküljelisi dokumente: kokkuvõtteid, raamatuid, pilte jms.
Tasaskannerid võtavad suhteliselt palju ruumi. Muuseas, saab
korraliku tasaskanneriga lugeda arvutisse slaide ka ilma
spetsiaalvarustuseta.
Lehesööturiga
seadmed -
mõned skaneerimisseadmed on varustatud lehesööturiga. Algdokument veetakse sellest läbi, kusjuures sensorseade kompab seda rida-realt.
Palju faksiaparaate töötab samal põhimõttel: originaal pistetakse
pilusse, kus selle esiserv haaratakse rullikmehhanismi poolt. Ei
sensor ega ka sisseehitatud valgusallikas ei pea liikuma, ainsaks
liikuvaks osaks on rullikmehhanism. (vaata järgmist joonist).
Selline skanner sobib eriti hästi siis, kui skannerit kasutatakse
ainult A4 formaadis lehtede skanneerimiseks. Sheetfed
skannerid on ruumi suhtes vähenõudlikud ja mahuvad reeglina
monitori ja klaviatuuri vahele. A4 formaadist väiksemat materjali
(fotod) saab skaneerida, kuid on reaalne võimalus, et pildid jõuavad
arvutisse veidi moonutatult. Fotode jaoks sobib tasaskanner paremini.
P
rojektsioonskannerid
-meenutavad
väliskujult fotosuurendit või erilisi mikrofilmi kaameraid. Nendes
asetatakse originaaldokument sensorpea alla lauale või padjakesele.
Sensorpea ripub umbes 25 cm kõrgusel algdokumendi kohal ja mingit
sisseehitatud valgusallikat ei kasutata. Ruumi valgustusest peab
piisama sensori normaalseks tööks. Sensorpea sees olev pöörlev
mehhanism suunab skanneri “elektronsilma” dokumendi igale
skaneeritavale reale. Projektsiooniskanneri väliskuju on näha
järgmisel joonisel.
Slaidiskannerid
-
võimaldavad sisestada nt. fotosid otse slaidilt, mis tagab palju
parema kvaliteedi.
K
äsiskannerid -
on lihtsad ja odavad tänu suhteliselt piiratud vaateväljale ja
mitmete komponentide asendamisele käemusklite tööga. Sensor ja
valgusallikas paiknevad ligikaudu kümne sentimeetri laiuses
käeshoitavas seadmes. Sisselugemiseks tuleb seda käsitsi libistada
üle skaneeritava dokumendi. Arvutisse installeeritud lisakaart
tõlgib loetud info digitaalkujule, kasutades seejuures skanneri
juurde kuuluvat tarkvarapaketti.
Mõned
käsiskannerid on varustatud programmidega, mis võimaldavad ka
skanneri laiusest paar korda laiemat pinda skaneerida ja seejärel
kokku liita. Järgmisel joonisel ongi näha tüüpilise käsiskanneri
väliskuju.
Vastavate
tekstitöötlus-, graafika- või kombineeritud teksti-graafika-
programmide abil saab skaneeritud pildiinfot edasi töödelda,
näiteks prospektide, menüükaartide, pressiteadete, reklaamide ja
muu valmistamiseks. Leidub programme , mille abil saab skeneeritud
teksti muundada tähemärkidest koosnevaks tekstifailiks. Sellist
protseduuri nimetatakse optiliseks märgituvastuseks e. OCR-ks
(optical
character recognition).
Trummelskannereid
-
kasutatakse peamiselt suurt lahutusvõimet ja värvikujutiste
töötlemist nõudvas graafilises trükitööstuses. Nendes seadmetes
keeratakse originaaldokument trumli ümber ja teda pööratakse suure
kiirusega. Tavaliselt kasutatakse skaneerimiseks laserkiirt, et oleks
võimalik eksponeerida eriti väikesemõõdulisi piltkujutise
elemente.
Erinevus
ühelt poolt pildi-tekstiskannerite ja teiselt poolt kassades
kasutatavate optiliste lugemisseadmete,- püstolite ja
magnetkirjalugejate vahel seisneb selles, et esimesed võivad sisse
lugeda suvalisi ja erineval viisil kujutatud andmeid, kuna
kassaskannerid sobivad ainult kindlaksmääratud viisil salvestatud
ja normeeritud andmete (kodeeringute, nt. vöötkoodides fikseeritud
kaubaartiklite numbreid ) äratundmiseks. Viimast tüüpi andmeid
kasutab arvutisüsteem seejärel automaatseks laoseisu
täpsustamiseks, majandusstatistika teostamiseks ja muudel
eesmärkidel.
Automaatne
teksti tuvastamine ja pilditöötlus (OCR)
Definitsioon.
Optiliseks märgituvastuseks ehk OCR-ks (optical
character recognition)
nimetatakse kirjutatud või prindidtud (trükitud) märkide ja
tekstidokumentide automaatset sisselugemist andmetöötlussüsteemi
optiliste meetoditega ning nende muundamist arvutile mõistetavateks
märkideks.
Skannerid ja
tekstituvastussüsteemid koos võimaldavad masinakirja-, trükitud ja
isegi käsitsi kirjutatud tekstide lugmist ja muundamist
järeltöödeldud märkideks (näiteks tähtedeks), ilma et tekste
peaks vaevarikkalt käsitsi töötlema.
Skanner
muundab algdokumendil analoogkujul oleva info punkthaaval
digitaalseteks impulssideks, mida arvuti on suuteline töötlema.
Seega on analoogandmeteks algdokumendi kõik pildipunktid, millel
teoreetiliselt võib olla lõpmata suur arv värvi- ja ka
halltoonastmeid ning punktisuurusi. Skanneri optika ja elektroonika
suudab nendest punktidest ainult piiratud arvu muundada
digitaalkujule. Needon teatavatele kindlatele punktisuurustele,
värvuste-, halltoon- ja heldedusväärtustele defineeritud
väärtused.
Pärast tuvastus- ja
tõlgendamisprotsessi OCR- programmi abil on teksti võimalik
kasutada tekstiblokina või dokumendina ja seda sab suvalisel viisil
edasi töödelda. Näiteks on võimalik masinloetavaid
kartoteegikaarte automaatselt viia andmepanka või
ajakirjandusväljaannetest sisseloetud tekste arhiveerida hilisemaks
kasutamiseks.
Tänapäeval eristatakse ja
kasutatakse peamiselt kahte tuvastusmeetodit
18. Kõvaketta
maksimaalmahtu piiravad tegurid ja nendest ülesaamise viisid.
Mis
on Normal Mode, LBA ja
Large Mode ?
528
MB, 2.1 GB, 8.4 GB ... - kõva ketta mahu barjäärid
Õigupoolest
pole tegemist mitte kettaste eneste probleemidega, vaid hädad peituvad kasutatavates BIOS-ides ja opsüsteemides. Ja nagu
igapäevases elus näha võib, on esimesed kaks neist juba ületatud
ja ega kolmaski näi erilisi raskusi valmistavat. Enne nende
"barjääride" olemuse juurde asumist aga üks
terminoloogiline märkus. Ehk on keegi näinud piiridena mainitavat
mõnevõrra teistsuguseid kettamahtusid 504 MB, 2 GB ja 7.88 GB. Siin
on tegemist 'megabaidi' ja 'gigabaidi' kahesuguse tõlgendusega.
Kümnendsüsteemi järgi esitatavas megabaidis on 1 000 000 (miljon),
gigabaidis aga 1 000 000 000 (miljard) baiti. Kahendsüsteemis aga
lähtutakse kahend -kilobaidist, milles on 1024 baiti (kaks astmel
kümme). Megabaidi saamiseks tuleb loomulikult võtta kilobait ruutu
ja gigabaidi saamiseks kuupi. Seega kahendsüsteemis
1
MB = 1024 * 1024 = 1048576 baiti
ja
1
GB = 1024 * 1024 * 1024 = 1073741824 baiti.
Seega
on kahendühikud suuremad kui nende vasted kümnendsüsteemis ja
esitatavad andmemahud sedavõrra väiksemad. Pealkirjas on barjääride
suurused esitatud kümnendühikutes ja neid kasutame ka edaspidi, kui
pole teisiti märgitud. Praktikas võib aga kohata mõlemaid,
seejuures mitte alati pole selge, kumba neist on mõeldud.
Kettatootjad esitavad oma ketaste mahud üldiselt kümnendsüsteemis.
Meeldetuletuseks
veel sellest, kuidas on andmed kõvakettaseadmes organiseeritud.
Kõvakettaseadmes on üks või enam pöörlevat ketast, millele
andmed on magnetiliselt kantud radadeks nimetatavate kontsentriliste
ringidena. Erinevatel ketastel üksteise kohal asuvaid (st. ühesuguse raadiusega ) radu nimetatakse kokku silindriks (ingl. k. cylinder ).
Seadmes olevate ketaste arvu iseloomustatakse nende pindade
lugemiseks vajalike magnetpeade (ingl. k. head) arvuga. Igal kettal
on kaks pinda, kuid mitte kõik neist ei tarvitse kasutusel olla ja
seetõttu võib peade arv olla ka paaritu ning väiksem kui
kahekordne ketaste arv. Rajad omakorda on jagatud andmete parema
kättesaadavuse huvides lõikudeks, mida nimetatakse sektoriteks
(ingl. k. sector ). Tavaliselt on sektoris 512 andmebaiti. Sektor on
väikseim andmehulk kettal, mille poole saab sõltumatult pöörduda.
Seega isegi kui on vaja vaid ühte baiti, tuleb kettalt ikkagi lugeda
terve 512 baidine sektor.
528
MB - arusaamatused IDE ja BIOS-i vahel
Kõvaketaste
mahud on aja jooksul kiiresti kasvanud ja seetõttu on kunagi tehtud
otsused muutunudki barjäärideks, millest peab kuidagi üle või
mööda saama. Probleemide tekkele on kõvasti kaasa aidanud seegi,
et PC-de arengus võtmeosa etendanud suurfirmad IBM ja Microsoft
erilise ettenägelikkusega ei hiilanud, esmatähtsaks peeti ikka
"lahenduse" leidmise kiirust. Aga küllap sellepärast nad
nii edukad ongi. Nüüdseks juba oma teravuse kaotanud 528 MB
probleem tekib kahe standardi, riistvaralise IDE/ATA ja tarkvaralise
BIOS-i kettafunktsiooni (nn. Int 13h) koostoimel ehk täpsemalt
öeldes mitteühildumisel. Kuna üks süüdlastest(kuigi väiksem) on
IDE/ATA, siis esineb see häda vaid nimetatud liidesega ketastel,
jättes puudutamata SCSI-kettaid. Järgmises tabelis on toodud
probleemi kummagi osapoolega seatavad piirid ketaste parameetritele:
Tabel 1.
Silindreid
Päid
Sektoreid
Kokku
Standard
Bitte
Arv
Bitte
Arv
Bitte
Arv
Bitte
Maht
IDE/ATA
16
65536
4
16
8
255
28
137 GB
BIOS Int 13h
10
1024
8
256
6
63
24
8,4 GB
Kombinatsioon
(Väikseim kahest)
10
1024
4
16
6
63
24
528 MB
Sektoreid
hakatakse lugema ühest, mitte nullist, seetõttu on neid ühe võrra
vähem kui sellise bittide arvuga saaks maksimaalselt esitada. Nagu
tabelist näha, võimaldab neist kumbki eraldivõetuna märksa suurema ketta kasutamist, 528 MB piir tekib vajadusest kasutada igast parameetrist väikseimat. Praegusel ajal üldlevinud lahendus
sellest piirist ülesaamiseks on kasutada täiendatud BIOSi, mis
teisendab talle esitatud silindri, pea ja sektori väärtused
kettale (täpsemalt IDE/ATA liidesele) vastuvõetavaks. See
tähendab, et BIOS-i poole pöördumisel vähendatakse silindri ja
sektori numbrit, suurendades vastavalt pea numbrit, BIOS aga
teisendab need enne kettale edastamist tagasi. Kirjeldatud meetodit
nimetatakse laiendatud CHS (Extended CHS ehk ECHS ) ehk suureks
moodiks (Large Mode). CHS on moodustatud ingliskeelsete sõnade
Cylinder, Head ja Sector esitähtedest. Moodi, mille puhul
teisendamist ei toimu ja mis sobib ainult väiksematele kui 528 MB
ketastele nimetatakse normaalseks (Normal) ehk standardseks CHS-moodiks (Standard CHS Mode). Laiendatud CHS-st enam kasutatakse tänapäeval LBA ( Logical Block Addressing) moodi, milles BIOS
pöördub kõvaketta sektorite poole nende (järjekorra)numbri
järgi. Tegemist pole seejuures muidugi mitte enam sektori numbriga
rajal, vaid hoopis terves kettaseadmes. BIOS-ile esitatakse
seejuures parameetrid samamoodi nagu ECHS korral. LBA moodi
kasutamiseks peab seda peale BIOS-i toetama ka kettaseade ise ja
praegu tootmises olevad seda ka teevad. 528 MB piirist ülesaamiseks
on välja töötatud ka mitmed residentsed programmid ( draiverid ),
näit. 'Ontrack Disk Manager' ja 'EZ-Drive', kuid nende
kasutamisest tuleks mitmete ühilduvuse jms. probleemide tõttu
hoiduda.
Kogu
tõde kõvaketaste kohta
Vahemärkusena
võib lisada, et ka ketta enda kohta esitatavad andmed (need, mille
järgi ECHS moodis BIOS kettaga suhtleb) ei vasta tema tegelikule
ehitusele. Ja kuidas peakski tänapäevasesse saledasse
kettaseadmesse mahtuma üksteise peale näiteks 8 ketast koos nende
vahel liikuvate 16 peaga? Ega nad mahugi ja sellised muinasjutulised
parameetrid teatab välisilmale endas tavaliselt vaid ühte-kahte
ketast varjava kettaseadme kontroller. Tõde saab teada vaid siis,
kui valmistaja-firma peab vajalikuks seda avaldada. Põhjuse selliseks maskeraadiks annab asjaolu, et tänapäevastel kõvaketastel
sõltub sektorite arv raja asukohast: mida lähemal ketta servale,
seda rohkem neid seal on. Ja rohkem on neid sellepärast, et
välimised rajad on pikemad (mäletate valemit: ringi ümbermõõt =
2 * PI * R ) ning sama kirjutamistiheduse juures mahub sinna lihtsalt
rohkem infot. Seega ei saa sektorite arvu rajal esitada kuidagi ühe
arvuga, rääkimata juba sellest, et see parameeter ületab paljudel
juhtudel IDE/ATA standardi poolt maksimaalselt lubatavat 256 sektorit . Kirjeldatu illustreerimiseks on järgnevas tabelis näidatud
3,2 GB mahuga kõvaketta Quantum ST tõelised(füüsilised)
parameetrid ja see, kuidas neid esitavad IDE/ATA ning BIOS:
Tabel 2.
Silindreid
Päid
Sektoreid
Füüsiliselt
7066
4
154 - 277
IDE/ATA
6256
16
63
BIOS Int 13h
782
128
63
Sektorite
arv rajal ei muutu pidevalt, vaid hüppeliselt ning kõvaketas on
mõtteliselt jagatud tsoonideks, milles see näitaja on püsiv. Näiteks toodud Quantumi kõvakettal on selliseid tsoone 15.
8,4
GB - BIOS-i võimalused on ammendunud
Analoogiliselt
528 MB piiriga on ka 8,4 GB barjääri puhul kurja juureks BIOS.
Erinevalt esimesest probleemist ei aita siin aga enam mingid teisendused , sest nagu tabelist 1. näha, on kätte jõudnud BIOS-i
Int 13h poolt võimaldatava 24 bitise adresseerimise piir. Tegemist
ongi puhtalt BIOS-i ja selletõttu ka teda kasutavate MSDOS-i ja
Windows 3.11 hädaga, Windows 95 -t, rääkimata juba Windows NT-st
ja Unix-itest see ei puuduta ., kuna neil on ketta pööle
pöördumiseks oma draiverid. Probleemist ka BIOS-i tasemel
ülesaamiseks on välja töötatud nn. BIOS Int 13h laiendused (BIOS
Int 13h extensions) ja paljud emaplaadid on nendega ka juba
varustatud. Sellise BIOS-i all formatitud (vormindatud) kõvaketta
ümbertõstmisel Int 13h laiendusteta BIOS-ga emaplaadi külge peab
arvestama, et siis see ketas enam ei stardi (buudi).
Mõnele
BIOS-le tekitavat probleeme ka 2,11 GB piiri ületamine, kuna ta ei
saa millegipärast hakkama rohkema kui 4096 (kaks astmel kaksteist)
silindriga. Õnneks pole see probleem üldine.
2,1
GB - MSDOS-i tülikas pärandus
Hoopis
olulisem on sellest veidi kõrgemal, 2,15 GB (täpselt 2 kahend-GB)
juures olev piir. NB! Edaspidi kasutamegi kahendsüsteemi ühikuid!
Erinevalt eelmistest barjääridest pole selle põhjuseks BIOS, vaid
hoopis MSDOS-i failisüsteem, mida nimetatakse FAT16-ks. Nimetus
'FAT16' koosneb kahest osast: FAT (File Allocation Table) on tabel,
milles on ära näidatud kõigi failide paiknemine kettal, '16'
tähendab, et asukoha määramiseks kasutatakse 16-bitist numbrit.
Seega saab sellises failisüsteemis olla vaid 65536 eraldi
adresseeritavat ühikut. On näha, et kui selleks ühikuks oleks
sektor, mahuks failisüsteemi vaid 32 MB. Selline barjäär on PC
ajaloos kunagi tõepoolest olnud, kuid kuna see oli nii ammu (ikkagi
10 aastat tagasi!), siis me sellel rohkem ei peatu. Selleks, et
failisüsteem saaks olla suurem kui 32 MB, on tegelikult vähimaks
ühikuks mitut sektorit hõlmav nn. klaster(cluster). Kui mitut just,
see sõltub failisüsteemi (partitsiooni) suurusest - mida suurem see
on, seda rohkem sektoreid peab klastris olema. Üle ühe gigabaidise
mahuga kettal on klastris 64 sektorit ehk 32 KB. Kuna sellest
suuremaks ei soovinud Microsoft klastrit lasta kasvada, siis ongi
FAT16 piiriks eelpoolmainitud 2 GB (kümnendsüsteemis 2,15 GB):
64
K klastrit * 32 KB = 2 GB (kahendsüsteemis)
Klastri piiramine on mõistetav, sest juba 32 KB on tema jaoks liiga suur ja
viib kettaruumi raiskamisele. Raiskamine on tingitud sellest, et olgu
fail kui lühike tahes, kulub tema peale ikka terve klaster ja
ülejäävat ruumi ei saa kuidagi kasutada. Öeldu kehtib ka pikema
faili viimase klastri kohta. Nii või naa läheb faili kohta kaduma
keskmiselt pool klastri mahust ehk kõige halvemal juhul 16 KB. Kui
kettal on 10 000 faili, siis läheb sellise suurusega klastri
kasutamisel raisku umbes 160 MB!
2 GB piir puudutab vaid FAT-i
kasutavaid opsüsteeme MSDOSi, Windows 3.1 (ja varasemaid) ning
Windows 95. See-eest Windows NT, Unixi, OS/2 kasutajaid on sellest
piirist priid. Lõpuks on tulnud õnn ka Windows 95 kasutajate õuele
- selle praeguse ja loodetavasti ka üldse viimase versiooniga OSR2
(OEM Service Release ) võib kasutada (kuid ei pea kasutama)
failisüsteemi FAT32. Kahjuks ei saa seda varasematele Windows 95
versioonidele lisada, teda on võimalik muretseda vaid koos uue
arvutiga. Klastrite nummerdamiseks kasutatakse selles 28 bitiseid
arve, mitte 32-bitiseid, nagu nimetusest võiks järeldada.
Järelejäävad neli bitti on reserveeritud tulevasteks vajadusteks .
Klastri suuruseks on kuni 8 GB failisüsteemi puhul 4 KB, edasi see
kasvab. Tekib küsimus, miks peaks klastri suurus ikkagi kasvama,
numbritest nende tähistamiseks ju enam niipea puudust ei tule? Häda
on aga selles, et liiga suureks kipub kasvama FAT ise. See pole aga
hea, kuna kiiruse huvides püütakse FAT-i töötamise ajal mälus
hoida. FAT16 puhul pole sellega probleemi, 2 GB failisüsteemi korral
on siis FAT-i suuruseks vaid 128 KB, FAT32 kasutamisel aga juba 2 MB.
8 GB korral jõuab FAT-i suurus 8 MB-ni, millest suuremaks Microsoft
teda kasvada lasta ei taha. Seetõttu tulebki suurendada klastrit,
mis üle 32 GB failisüsteemi korral on jällegi 32 KB koos sellest
tuleneva kettaruumi raiskamisega. Midagi pole teha, FAT-il põhinev
failisüsteem lihtsalt ei sobi suurte ketastega töötamiseks.
19.
Informatsiooni jaotus kõvaketastel ja diskettidel.
Failisüsteemid FAT, FAT12, FAT16, FAT32, NTFS . ext2fs
ja ext3fs..
FAT(File
Allocation Table) sai alguse 1977 aastal, see arendati välja Microsofti Corporationi poolt. Seda failisüsteemi hakati laialdaselt
kasutama opsüsteem Microsof Disk Operating System (MS-DOS)
koosseisus. Algselt kavandati seda kasutada flopiketastel, seetõttu
oli esialgne maksimaalne informatsiooni maht, mida failisüsteem
suutis mahutada, 8 MB. Kõvaketaste suurenedes oli vajalik suurendada
ka failisüsteemi poolt
Tasub
teada, millised failisüsteemid omavahel andmeid vahetada saavad.
FAT16
FAT32
NTFS
HPFS
EXT_2
FAT16
FAT32
NTFS
HPFS
EXT_2
Tabelist
tuleks aru saada nõnda, et kõik operatsioonisüsteemid suudavad
lugeda ja kirjutada FAT16(DOS) partitsioonile ja et Linux (EXT_2)
suudab lugeda enim erinevaid failisüsteeme. Win 95 võib ka paikneda
FAT16 partitsioonil. Vahe on selles, et FAT32 on kiirem ja failid
võtavad vähem ruumi, samuti on parandatud mõned olulised FAT16
puudused. Kui kasutada FAT16-t, siis pikad failinimed realiseeruvad
VFAT-i kaudu. Sel juhul suudab Linux ka Win 95 partitsiooni
lugeda/kirjutada (pikki failinimesid käsitleb ta nagu DOS).
Failisüsteem
on meetodite ja andmestruktuuride kogum, mida operatsioonisüsteem
kasutab failide jälgimiseks kettal või sektsioonis ; see on failide
organiseerimise viis kettal. Selle sõnaga tähistatakse ka sektsiooni või ketast, mida kasutatakse failide või failisüsteemi
tüüpide säilitamiseks.
Ketta või sektsiooni ja temal paikneva failisüsteemi vahel on oluline erinevus. Mõned programmid
(sealhulgas programmid, mis loovad failisüsteeme) töötavad
vahetult ketta või sektsiooni sektoritel ning kui seal eksisteerib
failisüsteem, siis võib see hävida või tõsiselt rikneda. Enamik
programme kasutab failisüsteemi ja seetõttu ei saa nad töötada
sektsioonis, kus failisüsteem puudub või on väära tüübiga.
Enne sektsiooni või ketta
failisüsteemina kasutamist on vaja teha alghäälestus ja kirjutada
kettale süsteemihalduse andmestruktuurid . Seda protsessi kutsutakse
failisüsteemi loomiseks.
FAT (File Allocation Table)
- failipaigutustabel
Failipaigutustabeliks nimetatakse tabelit, mida opsüsteem
hoiab
kõvakettal
selleks
ettenähtud kaitstud piirkonnas ja kus on kirjeldatud failide
füüsiline
paigutus kõvakettal.
Kettale salvestamisel
jaotatakse fail ühesuurusteks klastriteks
ja
need kirjutatakse kettale vabadesse kohtadesse, mis ei pruugi
paikneda kõrvuti. Seega peavad failipaigutustabelis olema
kirjeldatud faili kõigi klastrite asukohad, et faili saaks lugemisel
tervikuks kokku panna. Klastri suurus on harilikult 2048 baiti,
4096 baiti või 8192 baiti.
DOS
ja
Windows’i
vanemad
versioonid kuni Windows
95 OSR2
(OEM Release 2) kasutasid failipaigutustabelis 16-bitiseid kandeid
(FAT16),
mis piiras kõvaketta suuruse ära 128 megabaidiga (2048-baidiste
klastrite puhul). 16.bitise failipaigutustabeli korral on võimalik
kasutada ka kuni 512 MB kettaid, kui võtta klastri suuruseks 8192
baiti, kuid sel juhul muutub klastrite kasutamine ebaotstarbekaks.
DOS 5.0 ja hilisemad versioonid toetavad kuni 16-bitiste FAT- kannete juures 2 gigabaidiseid kõvakettaid, kui ketas on tarkvaraliselt
jagatud nelja eraldi ossa ja igal osal on oma failipaigutustabel.
Windows 95 OSR2 juures võeti
kasutusele 32-bitised failipaigutustabeli kanded (FAT32),
mis toetab terabaitidesse ulatuva mahuga kõvakettaid. FAT32 on
kasutusel ka kõigi hilisemate Windows’i versioonide juures
FAT32
eelised:
1
dos'i all nähtav
NTFS
eelised:
1
saab kataloogidele õigusi panna (nt. kui mitu kasutajat, siis nad ei
näe sinu katalooge/My Documents 'i)
2
parem toetus suurtele vintidele/partitsioonidele
3
parem töökindlus failisysteemi vigade suhtes (FAT32 puhul levinud
viga, et näitab vaba ruumi VÄGA valesti)
4
kiirem (parem failide paigutamine kettal)
5
saab suuremaid kui 2gb faile teha.
6
märgistab BAD sektoreid töö käigus automaatselt
Et
andmetele iga op-sysi alt ligi pääseks oleks tark teha eraldi
loogiline FAT32 part .
20. Modemid.
Nende ülekandekiirused, modulatsiooni liigid ja kasutuses olevad
standardid.
analog modem - analoogmodem
Tavaline modem,
mis muundab arvutist väljuvad digitaalsignaalid
toonideks,
mida on võimalik edastada üle analoogtelefoniliinide
ATU-R ( ADSL Terminal Unit -
Remote), ADSL
modem Seade,
mis ADSL-ühenduse
ühendab
arvutisse installeeritud Etherneti
võrguliidesekaarti
(NIC) telefoniliiniga
cable modem - kaablimodem
Arvuti ja kohaliku kaabel-TV võrgu vahele ühendatav modem,
mis võimaldab ühendust Internetiga.
Kaablimodemi ribalaius
on
palju suurem, kui ISDN
või ADSL
modemitel. Kaablimodemid on tavaliselt paigutatud maja
kaabeltelevisiooni jaotuskappi ja tarbijad neid ise ei osta. Küll
aga võib kaablimodem olla sisse ehitatud teleriboksi
(set-top box).
Kaablimodem ühendatakse tavaliselt arvuti sees oleva 10Base -T Ethernet -kaardi
külge. Kõik kaablimodemid vahetavad andmeid kohaliku kaabel-TV
firma kaablimodemite terminaliga (CMTS – Cable Modem Termination
System), kuid ei saa seda teha omavahel. Kaablimodemi enda
maksimaalne võimalik ribalaius andmete allalaadimisel on kuni 27
Mbps
ja üleslaadimisel 2,5 Mbps, kuid kuna kaablifirmast edasi läheb
tavaliselt T-1
liin
ribalaiusega 1,5 Mbps, siis on sellega piiratud ka kasutajale
kättesaadav ribalaius
CMTS (Cable Modem
Termination System) -
kaablimodemi terminaator
Digitaaljuhtimisega seade, mis võimaldab kaablimodemeil
saata
ja vastu võtta andmepakette
üle
Interneti.
CMTS paigutab Internetist saadud IP paketid MPEG kaadritesse
ja
edastab neid kaablimodemitele raadiosignaali abil. CMTS tegeleb ka
vastupidise protsessiga.
DOCSIS ’ile
vastav
CMTS toimib proksina
ja
edastab DHCP nõudeid
DHCP
serveritele, mis võimaldab modemiga ühendatud personaalarvutile
omistada
dünaamilisi
IP aadresse.
CMTS võib tegeleda ka andmete filtreerimisega kaitseks häkkerite
rünnakute
eest. See võib ka reguleerida võrguliiklust,
et tagada ettenähtud teenusekvaliteeti.
CMTS võib pakkuda ka sildamist
ja
marsruutimist
DOCSIS (Data Over Cable
Service Interface Specifications) - DOCSIS,
uuema nimetusega CableLabs Certified Cable Modems, kujutab endast
standardliidest kaablimodemitele.
Kaablimodem on seade, mis käsitleb sissetulevaid ja väljaminevaid
andmesignaale kaabel-TV operaatori ning kodu- või firmaarvuti või
televiisori vahel.
DOCSIS 1.0 ratifitseeriti
Rahvusvahelise Telekommunikatsiooni Liidu (ITU) poolt
1998.a. Kuigi ka praegu on käibel nimetus DOCSIS, rõhutab uus
nimetus asjaolu, et seda standardit kasutatakse kaablimodemeid
valmistavate firmade toodete sertifitseerimiseks. Kaablioperaatorid,
kelle kliendid kasutavad veel vanu, standardile mittevastavaid
modemeid, saavad tellida operaatoripoolse DOCSIS-kaardi juurde
tahapoole ühilduvat tuge. Sedamööda, kuidas ilmuvad DOCSIS’e
uued versioonid, on modemeid võimalik värskendada nende EEPROM mälu sisu
uuendades. DOCSIS modemeid ehitatakse sisse ka TV-boksidesse
fax modem - faksimodem
Personaalarvutiga
ühendatav
seade,
mis võimaldab elektroonilisi dokumente saata ja vastu võtta
faksidena. Faksimodem on nagu tavaline modem,
ainult et see on projekteeritud dokumentide saatmiseks
faksiaparaadile või teisele faksimodemile. Mõned, kuigi mitte kõik
faksimodemid on kasutatavad ka tavaliste modemitena. Nagu tavaline
modem, nii võib ka faksimodem olla sisemine või välimine. Sisemisi
faksimodemeid kutsutakse ka faksiplaatideks (fax
board).
Läbi faksimodemi saadetud dokumendid peavad juba eelnevalt olema elektroonilisel kujul, s.t. failina kõvakettal ning vastuvõetavad dokumendid salvestatakse
samuti failidena kõvakettale. Et faksimodemi abil paberdokumenti
edastada, tuleb see eelnevalt sisse skaneerida.
Faksimodemeid müüakse koos vastava tarkvaraga
nagu
tavalisi modemeid. See tarkvara võib anda faksimodemile mitmeid
võimalusi, mida tavalisel faksiaparaadil pole, näiteks saab saata
üht faksi korraga paljudele adressaatidele.
Faksimodemitel on tavaliste
faksiaparaatide ees järgmised eelised:
- Hind. Faksimodemid on odavamad ja vajavad vähem hooldust , sest neil pole liikuvaid osi. Teiselt poolt tuleb aga lisaks muretseda skänner, nii et hinnaeelist tegelikult pole
- Mugavus. Kui edastamist vajav dokument on juba elektroonilisel kujul, siis on seda mugav saata. Et sellist dokumenti saata tavalise faksiaparaadiga, tuleks see eelnevalt välja printida
- Kiirus. Faksimodemid edastavad dokumente peaaegu alati maksimumkiirusega 9,6 Kbps, tavaline faksiaparaat nii kiiret edastust ei võimalda
- Pildikvaliteet. Faksimodemiga edastatud dokumentide pildikvaliteet on harilikult parem, sest dokumendid jäävad elektroonilisele kujule
Faksimodemi põhimõtteliseks
puuduseks on see, et paberdokumente ei saa saata, kui pole skännerit.
Teine probleem on selles, iga vastuvõetav dokument nõuab suurt
kettaruumi (umbes 100 KB
lehekülje
kohta) ning selliste suurte failide printimine võtab ka kaua aega
K56Flex - Üks
kahest konkureerivast 56 kbps
modemistandardist.
Välja töötatud Rockwelli ja Lucenti poolt (teine standard X2
on US Roboticsi oma)
Modem - modem
Lühend sõnadest MOdulaator-DEModulaator.
Seade
või
programm,
mis võimaldab digitaalse
informatsiooni
edastamiseks kasutada tavalisi
vasktraadist telefoniliine.
Modem moduleerib arvutist või mõnest muust digitaalseadmest väljuva
digitaalsignaali
analoogsignaaliks
ja
saadab selle telefonivõrku ning demoduleerib telefoniliinist vastu
võetud analoogsignaali digitaalseks, nii et seda saab arvutiga
töödelda. Kui modem pole arvutisse sisse ehitatud, võib kasutada
ka eraldiseisvat modemit, mis ühendatakse arvutiga standardse RS-232
pordi
kaudu.
Liides RS-232 ise on küll standardiseeritud , kuid erinevad modemid
kasutavad andmete edastamiseks erinevaid protokolle.
Mõni protokoll, näit. CCITT V.34 on ametlik standard, teised on
välja töötatud modemeid valmistavate firmade poolt. Tavaliselt
toetavad modemid kõiki enamlevinud protokolle. Modemi muretsemisel
tuleb silmas pidada, et ka liini teises otsas olev arvuti peab olema
võimeline kasutama samu protokolle.
Esimeste modemite kiirus oli
2,4 Kbps
ja
need võimaldasid edastada ainult e-posti.
Vahepeal olid kasutusel 14,4 ja 28,8 Kbps modemid, alates 1988.a.
varustati kõik personaalarvutid
56
Kbps modemitega. Võrdluseks olgu öeldud, et ISDN
võimaldab
samu liine kasutades andmekiirust
128
Kbps ja DSL´i
kiirus ulatub megabittideni sekundis.
V.34 modem - V.34
modem ITU
standard QAM-modulatsioooni
kasutavate
28,8 Kbps (1994) ning 31,2 ja 33,6 Kbps (1996) modemite
jaoks.
Enne V.34 standardit ilmusid turule V.32terbo (AT&T) ja V.FC
( Rockwell ), mis oma 14,4 Kbps kiirusega olid kiiremad kui V.32bis.
Hiljem määrati V.34 standardis töökiiruseks 28,8 Kbps, seejärel
tõsteti seda kuni 33,6 Kbps
V.90 modem - V.90
modem ITU
standard (1998.a.) modemile, mille andmekiirus
allavoolu
on 56 Kbps ja ülesvoolu 33,6 Kbps. See modem on mõeldud
kasutamiseks ainult nende ISP’de
ja onalainteenuse pakkujate juures, kes on digitaalselt ühendatud
telefonivõrguga. Enamik teenusepakkujaid kasutab kiireid digitaalseid T1
või T3
ühendusi.
Praktikas ei ole neis nn.
PCM-modemites ülesvoolu ühendus kiirem kui 45 Kbps (nimetus PCM
tähendab siin seda, et allavoolu ühendus kasutab impulss -koodmodulatsiooni
ja
ülesvoolu ühendus standardset
V.34).
Algselt võistlesid selles valdkonnas kaks omavahel ühildamatut
tehnoloogiat - U.S. Robotics’i x2
ja
Rockwell’i ja Lucent’i K56Flex.
Taolisi modemeid saab modifitseerida V.90 modemiteks, kui nad
sisaldavad tarkvaraliselt täiendatavaid mälukiipe
V.92 modem - V.92
modem V.90
modemi edasiarendus,
mis tõstab ülesvoolu andmekiiruse 33,6 kilobitilt sekundis 48
kilobitini sekundis. Võeti kasutusele 2000.a. ning vähendab
ühenduse saamise aega (kätlust)
sel viisil, et peab meeles eelmisel korral samale telefoninumbrile
helistamisel läbiräägitud seadeid. Võimaldab ka panna
andmesideseanssi kõnelemise ajaks ootele
21. Arvutivõrgu
ADSL-modem ja Kaablimodem. Nende tööpõhimõte ja ülekandekiirused.
Milleks neid kasutatakse
ADSL(Asymmetric
Digital Subscriber Line)
(asümeetriline digitaalne abonentliin)
See on uus
modemtehnoloogia. Nagu nimigi ütleb, põhineb ta assümeetrilisusele.
Ehk eri suundades on infoedastuskiirus erinev. Sellise tehnikaga võidakse saavutada märgatavalt suur ülekandekiirus ka vanades
vaskliinides. ADSL liigutab infot abonendi poole palju suurema
kiirusega kui teises suunas. Näiteks abonendi poole kuni 4-6 Mb/s ja
teises suunas 384kb/s.
ADSLi
kiirust mõjutab väga otseselt kanali pikkus.
Kaabelmodemi eelis aga on sama
suure kiiruse juures lisavõimalused, mida ta pakub (näiteks
telefoniga rääkimine ja kaabeltelevisiooni programmide vaatamine)
Kaabelmodemi kiirus ei sõltu siin enam niivõrd võrgu pikkusest,
kuivõrd seadmetest. Tavatarbija jaoks determineerib ühenduse
reaalse kiiruse siin terminalseadme läbilaskevõime – see võib
ulatuda kuni 40 Mbit/s.
22.
Lokaalarvutivõrgu jaotusseadmed HUB-id ja SWITCH -id. Mis on nende erinevus?
Hub
on seade, mis ühendab endas arvutitest tulevad kaablid ja paneb
neist kokku ühtse võrgu. Hube on erinevate kiirustega, nagu ka
kaableid ja kaarte. On kiirustega 10, 100 ja 10/100 Mbps. Samuti
erineva portide arvuga. Paari arvuti korral sobib osta 4 - 5-
pordine. Hubi ja CAT5 ehk siis keerupaarivõrgu eeliseks Thin Coax
võrgu ees on töökindlus. Kui mingi kaabel langeb rivist välja,
siis on võrgust ära lõigatud ainult üks arvuti, võrk kui tervik
toimib edasi. Thin Coax kaabli korral on kaabli katkemise korral kogu
võrk katki.
Hube/repeatereid kasutatakse,
et kokku ühendada kahte või rohkemat (ka eri tüüpe meediume
kasutavaid) Etherneti- segmente . Juhul kui Etherneti- segmentide
pikkus läheb üle lubatava piiri, siis signaali kvaliteet kaablis
hakkab halvenema. Hub võtab sissetuleva signaali ja kordab seda
kõikides oma portides, seega luuakse uuesti kvaliteetne signaal ja
niiviisi hube pikkadele segmentidele vahele pannes, on võimalik viia
võrku edasi kaugemate distantside taha. Hubid on ilmtingimata
vajalikud tähttopoloogia puhul (nt. 10BASE-T)-selleks, et hulka
point-to-point segmente ühendada üheks võrguks, kasutatakse
multiport-hube.
Oluline on hubide puhul tuua
esile fakt, et nad lubavad kasutajatel ainult jagada Etherneti. See
tähendab seda, et kõik võrgus osalejad kuuluvad ühte ja samasse kollisiooni -domeeni, mis tähendab omakorda seda, et individuaalne
võrgukasutaja saab oma käsutusse ainult mingi protsendi võrgu
tegelikust edastuskiirusest. Seetõttu hoolimata sellest, et
hubid/repeaterid lubavad võrku vedada suuremate kauguste taha, on
LAN-iga ühendatavate võrgusõlmede arv piiratud.
Switch
on seade, mis tõstab võrgu jõudlust, jaotades resursse parajasti sinna, kus seda vaja on, ja võttes sealt, kus neid parajasti vaja
pole. Üldiselt on switchi vaja võrgus, kus on palju arvuteid ja
koormus suur.
Etherneti switchid on sildade
edasiarenduseks. Erinevalt sildadest, mis suudavad kokku ühendada
kahte LAN-I, saavad switchid hakkama rohkemate võrkude
kokkuühendamisega. Switche on kahte tüüpi arhitektuuriga nn.
“store-and- forward ” ja pakette otse läbilaskvad (cut- through ).
Minevikus omasid cut-through switchid eelist suurema töökiiruse
näol, sest sissetulevate pakettide puhul enne edasisaatmist see
ainult kontrollib paketi sihtaadressi. Store-and-forward see-eest
loeb sisse terve paketi ja analüüsib seda tervikuna enne
edastamist. See võtab küll rohkem aega võimaldab trafficust välja filtreerida ka vigaseid pakette. Tänapäeval store-and-forward
switchide kiirus on järgi jõudnud cut-through kiirusele sedavõrd,
et erinevused nende kahe töös on minimaalsed. On saadaval ka
mitmesuguseid hübriid switche, mis ühendavad oma ehituses elemente
kummagist arhitektuurist.
Nii cut-through kui
ka store-and-forward switchid jagavad võrgu mitmeks
kollisiooni-domeeniks, mistõttu iga Etherneti-switchiga ühendatud
segmendi kasutuses on isiklik 10 Mb/s kiirusressurss, mis on oluline
erinevus hubidega, kus kõik Etherneti kasutajad peavad jagama ühist
edastuskiiruse ressurssi.
Uuemad switchid
omavad tavaliselt ka high- speed ühenduse (FDDI, Fast-Ethernet, ATM)
toetust, mis tähendab seda, sellise ühenduse kaudu võib ühendada
switchi külge teise switchi või mõne väga suurt koormust omava
võrgusõlme, mõne serveri. Sellist võrku, kus switchi on omavahel
selliste linkide kaudu ühenduses, nimetatakse “collapsed backbone ”
võrguks.
23. Arvutivõrgu sillad ja marsruuterid ( ROUTER )
Bridge
Sildade (Bridge) funktsioon on ühendada kahte Etherneti võrku
omavahel. Sillad lubavad omavahel ühendada ka erinevat tüüpi
võrkusid (Ethernet ja Fast Ethernet). Sillad jätavad meelde võrgus
olevate sõlmede ethernetiaadressid ja lasevad endast läbi ainult
vajaliku liikluse ( traffic ). See toimub sel moel, et kui pakett saabub sillani, siis sild kõigepealt teeb kindlaks selle paketi
sihtaadressi. Kui paketi sihtaadress kuulub samasse võrgusegmenti,
kust ta pärit on, siis see pakett filtreeritakse, kui sihtaardess
kuulub mõnda teise segmenti, siis saadetakse see pakett edasi
sihtsegmenti. Lisaks sellele filtreerivad sillad trafficust välja
vigaseid pakette. Sildasid kutsutakse nn. “store-and-forward”
seadmeteks, sest enne filtreerimis –või edastamisotsust vaatvad
nad terve paketi üle. Pakettide filtreerimine ja edasisaadetavate
pakettide regenereerimine laseb sild-tehnoloogial jagada võrku
mitmeks erinevaks kollisiooni-domeeniks. See lubab võrku ehitada
suuremate vahemaade taha ja kasutada ka rohkem repeatereid kogu võrgu
peale.
Paljud sillad on iseõppivad, mis
tähendab, et nad on võimelised kindlaks määrama kasutaja
Etherneti –aadressi pakettide järgi, mis neist läbi lähevad.
Selline aadresside iseõppimise võime kätkeb aga endas ühte ohtu-
kui võrgus on palju selliseid iseõppivaid sildu, siis võivad
tekkida pakettide edasisaatmise surnud ringid ( network loop ). Sellise
surnud ringi tekkimine on võimalik siis, kui sillad on eri arvamusel
selle suhtes segmendis asub paketi sihtpunkt . Sellise silmuse puhul
on sillad sunnitud hakkama läbi laskma kogu neisse saabuvat liiklust . Et seda olukorda vältida, on välja töötatud nn.
Spanning Tree Algorithm (IEEE 802.Id spetsification), selle alusel
töötades sillad ja switchid väldivad silmuseid.
Router
Analoogia routerite ja switchide vahel seisneb selles, et nad mõlemad
tegelevad võrgu –trafficu filtreerimisega. Kuid routerid
filtreerivad trafficut rohkem protokolli, kui sihtaadressi järgi.
See võimaldab jaga võrku mitte füüsiliselt, vaid loogiliselt.
Näiteks üks IP-router võib jagada võrgu mitmeteks alamvõrkudeks,
nii et ainult teatud IP-aadressidele suunatud traffic läheb ühest
segmendist teise. Seda tüüpi intelligentne /filtreerimine on küll
kallik tehnoloogia, aga selle kasutamise tulemuseks on suurem võrgu
töökiirus kasutaja poole pealt. Ka võtab routeril edastamisotsuse
tegemine kauem aega, kui switchil ja bridge'l, kuid kohtades, kus
võrguliiklus on küllaltki kompleksne , on nii siiski võimalik võrgu
efektiivust dramaatiliselt suurendada.
24.
Võrgukaardid.
Ülekande kiirused(10/100/1000 mbit/s Lan Adapter)
Kaabelduse
liigid(keerupaar, koaksiaalkaabel )
Võrgukaart ehk võrguadapter
(Network Interface Card – NIC) moodustab liidese arvuti ja
võrgukaabli vahel. Selline adapter paigutatakse iga võrguarvuti ja server laienduspesasse. Võrgukaardi ülesanneteks on:
*arvutist saabuvate andmete
ettevalmistamine edastamiseks võrgukaablisse,
*admeteisaldus nende
saatmiseks teise arvutisse,
* andmevoo juhtimine arvuti ja
kaablesüsteemi vahel,
*andmete vastuvõtt kaablist
ja teisendamine vastuvõtva arvuti jaoks arusaadavale kujule.
Võrgukaardi püsimälu sisaldab programme, mis realiseerivad
OSI-raammudeli lülikihi protokolle.
Võrgukaarte on põhiliselt
kolme liiki: 8-bitised, 16-bitised ja 32-bitised. Mida suurem on
bittide arv, mida arvuti saab saata võrgukaardile, seda kiiremini
saab NIC saata andmeid võrgukaablile.
Kuna arvutipoolel
andmeteisalduseks kasutatakse rööpedastust ja mitmest (tavaliselt
16 või 32) liinist koosnevaid siine, siis tuleb need võrguadapteris
muundada jadakujule, et neid bitthaaval võrgukaablisse edasi saata.
See protsess lõpeb arvutiandmete teisendamisega transiivris
elektrilisteks ja optilisteks signaalideks, mis võrgukaablites
saavad edasi kulgeda.
Igal võrgukaardil peab olema
tema asukohta näitav number ehk aadress, et teda oleks võimalik
teistest plaatidest eristada. Üks IEEE komiteesid tegeleb
võrguaadresside määramisega ja kõik võrgukaartide tootjad
„nõeluvad“ need aadressid plaatide sisemistesse
elektroonikalülitustesse. Selle tulemusel on igal plaadil ja seega
ka igal arvutil võrgus unikaalne aadress.
Kui võrgukaart kasutab
otsepöördusviisi (DMA) arvuti mällu, peab arvuti eraldama selleks
oma mälus kindla piirkonna. Ka võrgukaardil paikneb tavaliselt
eraldi puhvermälu, kuna andmeid saabub arvutist rööpkujul rohkem
kui adapter suudab neid korraga edasi saata.
Kahe võrgukaardi omavahelise töö korraldamiseks tuleb eelnevalt elektroonilise dialoogi korras
kokku leppida:
*edastatavate andmeplokkide
maksimaalne suurus,
*andmehulk, mis saadetakse
välja kättesaamiskinnituseta,
*andmeplokkide saatmise vahele
jäävad ajaintervallid,
*ajavahemik, mille jooksul
tuleb kättesaamise kinnitus välja saata,
*maksimaalne andmehulk, mis
vastuvõtupuhvris veel ületäitumist ei tekita,
*edastuskiirus (tihti on uute
plaatide puhul vaja seda korrigeerida , et säilitada koostöö
vanemate ja aeglasemate plaatidega).
Installeerimise käigus tuleb
kõik võrguadapteri parameetrid hoolikalt paika panna, et tagada
tema hilisem häireteta töö. Nendeks parameetriteks on S/V-pordi
baasaadress, mälu baasaadress, katkestusparameetrid ja kasutatava
trasiivri liik. Uuematel kaartidel määratakse need tavaliselt
programselt (info talletatakse EEPROM-i), kuid vanematel füüsiliselt
võrguplaadil olevate sillakute või DIP-lülitite abil.
Paljud võrgukaardid on
ühilduvad Plug-n-Play (PnP) nõudmistega. PnP-süsteemides ei pea
kasutaja tegelema võrgukaardi konfigureerimisega – see toimub
arvutis automaatselt. Mitte PnP süsteemides tuleb kasutajal teha
konfigureerimine käsitsi, kasutades setup-programmi ja/või tõstes
kaardipealseid jumpereid (silluseid) õigetesse asenditesse.
S/V-pordi baasaadress määrab
kanali, mida mööda kurseerivad andmed arvuti keskprotsessori (CPU)
ja sisend-väljundseadme vahel. Igal S/V-seadmel on oma unikaalne
pordiaadress, mis tavaliselt esitatakse heksakujul. IBM PC-des
tüüpilised S/V-portide aadressid on järgmised:
Mälu baasaadress näitab
kohta arvuti RAM-is, mida kasutatakse andmevahetuseks arvuti ja
võrguadapteri vahel, tavaliselt on selleks D8000 (või mõnel
kaardil D800). Vahel saab täiendavalt valida ka kasutada oleva
mäluruumi mahu(16 või 32 kbitti).
Arvuti katkestusliinid on
liinid, mille abil välisseadmed (S/V-pordid, klaviatuur, taimerid,
võrguadapterid jne.) võivad protsessorile esitada oma
katkestusnõuded ja mida töödeldakse vastava protseduuri järgi ja
kindlaksmääratud prioriteete arvestades. Need katkestusliinid (IRQ) seatakse harilikult sisse arvutisüsteemi häälestamisel. IBM PC-de
(alates 80286-st) tüüpilised katkestusliinide tähendused on
järgmised:
Võrgukaardi jaoks jäävad
seega tavaliselt vabaks IRQ3, IRQ5, IRQ10 või IRQ11. Soovitav on
kasutada katkestust IRQ5, mis on ka enamiku süsteemide vaikeväärtus
(default value).
Mitmed võrgukaardid on
varustatud nii sisemise kui ka väliselt juurdeühendatava
transiivriga ja see nõuab vastava parameetri seadmist (tavaliselt
sillakute abil, mis asuvad võrgukaardi paneelil). Et tagada
võrguadapteri ühilduvust arvutiga, peab tema sisemine
siinistruktuur kokku langema arvuti omaga.
Võrgukaabliga ühendatakse
võrguadapter standardsete pistikute abil. Peene koaksiaalkaabli ühendamiseks kasutatakse BNC-pistikut ja vastavat pesa, jämeda
koaksi puhul 15-kontaktiga DB-pesa, mille külge ühendatakse
AUI-kaabel transiivrist. Keerdpaari korral kasutatakse kas RJ-II või
RJ-45 pistikut ja vastavat pesa. Väliselt sarnaneb viimane
telefoniliidese RJ-II-ga, kuid 4 kontakti asemel on neid 8.
Tavaliste võrgukaartide
kõrval on turule ilmunud ka erifunktsioonidega adaptereid. Traadita andmeside jaoks väljatöötatud võrgukaardid on ette nähtud kas
kohtvõrgu loomiseks või tööjaama ühendamiseks kaabelvõrgu külge
ja sisaldavad komplektis ka:
*antenni koos ühenduskaabliga,
*tarkvarapaketti võrgutööks,
diagnostikaks ja installeerimiseks.
Mõnel juhul on andmekaitse
nõuded nii kõrged, et tööjaamades volitamata ligipääsu ja
kopeerimisvõimaluse vältimiseks ketasmälud puuduvad üldse. Sel
juhul tuleb arvutite käivitamiseks ja võrku lülitamiseks kasutada
erilisi võrgukaarte, mis sisaldavad kaugkäivituse püsimälu
(remote-boot PROM).
Võrgukaardi omadused (DMA,
mälu jagatavus , siiniarhitektuur, puhverdus , mikroprotsessori klass
jne.) mõjutavad oluliselt selle tootlikkust. Kui tööjaamades on
nõuded tootlikkusele suhteliselt tagasihoidlikud, siis serverites
tuleb kasutada peaaegu eraditult väga kõrge tootlikkusega
võrgukaarte.
Iga võrgukaardi juurde kuulub lahutamatu osana tarkvaradraiver. Draiveriks nimetatakse teatavasti
välisseadet opsüsteemi ja tarbeprogrammiga ühendavat abiprogrammi.
Võrgukaardi draiver on seega programm, mis tagab sideme adapteri ja
võrguopsüsteemi (või selle redirektoriks nimetatava osa) vahel.
10
Mb/s, 100 Mb/s, 1000 Mb/s e Gb/s
– kiirused, mida Etherneti võrkudes kasutatakse. Mõõtühik on
bitti sekundis (b/s). Teades võrgu kiirust ja et üks bait on
kaheksa bitti
(1 B = 8 b), võime arvutada, kui palju infot
võrgust läbi
mahub. Siinkohal tuleb arvestada, et võrgu kiirus
sõltub nii võrgukaardist kui võrguseadmest. Võrdluseks võib
öelda, et arvuti kõvakettalt loetakse andmeid kiirusega mitu
megabaiti (MB) sekundis.
Koaksikaabel
– koosneb vaskjuhtmest, isolatsioonikihist (tefloon, plastik jms),
metallvarjest (ekraanist) ja väliskestast. Kohtvõrkudes kasutatakse
kaht tüüpi koaksi: peenikest (diameeter umbes 5 mm) ja jämedat
(diameeter 1 cm). Esimese tegevusraadius on 185, teisel 500 meetrit.
Jämekoaksi külgeühendamiseks kasutatakse vaheseadet –
transiivrit. Peene koaksi ühedamiseks arvutiga kasutatakse
bajonett-tüüpi BNC pistikuid.
Varjestamata keerdpaar
on tavalise telefonijuhtme põhikujuks, Ethernet-tüüpi kohtvõrgus
võimaldab ta töötada segmendi pikkusega kuni 100 meetrit
(10BaseT). Sageli paigutatakse ühte kesta mitu (näiteks neli)
varjestamata keerdpaari. Sellised on näiteks kategooria 3, 4 ja 5
juhtmed edastuskiirusele vastavalt 10, 16 ja 100 Mbit/s. IBM kasutab
oma kaablitesüsteemi: tüüp 1 – STP kahe juhtmepaariga, tüüp 2
– varjestatud kaabel eraldi andmete ja kõne edastamiseks, tüüp 3
– nelja varjestamata keerdpaariga.
Kuna varjesatma keerdpaar on
üsna tundlik väliste häirete suhtes, siis sageli peidetakse
keerdpaar metallvarjesse (STP). Keerdpaari ühendamisek arvutiga
kasutatakse standardset pistikut RJ-45
25. Traadita
arvutivõrgud.
( Wireless Network, Wireless LAN Adapter, Wireless
PCMCIA Adapter )
Kui vaadelda traadita
ühenduste kasutamist laiemalt – ühendused erinevatesse
võrkudesse, siis võib selle jagada viieks erinevaks osaks:
püsijuurdepääs, pikamaa püsijuurdepääs, suure kiirusega
Interneti juurdepääs, traadita lailevi ja WLAN [1].
Püsijuurdepääs
(Wireless access)
leiab kasutust telefonivõrgus, kus kliendid ühendatakse mõne
kilomeetri ulatuses telefonijaamaga raadiokanali kaudu. Sellised
süsteemid võimaldavad heli ja madala või keskmise kiirusega
andmete ülekannet. Nende tööks kasutatakse sagedusi 1,9 GHz ja 3,4
GHz. Parimad sellised süsteemid suudavad rahuldada ka tihedalt
asustatud alade telefonivajadused.
Pikamaa püsijuurdepääs
(long distance wireless access)
pakub võimalust telefonisideks raadio teel mitmesaja kilomeetri
ulatuses telefonijaamast. Sagedustena kasutatakse enamasti 500 MHz …
2,5 GHz vahemikku. Samuti kasutatakse selle süsteemi puhul
satelliidi kaudu ühendamist.
Suure kiirusega Interneti
juurdepääs (high
speed packet data Internet access)
pakub kliendile pakettvõrku juurdepääsu, kas siis Intranetti või
Internetti, kasutades IP ja PPP protokolle. Need süsteemid kasutavad litsentseeritud sagedusi ja võimaldavad andmeedastuskiirust kuni 2
Mbit/s.
Traadita lailevi
(wireless broadband
access) on lühikese
maa taha suurte andmeedastuskiiruste ( kümned megabitid sekundis)
jaoks. Need süsteemid kasutavad sagedusi 10 … 42 GHz ja lubavad
andmeid edastada kuni 25 km kaugusele.
WLAN
(wireless local area
network access)
kasutab raadiot asendamaks standardseid LAN kaableid. Kasutatakse
enamast litsentseerimata sagedust 2,4 GHz. Seadmed on nii välis- kui
ka sisetingimuste jaoks.
WLAN’i põhimõte on see, et
arvutid liidetakse võrku raadioside abil. Kasutatakse raadiosagedust
2,4 GHz, andmeedastuskiirusega 2 Mbps. Andmeedastuseks kasutatakse
laiaribalisi mürataolisi signaale ( Spread Spectrum).
Kasutusel on samuti keerukad kanalikoodid, millega moduleeritakse
müra. Selline meetod võimaldab töötada üheaegselt ühes ja samas
sagedusdiapasoonis üksteist mõjutamata paljudel analoogilistel
seadmetel. Arvutitesse lisatavad raadiokaardid on kas ISA, MCA või
PCMCIA siinidele. Neil on paigutatud üks ja seesama firma " Motorola "
saatja-vastuvõtja 2,4 GHz diapasoonis. Kasutatav
modulatsioonitehnoloogia on Spread
Spectrum laiaribaline
mürataoline signaal ja raadiokaardi WaveLAN või juurdepääsupunkti
WavePoint II konfigureerimisel viiakse nende mällu kood, mida
kasutab signaali moduleerimise algoritm . Raadioeetris näevad seda
seadet vaid need seadmed, mis kasutavad sama koodi. Võrgud, mis
töötavad erinevaid koode kasutades, võivad töötada samas tsoonis
ühes ja samas sagedusdiapasoonis, segamata seejuures üksteist.
Kasutatav sagedusdiapasoon (2,4 GHz) on küllalt häirekindel
industriaalsetele ja atmosfääri häiretele. Raadiokaarti kiiratav
võimsus diapasoonis 2,4 … 2,4835 GHz on 100 mW.
Lisavõimsusvõimendi võimaldab võimsust suurendada 4 - 5 W-ni.
Side kaugus lisavõimendusega küündib isegi 50 - 70 km.
Lisavõimendita suudavad suundantennidega raadiokaardid tagada side
kuni 12 km kaugusele, ringsuunadiagrammiga antenni korral kuni 6 km.
Toaantennid tagavad sidekauguse 250 m ja on mõeldud majasisesteks
rakendusteks. Oluline on siin otseraadionähtavuse tingimus.
WLAN
rakendamiseks
on seni valminud tehnoloogiatega mitu võimalust. Esimene põhineb RF
modemitel, kuid see on suhteliselt kallis ühtsete standardite
puudumise tõttu ja nõuab iga terminali ühendamise puhul RF modemi
kasutamist.
Teine
võimalus on tunduvalt odavam kui RF modemite kasutamine, sest
arvutile pole mingeid lisaseadmeid vaja, kuna praegu toodetavatel
arvutitel on infrapunane IrDA liides standardvarustuses. Seda
tehnoloogiat on hea kasutada suuremates ruumides nagu näiteks
lennujaamad, fuajeed, kontorid jne, kus ühte nurka pannakse EthIR
saatja ja kõik selles ruumis olevad arvutid, milledel on IrDA liides
on automaatselt võrku ühendatud. Alates 1999. aastal IrDA kiiruse laiendi VFIR ilmumisest võimaldatakse igale kasutajale 16 Mbit/s
(allikas: www.irda.org)
andmeedastuskiirust.
Üheks
WLAN’i rakendamise tehnoloogiaks on ka UMTS (universal
mobile telecom system),
mille andmeedastuskiirus küünib 2 Mbit/s, kuid see on alles
väljatöötamisel (allikas: http://www.umts-forum.org/ ).
UMTS on ühtlasi ka esimene GSM uuendus, mis toetab WLAN’i.
Eraisikul
on võimalus kasutada traadita võrku juurdepääsuks RF modemi
ühendust, mis on kahjuks suhteliselt kallis ühekordne väljaminek
(ca 5000 EEK), kuid andmeedastuskiirus on sel juhul kuni 11 Mbps.
Paberi peal on juba valmis ka 45 Mbps standard. RF modemite
puudusteks on veel selle suhteliselt piiratud leviala, mis tihedalt
asustatud aladel on 1-2 km, ja eraisiku jaoks suur tasu ISP
pakkujale. Eelisteks on püsiühenduse olemasolu ja suur sidekiirus.
Selline ühendusviis peaks sobima kontorite omavahelisteks
ühendamiseks, kus mitu tavalist kohtvõrku erinevatest asukohtadest
ühendatakse ühtseks kohtvõrguks kasutades raadiomodemeid.
2
Kõik kommentaarid