1battleit.ee/public/School/Varia/riistvara ja arhitektuur.doc · Web viewKui räägitakse RS-232C...

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.

1

http://www.hot.ee/kadriuisk/tabel.htm


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 ArraySSE Streaming SIMD ExtensionsSIMD Single Instruction Multiple DataPPGA Plastic Pin Grid ArrayMMX 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


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.

3


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

o suvapöördus o jadapöördus

jaotus info säilitamise põhimõtte järgi o pooljuhtmälu

muutmälu püsimälu

o magnetmälu o 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 toimubkahe 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.

4


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 Mode

6. 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.

1) Kui vajaminev riistvara on leitud ja töökorras, jätkab arvuti boot-imisega.2) 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.

5


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 AMIBIOSis 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:

1. paralleelpordid (parallel port) ehk rööpport - kus infot edastatakse korraga mitut juhet mööda. Kannavad tavaliselt tähist LPT (Line Printer Terminal)

2. 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 portAndmeedastus 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:

Hiir Modem ISDN adapter Printer Digitaalne kaamera ....

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)

6


Port Base Address IRQ

COM1 03F8h...3FF 4

COM2 02F8h...2FF 3

COM3 03E8h...3EF 4

COM4 02E8h...2EF 3

Paraleel portAndmeedastus 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

7


IDE Mood andmeedastuskiirus (Transfer rate)Mode 0 16,6 Mb/sMode 1 25 Mb/sMode 2 33,3 Mb/sMode 3 44,4 Mb/sMode 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

8


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 pikkusm

Max andmekiirusMBps Max seadmete arv

SCSI-1 6 5 8SCSI-2 6 5 - 10 8 või 16Fast SCSI-2 3 10 -20 8Wide SCSI-2 3 20 16Fast Wide SCSI-2 3 20 16Ultra SCSI-3, 8-bit 1,5 20 8Ultra SCSI-3, 16-bit 1,5 40 16Ultra-2 SCSI 12 40 8Wide Ultra-2 SCSI 12 80 16Ultra-3 (Ultra160/m) SCSI 12 160 16

9


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

10


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:ATSee 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

11


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

12


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

13

http://www.arvutiweb.ee/


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.

14


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 kihigaNB! 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

15


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;

16


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

17


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

18


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.)

19


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 liidesAGP (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 768Värve 64K 16,7MLiides PCI AGP PCI AGPBusiness Graphics WinMark 97 121 121 91,6 93,1High-End Graphics WinMark 97 49,6 49,9 44,7 45,8Lahutus 640 X 480 800 X 600Värve 64K 64KLiides PCI AGP PCI AGP

20


3D WinMark 98 248 273 194 2383D 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/sPCI 132AGP 1X 264AGP 2X 528AGP 4X 1056

Pildil on ära näidatud arvuti arhitektuur, mis sisaldab kiibikomplekti (chip set), põhimälu ja AGP

21


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.

22


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 arvMonitore 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 värvi8 bit 256 värvi15 bit 32 768 värvi16 bit või 65K (HiColor) 65,536 värvi24 bit (True Color) 16 777 216 värvi32 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

23


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

24


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 Ribalaius1280x1024 (75 Hz) 85 kHz 120 MHz1600x1200 (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

25


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

26


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) -monitoridtähendab 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) -monitoridSarnaselt 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

27


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)

< 250 nT< 25 nT

nT = nanoTesla250 nT = 0.00000025 Tesla

Electrical Fields ELF (5 Hz-2 kHz) VLF (2 kHz-400 kHz)

< 25 V/m< 2.5 V/m

1 Tesla = 1 Newton/Ampere MeterV/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

28


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

29


(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

30


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

31


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.PrinterIgasugune arvutiprinter koosneb kolmest põhiosast:

1. paberi või muu andmekandja veo- ja etteandmissüsteem, 2. trükimehhanism koos trükivärvi pealekandva sõlmega (marking engine) ning 3. juhtseade e. kontroller, mis juhib trükimehhanismi ja mille abiga jäädvustatakse trükimärgid

andmekandjale. Printereid võib tööpõhimõtte järgi jaotada kahte suurde klassi:

1. löökprinterid 2. 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

32

http://www.hot.ee/kadriuisk/printer.htm


pihustamine jne.). Järgnevalt on (joonisel 1) näha enimlevinud printerite tüübid.

Joonis 1. Printerite tüübistikSõltuvalt 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.

33


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

34

Jugaprinteri põhisõlmed (1- paber, 2- tinditüüs, 3- piesoelektriline toruke, 4- tindihoidla, 5- filter, 6- juhtimiselektrood, 7- tinditilgake)


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 rakendusNõelmaatriksprinter 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.

35

http://www.hot.ee/kadriuisk/skanner.htm


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:

o Tasaskannerid (flatbed), o Lehesööturiga (sheetfed) seadmed, o Projektsioonskannerid (overhead scanner), o Käsiskannerid (handheld scanner).

Tasaskanner 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. Projektsioonskannerid-meenutavad väliskujult fotosuurendit või erilisi mikrofilmi kaameraid.

36


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. Käsiskannerid - 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

37


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 baitija 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 GBKombinatsioon

(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

38


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 - 277IDE/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).

39


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 * * * - -

40


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

41


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

42


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

43


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

44


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.

45

http://www.hot.ee/realarvutid/vorgud/vorgukaardid.htm


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:

46


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

47


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.

48

http://www.umts-forum.org/

http://www.umts-forum.org/

http://www.irda.org/


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.

49

1battleit.ee/public/School/Varia/riistvara ja arhitektuur.doc · Web viewKui räägitakse RS-232C...

Documents

Transcript of 1battleit.ee/public/School/Varia/riistvara ja arhitektuur.doc · Web viewKui räägitakse RS-232C...