koulusuxaas.files.wordpress.com€¦ · web viewatx- virtalähdettä käytetään atx- emolevyn...

Ville Jaakola 21.8.2014

Tietokoneen purku ja kasaus

Purimme ja kasasimme tänään tietokoneita. Työssä ei kestänyt kauaakaan koska olen jo rakennellut tietokoneita aikaisemmin. Työ oli mukava ja kattava sekä siinä oppi uuttakin koska käytimme vanhempia komponentteja. Tässä kerron tietokoneen komponenteista yleisesti, jotta lukija saa paremman käsityksen mitä eri komponentti tekee.

Komponentit

Emolevy

Emolevy on piirilevy johon kaikki osat kiinnitetään jotta ne pystyvät kommunikoimaan toisten komponenttejen kanssa. Jotkut emolevyn osat on juotettu kiinni emolevyyn mutta jotkut osat esimerkiksi virtajohdimet, prosessorit, RAM- keskusmuisti ja Näytönohjainkortit tai muut laajennuskortit ovat sellaisia että ne pitää kiinnittää itse. ATX emolevyt sisältävät integroituja laajennuskortteja joita hoitaa emolevyn piirisarja joka sijaitsee emolevyn eteläosassa kuten taas prosessorin, näytönohjaimen, muistin ja emolevyn välisestä kommunikoinnista huolehtii piirisarja, joka sijaitsee emolevyn pohjoisosassa. Emolevyn eteläosassa sijaitseva piirisarja hoitaa hitaammat datavirrat kuten kovalevyn, sarja- ja rinnakkaisportin sekä PCI väylän. Jotkut emolevyt ovat vieneen asian vähän pidemmälle yhdistämällä pohjois- ja eteläosan piirisarjat yhdeksi piiriksi jolla saavutetaan nopeampi tiedonsiirto. Nykyään emolevyissä on integroitu verkkokortti sekä äänikortti jotka löytyvät nykyään kaikista emolevyistä. Emolevyissä on myös integroituja näytönohjaimia jotka löytyvät halvimmista emolevyistä jotka ovat myös vaatimattomia.


Eri Emolevy tyylejä

Normaali-ATX Micro-ATX Mini-ITX Nano-ITX Pico-ITX

BIOS

BIOS, lyhenne sanasta Basic out/input system on tietokoneohjelma joka etsii ja lataa käyttöjärjestelmän keskusmuistiin ja käynnistää sen kun tietokone käynnistetään. BIOS hoitaa pienen kommunikoinnin tietokonelaitteiston kanssa ja laitteiston hallinnan. BIOS on yleensa tallennettu tietokoneen emolevyn FLASH-muistiin kun tietokonetta on valmistettu, aikasemmin BIOS tallennettiin ROM-muistiin. Flash-muistilla oleva BIOSin voi päivittää aina kun käyttäjä haluaa.

Kuva BIOSista.


Virtalähde

Virtalähde on komponentti joka muuntaa sähköverkosta tulevan vaihtojännitteen oikean suuruiseksi tasajännitteeksi. Virtalähteen on toimittava tasaisesti, sillä jännite vaihtelut saattavat rikkoa laite komponentteja. Virtalähteen on syötettävä tarpeeksi virtaa jotta komponentit toimivat ongelmitta. Virtalähteet toimivat hakkuriperiaatteella ja sille on oltava aina hiukan kuormaa toimiakseen. Tämän takia kaikki virtalähteet eivät edes käynnisty, jos esimerkiksi kiintolevyä ei ole kytkettynä. Emolevyähän ei aivan käynnistyksen alussa kuluta juuri ollenkaan virtaa. Virtalähteen tuuletinkaan ei useammissa tapauksissa kuluta tarpeeksi virtaa.

Virtakytkimet

ATX- virtalähteen virtakytkin on yleensä virtalähteen takaosassa. Jos avaat tietokoneen kotelon, muista aina enne sitä kytkeä virta pois päältä ennen sitä kääntämällä virtakytkimen 0- asentoon. Varsinainen tietokoneen käyttövirta on kotelon etupaneelissa, josta johdot kulkevat kotelon sisältä emolevylle. Kun virtakytkintä painetaan, kytkeytyvät emolevyn liittimen kaksi pinniä oikosulkuun kytkimen painalluksen ajaksi. Tällöin virtalähde alkaa syöttää virtaa emolevylle ja oheislaitteille. Kun johtojen oikosulkeminen tapahtuu uudestaan, kytkee virtalähde virran syötön pois. Päävirtakytkin on oltava päällä, jotta etupaneelin virtakytkin toimisi.

Kuva virtalähteestä


Jännitteet

ATX- virtalähdettä käytetään ATX- emolevyn kanssa. Se syöttää muun muassa +12, -12, +5, -5 ja +3,3 voltin jännitteitä emolevylle ja lisälaitteille. Emolevy muuntaa lisäksi jännitteitä vielä pienemmiksi sen eri osille kuten prosessorille.Kyseiset jännitearvot eivät vielä ole täysin tarkkoja, sillä pientä vaihtelua syntyy muun muassa virtalähteen tarkkuudesta. Jännitearvoja voit tutkia yleensä tietokoneen BIOSin Setup-ohjelmalla tai mahdollisella emolevyn mukana tulleella ohjelmalla. Ohjelma ilmoittaa ja tarvittaessa varoittaa, jos jännitearvot eivät ole asetetuissa raja-arvoissaan.

Eri Tehoisia Virtalähteitä

Jotkut tietokoneet tarvitsevat erikokoisia virtalähteitä esim. työasematietokoneet tarvitsevat vähemmän virtaa sen takia koska niissä ei ole niin tehokkaita komponentteja jotka tarvitsevat virtaa. Perus virtalähteen koko työasematietokoneeseen on 400-500 wattia. Sitten on tehokkaimpia tietokoneita kuten pelitietokoneet joissa on tehokkaat prosessorit ja näytönohjaimet. Nämä tarvitsevat 700-1200 watin kokoisia virranlähteitä.

Valmistajia ja hintoja

Virtalähteiden yleisimmät valmistajat ovat Antec, Corsair, Cooler Master, Chieftec ja Fractal Design. Hinnat vaihtelevat paljon virtalähteistä mutta sekin riippuu koosta sekä laadusta.

-450-550 wattiset virtalähteet maksavat noin 50-60€

-600-750 wattiset maksavat noin 70-100€

-800-1200 wattiset maksavat noin 150-280€

Ram- muistit

Ram- muisti (random access memory) on tietokoneen käyttömuisti jota tietokone ohjelmat käyttävät kun ovat päällä. Keskusmuisti on tyypiltään luku- ja kirjoitusmuistia. Tavallisesti keskusmuistin sisältö tyhjenee aina virrankatkaisun yhteydessä. Kuitenkin kerran muistiin ladattu ohjelma toimii nopeammin ja on nopeammin saatavilla kuin jos ohjelma täytyisi ladata huomattavasti hitaammilta massamuisteilta kuten kiintolevy tai USB- muisti. Puhuttaessa tietokoneen muistin määrästä tarkoitetaan sillä keskusmuistin kokoa. Uudet ohjelmat – varsinkin multimedia sovellukset – vaativat aina vain enemmän keskusmuistia. Koneen nopeuteen vaikuttaa olennaisesti keskusmuistin määrä ja nopeus. niinpä uusia, entistä suurempia ja ennen kaikkea –


nopeampia muistiyksiköitä kehitetään jatkuvasti.

Kuvassa on RAM- muistikampa.

Ram ja Rom

Emolevyllä oleva muisti voidaan jakaa perusominaisuuksiltaan kahteen pääryhmään.

RAM- muistiKun virta katkeaa tietokoneesta, RAM- muisti tyhjenee välittömästi. RAM-muistia käytetään muun muassa keskusmuistin muodostamiseen ja näyttömuistina. Pysyvästi ohjelmia ja tietoja säilytetään massamuisteilla kuten kiintolevyillä.

RAM- muisti jakaantuu kahteen erilaiseen tyyppiin.

o DRAMDynaaminen RAM on tyypillinen tietokoneen keskus muistin ja näytön ohjaimen muistipiiri.DRAM- muisteja on useita erilaisia, joista yleisin on SDRAM.

o SRAMStaattinen RAM on kalliimpana ja nopeampana välimuistien tyypillinen muistitekniikka.

ROM- muistiKun virta katkaistaan tietokoneesta, ROM muistiin jää tietokoneen tarvittavat boot tiedostot.ROM- muistit ovatkin pienikokoisia ja niiden tietoja käytetään vain tiettyjen laitteiden ohjaamiseen.


ROM- muistin tietoja ei yleensä vaihdeta mutta poikkeuksen voi muodostaa BIOS jonka voi päivittää uudemmalla versiolla.

Flash- muisti

Flash-muisti eroaa muista siten, että sitä voidaan tyhjentää ja uudelleen ohjelmoida. Flash- muisti on myös haihtumatonta muistia eli vaikka sähköt kytketään pois, kaikki tieto on silti vielä tallella kuten kovalevyissä ja SSD:ssä.

Kuva muistitikusta jossa käytetään Flash- muistia.

Muistimoduuleja

Muistimoduulit jakautuvat useaan eri ryhmiin jotka eroavat toisistaan sisäiseltä toimitavaltaan ja ennen kaikkea nopeudeltaan.

DDR SDRAMSiirtää kaksinkertaisen tiedon määrän verrattuna SDRAM muistiin koska se käyttää kellopulssin nousevaa ja laskevaa reunaa tiedon siirtoon.

DDR2 SDRAMDDR2:ssa käytetään nousevaa ja laskevaa kellopulssia kuten DDR- muistissa. Valmistustekniikalla pysytään tekemään kaksinkertaisella kellotaajuudella toimivia DDR2- muisteja verrattuna vanhempiin DDR- muisteihin.

DDR3 SDRAMDDR2:sta seuraavan sukupolven muistimoduuli DDR3. DDR3 on suunniteltu parempaan suorituskykyyn ja vähempään tehonkulutukseen kuin DDR2. DDR3- moduuli on ulkomitoiltaan saman kokoinen kuin DDR2 ja DDR mutta silti ei ole yhteen sopiva niiden kantoihin koska lovi on eri paikassa.


Näytönohjain

Näytönohjain on komponentti, joka piirtää kuvan näytölle.

Joissakin näytönohjaimissa on lisäominaisuuksia, mm. kiihdytetty 2D- ja 3D-grafiikan renderointi, videokaappaus, TV-viritinadapteri, MPEG-2/MPEG-4purku, FireWire, valokynäliitäntä, TV-ulostulo ja mahdollisuus yhdistää useita näyttöjä. Nykyään näytönohjaimia käytetään graafisesti vaativiin tarkoituksiin kuten videopelien pelaamiseen.

Näytönohjain on myös rakennettu keskitason tai korkea laatuisiin emolevyihin mutta suorituskyky ei ole niin iso kuin PCI-E väylän näytönohjain jos käyttäjä käyttää vaativaa 3D sovellusta. Integroidun näytönohjaimen voi kytkeä pois BIOS asetuksissa. Jos käyttäjä tarvitsee vaativien sovellusten suorittamiseen enemmän suorituskykyä, niin käyttäjä tarvitsee uuden näytönohjaimen jonka voi ostaa laajennuskorttimuodossa.

Grafiikkaprosessori

Grafiikkaprosessori on grafiikan kiihdytykseen optimoitu prosessori. Grafiikkaprosessori on suunniteltu erityisesti liukulukulaskentaa varten, sillä liukulukujen tehokas laskeminen on 3D-grafiikan renderoinnissa hyvin keskeistä. Grafiikkaprosessorin merkittävin osa on ytimen kellotaajuus joka on yleensä pikseli- ja verteksivarjostimien määrä. Uudemman sukupolven näytönohjaimen kellotaajuus on keskimäärin 1000Mhz mutta on aina ylikellotettavissa. Jos käyttäjä haluaa ylikellottaa näytönohjainta, on tärkeää muistaa millainen jäähdytys siinä on.

Video BIOS

Video BIOS tai firmware sisältää perusohjelman, joka hallitsee näytönohjaimen toimintoja ja antaa ohjeet joiden avulla tietokone ja ohjelmisto kommunikoivat näytönohjaimen kanssa. Se voi sisältää tietoja muisteista, käyttönopeuksista ja grafiikkaprosessorista. BIOS asetukset eivät ole lukittuja ja niitä voi muuttaa, mutta näin tekevät vain ylikellottajat jotka osaavat homman sillä BIOSin muuttaminen on erittäin riskialtista näytönohjaimelle.


Näyttömuisti

näyttömuistiin tallennetaan näytölle piirrettävä kuva. lisäksi näyttömuisti säilyttää muuta tietoa, esim. Z-puskuroinnin tietoa, tekstuureja, verteksipuskureita ja eri varjostinohjelmia.

Nykyisissä näytönohjaimissa muistin määrä vaihtelee 2GB – 12GB:n. Koska grafiikkaprosessorin ja mikropiiristön on voitava käyttää näyttömuistia, käytetään yleensä erityisen nopeaa muistityyppiä kuten VRAM, WRAM tai SGRAM.

Näytönohjaimen eri muistimoduulien kellotaajuudet sekä siirtonopeudet.

jäähdytys

Näytönohjain käyttää paljon sähköä josta osa muuttuu lämmöksi. Ylikuumenemista varten on jäähdytys jolla siirretään se muualle. Jos näytönohjain ylikuumenee, se vahingoittuu jonka jälkeen sitä, joko menee rikki tai se vahingoittuu ja ei toimi niin kuin pitäisi.

Jäähdytysmuotoja

JäähdytyssiiliLämpöä johtavasta metallista valmistettu passiivinen jäähdytyslaite.

TuuletinAktiivinen jäähdytyslaite, jota käytetään usein jäähdytyssiilin kanssa.

Vesiblokkijäähdytyssiilin kaltainen sisältä ontto jäähdytys laite, joka käyttää ilma sijasta vettä. Jäähdytys tapahtuu pumppaamalla vesi vesiblokkkiin josta lämpö siirtyy veteen ja pumpataan takaisin radiaattoriin, josta se johtaa takaisin vesiblokkiin


2D- ja 3D-näytönohjaimet

2D- näytönohjaimet ovat suunniteltu ammatti käyttöön jossa on värit ja kuvan terävyys on prioriteetti. Vanhemmissa näytönohjaimissa ei ole ollenkaan 3D- teknologiaa, joten ne luokitellaan 2D- näytönohjaimiksi.

3D- näytönohjain on tarkoitettu tehokkaaseen piirtoon ja on käytetty ammattikäytössä jo 1980- luvulla, mutta nykyisin niiden käyttökohde ovat pelit. Pelien grafiikka pyritään tekemään aina mahdollisimman realistiseksi minkä vuoksi tarvitaan tehokkaampia näytönohjaimia mitä enemmän laskentaa tarvitsee kuvan piirtämiseen.

Asus RoG R9 290X Platinum näytönohjain

Kiintolevy

kiintolevy on tietokoneen massamuisti johon tallennetaan ohjelmat ja muut tiedostot. Se tallentaa kaiken tiedon yhden tai useamman metalli- tai lasikiekon pinnalla olevaan magneettiseen materiaaliin. Tiedot säilyvät kiintolevyllä vaikka virta on kytketty pois päältä, kuten flash- muisti. SSD- puolijohdelevy on alkanut korvaamaan kiintolevyjä niiden tiedonsiirtonopeuden takia sillä normaalissa kiintolevyssä siirtonopeus on n. 156MB/s mutta SSD:ssä normaali siirtonopeus on 400/450 MB/s. PCI-E liitäntäisen SSD:n tiedonsiirtonopeus on n. 900MB/s mutta ovat erittäin kalliita.

Liitännät

Yleisimmät kiintolevyjen liitännät ovat SATA, IDE/ATA ja SCSI. Nykyään IDE- liitäntää ei käytetä enää koska uudemmat SATA- liittimet ovat tarjolla. IDE- liitännät emolevyissä on vielä mutta vai yksi ja SATA- liitäntöjä on neljä tai useampi.


IDE/ATA

IDE- liitäntä on väistymässä uuden SATA liitännän tieltä. Liitäntä tunnetaan myös nimellä ATA ja P-ATA. IDE- väylässä tiedonsiirto on rinnakkaista. Yhteen IDE- liittimeen voi kytkeä kaksi kiintolevyä.

SCSI

SCSI on usein palvelimissa ja ammattilaislaitteissa käytetty väylä, joka vaati erillisen sovitin- tai ohjainkortin. Oman ohjaimen ansiosta SCSI- kiintolevyt eivät kuormita koneen prosessoria niin kuin erillisohjaimettomat levyt. Yhteen SCSI- liitäntään voidaan standardista riippuen liittää 8-16 laitetta.

SATA

SATA on uusin liitäntä tyyppi jossa tiedonsiirto on sarjamuotoista, toisin kuin IDE liitännässä. Sarjaliitännän nopeus korvaa rinnakkaisten linjojen määrän. SATA- liitännän etuja IDE:en nähden ovat myös kapeammat kaapelit ja pienemmät liittimet, jotka vievät vähemmän tilaa kotelossa ja auttavat ilmanvaihduntaan.

Kuva SATA- kaapelista.

koulusuxaas.files.wordpress.com€¦ · web viewatx- virtalähdettä käytetään atx- emolevyn...

Documents