Materiaali löytyy sivulta:

Esitys aiheesta: "Materiaali löytyy sivulta:"— Esityksen transkriptio:

1 Materiaali löytyy sivulta:
Tietokoneen toiminta Juhani Merilinna Huone 6025 Materiaali löytyy sivulta:

2 Sisältö Historiaa Peruskäsitteitä Tietokoneen toimintaperiaate
Rakenneosat Assembler Tietokoneen rakenne (PC) Tietoliikenteen perusteita

3 Historiaa Abakus yli 4000 a. (Helmitaulu) Laskutikku 1617
Babbage 1820-luvulla ohjelmoitava laskulaite Reikäkorttikone 1890 USA:n väestönlaskentaan. IBM Mekaanisia tietokoneita (releet, reikänauha) luvulla Taskulaskin 1970-luvulla

4 Historiaa, 1. sukupolvi Ensimmäinen elektroninen tietokone 1946 ENIAC.
18000 elektroniputkea. Sähkönkulutus 150kW. Vikaväli luokkaa 10min. Suomen ensimmäinen tietokone ESKO Elektroniputkia ja reikänauha.

5 Historiaa, 2. sukupolvi 1948 keksittiin transistori.
Tietokoneiden nopeus jo luokkaa laskua sekunnissa. Muisti magneettirengasmuistia

6 Historiaa, 3.sukupolvi Texas Instruments kehitti mikropiirin.
IBM S/360 (1964) koneita myytiin n 1 MIPS raja rikki. Moniajokäyttöjärjestelmä Tietokoneet suuria keskuskoneita kommunikointi koneen kanssa reikäkortein tai reikänauhoin myöhemmin kehitettiin kirjoitinpäätteitä ja näyttöpäätteitä

7 Historiaa, 4. sukupolvi Intel kehitti ensimmäisen mikroprosessorin 1972 (Intel 4004) Aluksi 4-bittinen, mutta hyvin pian tuli 8-bittisiä (Intel 8008, 8080 , Motorola MC6800) Ensimmäiset kotikoneet

8 PC:n historiaa 1977 Apple II 1981 IBM PC. hyvin suosittu yrityksissä
VisiCalc ensimmäinen taulukkolaskentaohjelma 1981 IBM PC. 16KB muistia, pian myös 64KB 8088 prosessori (16/8 –bittinen) ei levyasemaa, tallennus nauhurille, myöhemmin lisättiin levykeasema ISA 8 väylä

9 PC:n historiaa PC XT Ensimmäiset kloonikoneet (Compaq)
Kiintolevy Max. 640KB muistia Ensimmäiset kloonikoneet (Compaq) 1983 Apple Lisa (Mac XL) Graafinen käyttöliittymä Hiiri

10 PC:n historiaa 1984 PC AT 80286 prosessori
max. 16MB muistia, tosin MSDOS ei osannut käyttää kuin 640KB ISA 16 väylä Vielä 1990-luvulla PC:t olivat oikeastaan paranneltuja PC AT -koneita

11 PC:n historiaa 1988 IBM PS/2 Intel 80386-prosessori Lisätietoja:
uusi väylä, mikrokanava IBM menettämässä johtavan asemansa OS/2 käyttöjärjestelmä Intel prosessori 32-bittinen suojattu tila nykyiset prosessorit periaatteessa paranneltuja 386-prosessoreita Lisätietoja:

12 Käyttöjärjestelmien kehitys
Ensimmäiset käyttöjärjestelmät 1950-luvulla. Lähinnä kokoelma peruspalveluja sovelluksille. Eräajo 1960-luvulla Moniajo Vuorovaikutteisuus 1960-luvun lopussa pääteajattelu sitä ennen vain reikäkortteja ym 1970 UNIX 1980-luvulla graafiset käyttöliittymät 1990-luvulla verkkokäyttöjärjestelmät

13 MS-DOS Alun perin IBM PC:n käyttöjärjestelmän piti olla Digital Research:n CP/M. Digital Research ei jostakin syystä toimittanut käyttöjärjestelmää, jolloin IBM tilasi käyttöjärjestelmän pikkuyritykseltä nimeltä Microsoft. Microsoft osti oikeudet Q-DOS:iin (Quick and dirty dos) ja teki ensimmäisen version 1.0. (1981) IBM korjasi MS-DOS:n virheitä ja toimitti PC:n mukana PC-DOS nimisenä. MS-DOS on yksiajokäyttöjärjestelmä. Poikkeuksena on MS-DOS 4.01, joka oli tarkoitettu automaatiosovelluksiin.

14 MS-DOS MS-DOS 2.0 (1983) hakemistot
MS-DOS 3.0 (1984) tuki isoille kiintolevyille (32MB) ja tiheille levykkeille. MS-DOS 3.1 (1985) verkkotuki ensimmäisen kerran MS-DOS 3.2 (1985) tuki 3½” –levykkeille (vain 720KB) MS-DOS 3.3 (1987) 1.44MB levykkeet ja kiintolevyjen osiointi MS-DOS 4.0 (1988) tuki kiintolevyille 2GB asti

15 MS-DOS MS-DOS 5.0 (1991) tuki yli 640KB muistialueelle (UMB, HMA)
MS-DOS 6.0 (1993) tuki levyn pakkaamiselle MS-DOS 6.2 levyn pakkaus (DoubleSpace) poistettiin lisenssiriitojen takia MS-DOS 6.22 uusi versio levyn pakkauksesta (DriveSpace). Viimeinen MS-DOS-versio.

16 Windows 1985 Windows 1.0 Hyvin vähän käytetty
1987 Windows 2.0 Käytettiin jonkin verran lähinnä Excel:n takia 1990 Windows 3.0 Ensimmäinen suosittu Windows. Nosti Microsoftin maailman suurimmaksi ohjelmistotaloksi. Tuki suojatulle tilalle ja yli 640KB muistialueen. Moniajo 1992 Windows 3.1. Vähän paranneltu Myöhemmin tuli versio 3.11, johon oli lisätty verkkotuki. Versioon 3.11 asti kaikki Windows:t käyttävät MSDOS:a apuna.

17 Windows 1993 Windows NT 3.1 1994 Windows NT 3.5 ja 3.51
32-bittinen Lineaarinen muistiavaruus 1994 Windows NT 3.5 ja 3.51 1995 Windows 95 1998 Windows 98 2000 Windows 2000 2001 Windows XP 2003 Windows 2003 (XP server) 2006 Windows Vista

18 UNIX/Linux 1970 Unix kehitys aloitettiin lähinnä Multics- käyttöjärjestelmän miniversiona 1975 ensimmäiset kaupalliset UNIX julkaisut 1991 Linux alkaa Linus Thorwaldsin harrasteprojektina 1994 Linux ytimen versio 1.0 1996 Linux ydin 2.0 1999 Linux ydin 2.2 2001 Linux ydin 2.4

19 Standardit Viralliset Suositukset De facto

20 Standardit ISO ITU Entiset CCITT ja CCIR IEC ETSI CEN Genelec SFS
Yleinen ja virallinen Standardointi Sähköala Tietoliikenne ISO Kansainvälinen ITU Entiset CCITT ja CCIR IEC CE merkki Eurooppalainen ETSI CEN Genelec SFS SESKO THK Suomalainen

21 Standardit ANSI Amerikan standardointi järjestö. Amerikan edustajana ISO:n toiminnassa IEEE sähkö- ja elektroniikkainsinöörien yhteistyöjärjestö. Käyntännössä ANSI:n alaisuudessa. EIA. Yhdysvaltalaisten elektroniikka-alan yritysten järjestö. ANSI:n jäsen. Nykyisin yhdessä TIA:n kanssa.

22 Standardit, Internet ISOC Kattojärjestö IETF Tunnistaa Internetin
ongelmat WWW Consortium WWW ja HTML ICANN Verkko- tunnukset IESG RFC- dokumentit

23 Käyttöjärjestelmän tehtävät
Käyttöjärjestelmä on jonkin verran epämääräinen käsite. Sen merkitys vaihtelee kohderyhmän mukaan: Käyttäjäopetuksessa käsitellään yleensä käyttöliittymää ja apuohjelmia Ohjelmoija on kiinnostunut pääosin käyttöjärjestelmän palveluista Ylläpitäjä on kiinnostunut rakenteesta, käyttäjien hallinnasta, tietoturvasta ym.

24 Käyttöjärjestelmän tehtävät
Perustehtävät: palvelut sovelluksille Ohjelmointirajapinta Oheislaitteiden käyttö ohjelmien hallinta käynnistys ja lopetus moniajo suojaus virhetilanteiden hallinta laitteiston hallinta muistinhallinta laiteajurit verkkotuki

25 Käyttöjärjestelmän tehtävät
Käyttöjärjestelmän mukana tulee yleensä: yksi tai useampia käyttöliittymiä apuohjelmia tiedostojen käsittelyyn ym.

26 Käyttöjärjestelmän ominaisuuksia
Moniajo/yksiajo Monenkäyttäjän Reaaliaikainen Graafinen/merkkipohjainen

27 Moniajo 16-bit Windows Windows vuoro Palauttaa vuoron vuoro Palauttaa
Tehtävä 1 Tehtävä 1 Tehtävä 1

28 Moniajo (32-bit Windows)
vuoro vuoro vuoro keskeytys keskeytys keskeytys Säie 1 Säie 1 Säie 1

29 Peruskäsitteitä Bitti pienin yksikkö. Arvo voi olla 0 tai 1.
(nibble 4 bittiä. Harvoin käytetty) Tavu (Byte) 8-bittiä. Yleisimmin käytetty tiedon mittayksikkö. Yleensä tietoalkioille varataan tilaa tavun kokoisina paloina. Esim. vaikka ascii-koodisto on 7-bittinen, jokainen merkki vie yhden tavun. Sana (word) tarkoittaa alun perin tietokoneen luonnollista tietoalkion kokoa. Esim. 32-bittisellä koneella sana on 32- bittinen. Nykyisin käsitetään sana aina 16- bittiseksi.

30 Perusyksiköt Yhdellä bitillä voidaan esittää vain kaksi arvoa 0 tai 1.
Tavulla on 256 mahdollista arvoa (0- 255).(28) 16-bittisellä luvulla on mahdollista arvoa. (216) 32-bittisellä luvulla on mahdollista arvoa.(232)

31 Peruskäsitteitä Tavu on pieni yksikkö, siksi yleensä siihen liitetään etuliite kilo, mega, giga tai tera. Etuliitteillä on kaksi eri tulkintaa, virallinen ja tietotekniikassa yleensä käytetty. kilo = 210 mega = 220 giga = 230 Tera

32 Peruskäsitteitä Valitettavasti tietotekniikassa käytetään molempia merkityksiä sekaisin. Esimerkiksi kiintolevyjen koossa mega tarkoittaa virallista arvoa miljoona. Muistien koossa mega tarkoittaa kuitenkin ! IEC-standardi (1998) määrittelee tietotekniikassa käytettäville etuliitteille uudet nimet, jolloin perinteiset etuliitteet tarkoittavat alkuperäisiä arvojaan. Kibi 210 tebi 240 Mebi 220 pebi 250 Gibi 230 exbi 260 30

33 Kokonaisluvut Tietokoneen peruslukutyyppi on binaarinen kokonaisluku.
Kokonaislukujen käsittely on nopea Kokonaisluvuilla on aina rajoitettu koko. Rajan ylittäminen aiheuttaa virhetoiminnan Etumerkittömät kokonaisluvut: vain positiivisia arvoja Etumerkilliset kokonaisluvut: käytetään kahden komplementtiarvoja

34 Reaaliluvut Reaalilukujen esittämiseen käytetään BCD- koodausta tai liukulukuja. Nykyisin lähes aina liukulukuja. BCD-koodauksessa kymmenjärjestelmän luvun jokainen numero muutetaan erikseen binaariseksi. BCD-koodausta käytetään joissakin vanhoissa ohjelmointikielissä ja taskulaskimissa

35 Liukuluvut Luku muutetaan muotoon m*2e
Kerrointa m kutsutaan mantissaksi. E on exponentti. Luvusta tallennetaan vain mantissa ja exponentti. Liukuluvuilla voidaan käsitellä hyvin suuria lukuja. Huomaa, että tarkkuus ei aina ole suuri. Liukuluvuilla voi tulla pyöritysvirheitä Yleensä käytetään IEEE:n suosittelemia liukulukuja

36 Liukuluvut Yleisesti käytettyjä liukulukutyyppejä:
Lukualue 1038, tarkkuus 7 numeroa. Koko 3 tavua Lukualue 10308, tarkkuus 15 numeroa. Koko 7 tavua Lukualue Koko 8 tavua

37 Peruskäsitteitä, merkkikoodistot
Tietokone pystyy varsinaisesti käsittelemään vain lukuja. Siksi tekstin käsittelemiseksi pitää teksti ensin muuttaa luvuiksi. Jokaiselle merkille on sovittu vastaava luku. Merkkikoodisto on määritelmä merkkejä vastaavista luvuista. Useimmat merkkikoodistot perustuvat ASCII- koodistoon.

38 Peruskäsitteitä, merkkikoodistot
ASCII 7-bittinen. kirjaimet a-z, A-Z ja välimerkkejä Euroopassa käytettiin versiota, jossa jotkin erikoismerkit oli korvattu skandinaavisilla merkeillä EBCDIC Käytössä lähinnä IBM:n suurkoneissa. Poikkeaa täysin ASCII:sta. IBM Extended MS-DOS:n merkkikoodisto. Käytössä myös Windows:n komentorivillä 8-bittinen. 128 ensimmäistä merkkiä ASCII-koodiston mukaisia ANSI Windows:n koodisto Amerikkalainen versio ISO koodistosta ISO 8859 8-bittinen eri kielialueversioita, , , … UNICODE 16-bittinen 256 ensimmäistä merkkiä iso-koodiston mukaisia.

39 Peruskäsitteitä, merkkikoodistot
UTF-8 on tapa esittää 16-bittisiä lukuja. Unicode tallennetaan usein UTF-8 muodossa. Vie vähemmän tilaa kuin perusmuodossa. Ensimmäiset 128 merkkiä esitetään yhdellä tavulla. Seuraavat 4096 merkkiä kahdella tavulla ja loput merkit kolmella tavulla. UDF-8 määrittelee myös tavujen tallennusjärjestyksen.

40 Tavujärjestys Muistiin tallennetaan tietoa tavuina. Samoin tiedonsiirrossa lähetetään tieto tavuina. 16-bittisen luvun tallennus tarkoittaa, että tallennetaan kaksi tavua. Tavut voidaan tallentaa eri tavoin: little endian. Ylempi tavu ensin. big endian. Alempi tavu ensin. Esim. PC ja MacIntosh tallettavat ei järjestyksessä.

41 Peruskäsitteitä MIPS (mega instructions per second) Käytetään prosessorin nopeuden yksikkönä. Eri prosessorin vertailu on vaikeaa, koska käskyt eivät ole samanlaisia. MFLOPS (mega floating point operations per second) Suurissa koneissa käytetty nopeuden vertailuarvo.

42 Peruskäsitteitä Pääte
Monenkäyttäjän järjestelmissä jokaisella käyttäjällä on oma pääte Pääte on liitetty keskuskoneeseen yleensä sarjaliitännällä (RS232C) Nykyisin varsinaiset päätteet ovat harvinaisia. Yleensä käytetään PC:tä ja jotakin pääteohjelmaa (telnet tms.)

43 Prosessit ja säikeet Prosessi tarkoittaa käynnissä olevaa ohjelmaa. Oikeammin ohjelman käynnistyskertaa. Prosessit voi listata Windows Tehtävien hallinta – ohjelmalla. Linux:ssa prosessilistauksen saa ps - komennolla. Prosesseista käytetään joskus Windows-maailmassa nimitystä task (tehtävä). Jokainen prosessi on oma erillinen toimintakokonaisuus. Jokaisella prosessilla on oma muistialueensa, jota muut prosessit eivät saa käyttää. Tavoitteena on, että prosessit eivät häiritse toisiaan.

44 Säikeet Joskus tarvitaan myös ohjelman sisällä samanaikaisia toimintoja. Esimerkiksi tekstinkäsittelyohjelmassa tavutus toimii samanaikaisesti normaalin toiminnan kanssa. Tämän takia prosessiin lisättiin säikeet. Prosessi määrittelee resurssit ja säie on prosessin suoritettava osa. Säikeitä voi olla useita samassa prosessissa.

45 Moniajo Tietokoneessa voi suorittaa samanaikaisesti vain yhtä ohjelmaa, jos prosessoreita on yksi. Moniprosessorikoneissa voidaan suorittaa jokaisessa prosessorissa omaa ohjelmaa. Moniajo toteutetaan niin, että prosessori suorittaa lyhyen ajan jokaista ohjelmaa vuorollaan. Kun ohjelmaa vaihdetaan nopeasti, näyttää kuin ohjelmat toimisivat samanaikaisesti.

46 Moniajo Vanhoissa 16-bittisissä Windows- versioissa moniajo toimi niin, että Windows antoi vuoron ohjelmalle. Ohjelma suoritti jonkin lyhyen toiminnan ja luovutti vuoron takaisin. Jos ohjelma ei luovuttanut vuoroa takaisin, muut ohjelmat eivät saaneet lainkaan suoritusvuoroa.

47 Moniajo 32-bittisissä Windows-versioissa ja Linuxissa käytetään keskeyttävää moniajoa. Käyttöjärjestelmä antaa vuoron ohjelmalle ja lyhyen ajan kuluttua keskeyttää ohjelman. Yksi ohjelma ei voi estää muiden suoritusta.

48 Prosessit ja säikeet Alun perin Unix:ssa käyttöjärjestelmä suoritti prosesseja vuorotellen. Uusissa Unix-versioissa ja Windows:ssa ajetaan säikeitä vuorotellen. Jokaisella prosessilla on siten ainakin yksi säie. Jos prosessissa halutaan samanaikaisia toimintoja, voidaan käynnistää lisää säikeitä.

49 Tehtäviä Miksi kiintolevyn valmistajat käyttävät mieluummin Megalla arvoa tasan miljoona? Miksi muistien koossa on kätevämpi käyttää Megalla arvoa kuin tasan miljoona?

50 Kuvien esittäminen Kuva voidaan esittää tietokoneessa bittikarttana tai vektorikuvana. Monet piirto-ohjelmat osaavat käyttää molempia muotoja. Bittikartta on parempi valokuvien esittämiseen. Vektorikuva on parempi piirrosten, kuten tekniset piirustukset, esittämiseen.

51 Bittikarttakuvat Kuva tallennetaan pisteinä (pikseli).
Kuvatiedostosta voi tulla hyvin suuri. Koko näytön kokoinen kuva koostuu 1024x768 pisteestä (n pistettä). Pisteestä tallennetaan sen väri. Väri kerrotaan perusvärien (punainen, vihreä ja sininen) määrinä. Esimerkiksi jokaisen perusvärin määrä voidaan kertoa yhdellä tavulla. Tällöin jokaista kuvapistettä varten tarvitaan kolme tavua tietoa.

52 Paletti Tilansäästämiseksi kuvapisteen väriä ei usein kerrota suoraan. Kuvassa käytettävien värien arvot laitetaan erilliseen taulukkoon (paletti). Kuvapisteistä tallennetaan vain indeksi palettiin tavun kokoisena lukuna. Jos kuvapisteen arvo on 15, se tarkoittaa, että paletista valitaan 15. väri. Paletissa kerrotaan vastaava väri perusvärien osuutena. Kuvassa voi olla vain rajallinen määrä värejä, mutta värit voidaan valita suuresta joukosta.

53 Bittikarttakuvat GIF. Käyttää palettia. Suurin värien määrä on Tiedosto on pakattu. Tiedostot pieniä pakkauksen ja paletin takia. Värien määrä ei riitä hyvälaatuisen valokuvan esittämiseen. JPEG. Värien määrä max. 16,7miljoonaa. Käyttää häviöllistä pakkausta. Kuvan tallennus poistaa pieniä yksityiskohtia. Käytetään valokuvien esittämiseen, kun halutaan pieniä tiedostoja.

54 Bittikarttakuvat TIFF. Joustava tiedostomuoto. Värien määrä voi olla periaatteessa mikä vain. Yleensä käytetään 8 tai 16 bittiä per väri. Tiedosto voi olla pakattu. Käytetään kuvien käsittelyyn.

55 Vektorikuvat Vektorikuvassa talletetaan kuva-alkioita. Esim. viiva alku- ja loppupisteinä. Vektorikuva sopii piirustusten tallettamiseen. Jokainen ohjelma käyttää omaa tiedostomuotoaan. Vektorikuvassa voidaan muuttaa kuva- alkioiden ominaisuuksia jälkeenpäin. Bezier-käyrä on yleinen vektorikuvan periaate. Siinä kuva-alkiot muodostetaan taitepisteiden avulla.

56 Tietokoneen toiminta Kuvassa on yksinkertaistettu toimintaperiaate
Prosessori suorittaa tai ainakin ohjaa kaikkea toimintaa. Keskusmuisti on työtila, jossa on kaikki suoritettavana olevat ohjelmat ja niiden käyttämä data. (von Neumann) Data ja ohjelmat varastoidaan levyasemille. Keskusyksikön sisällä tieto siirretään osien välillä väylien kautta. Liitäntöjen avulla tietokoneeseen liitetään oheislaitteita.

57 Kotelo Kotelo voi olla Pöytäkotelo Minitornikotelo Miditornikotelo
Maksitornikotelo Palvelinkotelo Lisäksi kotelo voi olla AT- tai ATX-typpinen.

58 Osat Virtalähde Levykeasema Kiintolevy Lisäkortti Emolevy

59 Keskusyksikkö Käytännössä tietokoneen rakenne on paljon mutkikkaampi.
Nykyisissä koneissa piirisarjoilla on suuri merkitys. Piirisarja yhdistää eri osia, ohjaa muistia, muodostaa väylät ja toteuttaa liitännät. 29

60 Väylä Fyysisesti väylä on joukko rinnakkaisia johtoja, joiden välityksellä siirretään tietoa osien välillä sähköisinä signaaleina. Väylän ja liitännän välinen ero on usein häilyvä. Onko esimerkiksi SCSI väylä vai liitäntä? Nykyisissä tietokoneissa on useita väyliä: Prosessorin väylä, laajennusväylä, muistiväylä. Prosessorin väylän nopeus ja signaalit riippuvat prosessorista. Laajennusväylä sen sijaan on oltava aina samanlainen, jotta lisäkortit toimisivat eri tietokoneissa. Väylissä on yleensä osat: ohjausväylä, jonka avulla siirretään erilaista ohjaustieto kuten luku/kirjoitus osoiteväylä, jolla prosessori valitsee osoitettavan muistipaikan tai oheispiirin dataväylä, jonka kautta siirretään varsinainen tieto prosessorin ja muistin tai oheispiirin välillä.

61 Dataväylä Dataväylän leveys on alun perin sama kuin prosessorin käsittelemän datan koko eli 16- bittisessä prosessorissa dataväylä olisi 16- bittinen (16 johtoa) Muistin nopeus on hitaampi kuin prosessorin. Tätä tilannetta on pyritty korjaamaan sillä, että luetaan muistista 64 tai 128 bittiä kerrallaan. Siksi muistiväylässä dataväylä on nykyisissä koneissa enemmän kuin 32 bittiä.

62 Osoiteväylä Osoiteväylällä prosessori kertoo muistipaikan tai oheispiirin osoitteen. Osoiteväylän leveys rajoittaa muistimäärän. 8-bittisissä prosessoreissa muistiväylä on 16 bittinen, jolloin muistia voi olla 216= tavua (64kibitavua) PC:ssä alun perin käytetyssä prosessorissa osoiteväylä oli 20-bittinen.

63 Ohjausväylä Ohjausväylä sisältää joukon erillisiä signaaleja.
Luku/kirjoitus –signaalilla prosessori kertoo, haluaako se lukea vai kirjoittaa muistiin. Yhdellä signaalilla prosessori kertoo, haluaako se käsitellä muistia vai jotakin liitäntäpiiriä. Ohjausväylässä on myös erilaisia ajoitussignaaleja.

64 Tehtäviä Mikä periaatteellinen ero on prosessorin väylällä ja laajennusväylällä

65 RAM / Keskusmuisti RAM-muisti on prosessorin työtila. Käynnissä oleva ohjelma ja sen käyttämä tieto on oltava muistissa. (von Neumannin periaate) Muistin tarve on kasvanut nopeasti. Ensimmäisissä PC- malleissa oli 16 kibiTavua muistia. Vielä 90-luvun alussa koneissa oli yleensä 640 kibiTavua muistia. Nykyisissä työasemissa 64 mebiTavua tai enemmän Muistin tarvetta on kasvattanut ennen kaikkea graafinen käyttöliittymä. Sen lisäksi sovellusohjelmien lisääntyneet ominaisuudet ja moniajo lisäävät muistin tarvetta.

66 RAM/keskusmuisti RAM muistia on kaksi perustyyppiä:
SRAM (static RAM) jokaista bittiä kohti on useita transistoreita. Nopea, mutta kallis ja vaatii tilaa. Käytetään yleensä prosessorin välimuisteissa. DRAM (dynaaminen RAM) jokaista bittiä kohti on yksi transistori ja kondensaattori. Vaatii vähemmän tilaa kuin SRAM, mutta on jonkin verran hitaampi. Tila varataan kondensaattoriin. Varaus säilyy vain n. 10ms. Tila on virkistettävä (refresh). Virkistys tehdään yleensä 2ms välein.

67 Muistin toiminta Muisti koostuu peräkkäisistä muistipaikoista. Yhteen muistipaikkaan mahtuu yksi tavu tietoa. Käsiteltävä muistipaikka valitaan osoitteen avulla. Osoite on binaariluku. Muistien osoitteet alkavat PC:ssä nollasta. Kun prosessori lukee muistista, se laittaa ensin halutun muistipaikan osoitteen osoiteväylään. Sen jälkeen prosessori kertoo ohjausväylän avulla, että se haluaa lukea muistista. Tämän jälkeen muisti lähettää halutun muistipaikan sisällön dataväylän kautta.

68 RAM / Keskusmuisti Ensimmäisissä PC:issä muisti oli erillisinä piireinä. Piirit olivat kannoilla tai usein suoraan juotettuina emolevyille. Nykyisin muistipiirit on liitetty erillisille piirilevyille muistimoduleiksi. Muistimodulit mahtuvat pienempään tilaan kuin erilliset muistipiirit ja modulien vaihtaminen on helpompaa Muistimoduleita on erilaisia. Lisäksi muistipiirien sisäisessä tekniikassa on eri vaihtoehtoja. Moduleita on SIPP, 30p SIMM, 72p SIMM ja DIMM-tyyppisiä. Uusimmat koneet käyttävät DIMM-moduleita. Muistin nopeus on oltava riittävä koneeseen. Vanhemmissa muisteissa nopeus ilmoitetaan nanosekuntteina. Uudemmissa muisteissa nopeus ilmoitetaan kellotaajuutena. Sopiva muistipiiri riippuu emolevystä ja prosessorista. Erityyppisten muistien yhdistämisessä on usein rajoituksia.

69 RAM / Keskusmuisti SIMM 30 pinniä SIMM /Single In-line Memory Module
SIMM, lyhyt 30-pinninen (fyysisten kontaktipintojen lukumääärä) dataväylän leveys 8 tai 9 bittiä riippuen onko pariteettibitti mukana käytetään 386 ja 486-prosessorilla varustetuissa koneissa 9-bittinen 9-piirinen sis. pariteetin tarkistuksen 9-bittinen 3-piirinen sis. pariteetin tarkistuksen 8-bittinen 8-piirinen 8-bittinen 2-piirinen SIMM 30 pinniä

70 RAM / Keskusmuisti SIMM 72-pinninen
SIMM, pitkä 72-pinninen (fyysisten kontaktipintojen lukumäärä) dataväylän leveys 32 tai 36 bittiä riippuen onko pariteettibitti mukana Käytetään koneissa, joissa on 486 tai Pentium-prosessori Pentium-koneisiin on lisättävä kaksi moduulia kerrallaan SIMM 72-pinninen

71 RAM / Keskusmuisti DIMM, pitkä 168-pinninen (fyysisten kontaktipintojen lukumääärä) dataväylän leveys 64, 72 tai 80 bittiä riippuen siitä onko pariteettibitti ja/tai virheenkorjaavan ECC-muistin tarvitsema lisäbitti mukana työasemissa ei yleensä käytetä pariteettitarkistusta Käytetään Pentium, Pentium II ja Pentium III -koneissa Käytössä olevat muistipiirit: SDRAM, EDO ja FPM -RAM Nopeus ilmoitetaan nanosekuntteina EDO- ja FPM-muisteille ja megahertzeinä (MHz) SDRAM:ille

72 RAM / Keskusmuisti DIMM, pitkä 168- pinninen (fyysisten kontaktipintojen lukumääärä) DIMM tukee kahta jännitettä, 3.3 tai 5.0 volttia DIMMissä käytössä PD (Presence Detect) - tunnukset, joiden avulla järjestelmä tunnistaa muistinnopeuden, - määrän, muistipankkien järjestyksen ja määrän.

73 RAM / Keskusmuisti SO-DIMM
Vastaa DIMM-muistia, mutta pienempi kooltaan Käytetään kannettavissa tietokoneissa Usein kaksipuolinen, eli modulissa on piirejä molemmilla puolilla.

74 RAM / Keskusmuisti Muistitekniikoita StaticColumn
BEDO-RAM (Burst EDO-RAM) SDRAM (Syncronous Dynamic RAM) DDR (Double Data Rate SDRAM) CDRAM (Cache Dynamic RAM) / EDRAM (Enhanced Dynamic RAM) VRAM (Video RAM) WRAM (Window DRAM) Muita suunnitteilla / markkinoilla olevia muistitekniikoita: SGRAM MDRAM RDRAM 3DRAM

75 Cache / Välimuisti Nykyiset prosessorit ovat nopeampia kuin SIMM- ja DIMM-moduleissa käytetyt DRAM-piirit. Riittävän nopea muisti on kallista ja vaatii paljon tilaa. Muistin käsittelyn nopeuttamiseksi käytetään pientä määrää nopeaa muistia välimuistina. Välimuisteja voi olla useita peräkkäin. Tällöin lähinnä prosessoria olevaa välimuistia kutsutaan L1-tason välimuistiksi ja seuraavaa L2-tason välimuistiksi. 80486-prosessorista lähtien prosessoreihin on integroitu sisäinen L1-tason välimuisti. Pentium Pro, Pentium II ja Pentium III -prosessoreissa on mukana myös L2-tason välimuisti

76 Cache / Välimuisti Välimuistin toiminnan tehokkuuden mittaamisessa tutkitaan, kuinka monta kertaa CPU saa muistinkäsittelynsä tarvitseman tiedon välimuistista ilman että se täytyy käydä lukemassa keskusmuistista HIT ilmoittaa että CPU:n haluama data löytyy välimuistista. Hit Rate -arvolla ilmaistaan, kuinka monta prosenttia muistinkäsittelykäskyistä voidaan toteuttaa käyttämällä suoraan välimuistia ilman, että joudutaan lukemaan hitaampaa keskusmuistia. MISS tarkoittaa, että CPU:n pyytämä data on täytynyt lukea keskusmuistista, koska haluttua dataa ei ole löydetty välimuistista Miss Rate -arvo on käänteinen Hit Rate -arvolle, eli sillä ilmaistaan kuinka monta prosenttia muistinkäsittelykäskyistä on jouduttu lukemaan keskusmuistista. Tag-piiri, on välimuistiin liittyvä apumuisti, jota käytetään välimuistin ohjaukseen. Lisäksi se sisältää tietoa, mm. mistä kohtaa keskusmuistia mikäkin välimuistissa oleva on peräisin.

77 Cache / Välimuisti Eri välimuistin ja keskusmuistin välisiä datansiirtotekniikoita Write Through Cache prosessori kirjoittaa ns. yhtä aikaa välimuistiin ja keskusmuistiin, tekniikaltaan helpoin. Posted Write Cache prosessori kirjoittaa vain välimuistiin ja välimuistin ohjainpiiri huolehtii datan kirjoittamisesta keskusmuistiin. Write Back Cache prosessori kirjoittaa vain välimuistiin, ja välimuistin ohjainpiiri tutkii, ovatko väli- ja keskusmuistin sisällöt identtiset. Tällöin tiedonsiirtoa muistien kesken tapahtuu vain mikäli datasisältö on muuttunut, ja näin vältytään turhalta liikennöinniltä, monimutkaisin.

78 Välimuistit Välimuistia käytetään tietokoneessa monessa eri paikassa.
Välimuistia käytetään keskusmuistin lisäksi ainakin kiintolevyn nopeuttamiseen. Käyttöjärjestelmä käyttää osaa keskusmuistista levyvälimuistina Kiintolevyillä on oma sisäinen välimuistinsa

79 ROM Read Only Memory ROM-muistin sisältö säilyy, vaikka tietokoneesta sammutetaan virta. ROM-muistityyppejä on useita: ROM, pROM, eProm, EEROM, Flash-ROM.

80 ROM/BIOS PC:ssä käytetään ROM-muistia BIOS- ohjelman säilyttämiseen.
Alunperin BIOS:n päivittäminen tarkoitti koko piirin vaihtamista. Päivittäminen oli hyvin harvinaista. Nykyisissä PC:ssä käytetään Flash-ROM- muistia. Flash-muisti voidaan kirjoittaa uudelleen sopivalla ohjelmalla. Tämä mahdollistaa BIOS-ohjelman päivittämisen.

81 Emolevy: BIOS BIOS:lla on useita tehtäviä:
POST: kun PC käynnistetään, ensimmäisenä käynnistyy BIOS:ssa oleva testausohjelma, POST, joka suorittaa laitteiston perustestauksen ja tekee joitakin asetuksia. SETUP: Jos käynnistyksen jälkeen painaa DEL-näppäintä, käynnistyy BIOS:n setup-ohjelma, jolla voi muuttaa laitteistoasetuksia BOOTSTRAP: POST-ohjelman jälkeen BIOS etsii käyttöjärjestelmän levyasemalta ja käynnistää käyttöjärjestelmän BIOS: BIOS:ssa on myös ohjaimia eri oheislaitteille. Näitä ohjaimia käyttää lähinnä MS-DOS ja käynnistysohjelmat. Muut käyttöjärjestelmät sisältävät omat ohjaimensa.

82 BIOS BIOS on emolevyllä ROM-muistilla oleva ohjelma.
Kun tietokone käynnistetään, BIOS käynnistyy aina ensimmäisenä. BIOS tekee aluksi joitakin laiteasetuksia ja sen jälkeen testaa laitteistoa. (POST=Power On Self Test) Lopuksi BIOS käynnistää käyttöjärjestelmän levyasemalta. BIOS sisältää myös SETUP-ohjelman, jolla voidaan muuttaa joitakin laiteasetuksia.

83 Prosessori Kuvassa on yksinkertaistettu prosessorin sisäinen rakenne
Käskytulkki tulkitsee konekielisen käskyn ja kutsuu tarvittaessa ALU:a ALU (Arithmetic logic Unit) Suorittaa laskentatehtäviä Rekistereissä on erilaista tilanteesta riippuvaa dataa ALU Datarekisteri lippurekisteri Indeksirekisteri Pino-osoitin Käskyosoitin Käsky- tulkki Osoite- väylä Data- Ohjaus-

84 Prosessori Intel 386-prosessorin sisäinen rakenne

85 Prosessori, rekisterit
Prosessorin käsittelemä data on yleensä datarekistereissä käsittelyn ajan. Käskyosoitin kertoo seuraavaksi suoritettavan käskyn osoitteen muistissa Pino-osoitin kertoo ensimmäisen vapaan paikan pinossa. Indeksirekisteriä käytetään yleensä epäsuorassa muistiosoituksessa. Lippurekisteri sisältää tilatietoa. Lippurekisterin tila kuvaa viimeksi suoritetun käskyn toimintaa.

86 i386 rekisterit AH EAX AL AX BH EBX BL BX CH ECX CL CX DH EDX DL DX DS
CS SS ES (E) DI (E) SI (E) BP (E) IP (E) SP LIPUT Automaattisia

87 Datarekisterit Datarekistereitä on 8088 prosessorissa neljä: AX, BX, CX ja DX. Datarekisterien leveys määrää sen, onko prosessori 16- tai 32-bittinen. 8088-prosessori oli 16-bittinen, joten sen rekisterit olivat 16-bittisiä. i386 prosessorissa rekisterit ovat 32-bittisiä: EAX, EBX, ECX ja EDX. i386-prosessoria voidaan käyttää 16 bittisenä, jolloin datarekistereistä käytetään vain alemmat 16 bittiä.

88 Rekisterit SI ja DI rekistereitä käytetään indeksirekistereinä. Esimerkiksi siirrettäessä tietoa muistialueelta toiselle SI-rekisteriin laitetaan siirrettävän alueen alkuosoite ja DI- rekisteriin osoite, johon tieto siirretään. IP on käskyosoitin. Se sisältää seuraavaksi suoritettavan ohjelmakäskyn osoitteen. Kun käsky on suoritettu, rekisterin arvo muuttuu automaattisesti osoittamaan seuraavaa käskyä. IP-rekisteriä ei yleensä käsitellä suoraan.

89 Rekisterit SP on pino-osoitin. Se sisältää pinossa olevan viimeisen tavun osoitteen. Kun pinoon laitetaan tietoa, SP:n arvo muuttuu automaattisesti.

90 Rekisterit, segmenttirekisterit
8088 prosessorissa on 4 segmenttirekisteriä. CS (Code Segment) ohjelman segmentti DS (Data Segment) datan segmentti SS (Stack Segment) pinon segmentti ES (Extra Segment) ylimääräinen segmentti.

91 Tehtäviä Kun prosessorista sanotaan, että se on 32-bittinen, mitä tämä tarkoittaa. Jos prosessorin osoiteväylä on 32- bittinen, kuinka paljon muistia voi koneessa olla.

92 Muistinhallinta Ohjelmien käyttämät muistiosoitteet ovat virtuaaliosoitteita. Muistitilaa voidaan vapauttaa siirtämällä osa tiedoista tilapäisesti kiintolevylle.

93 Muistinhallinta Prosessorissa on muistinhallinta yksikkö (MMU=memory management unit). Kun ohjelma käyttää muistia, MMU muuttaa osoitteen todelliseksi muistiosoitteeksi.

94 Levyasemat Levylle tallennetaan ympyränmuotoisille urille.
Urat on jaettu sektoreihin. Sektorin koko on kiintolevyillä ja levykkeillä 512 tavua.

95 Levyasemat Levylle tallennetaan ja luetaan aina kokonainen sektori kerralla. Tiedostojärjestelmät yhdistävät yleensä useita sektoreita varausyksiköksi.

96 Osiointi (Partitioning)
Osiointi kehitettiin alun perin, jotta MS- DOS voisi käyttää isoja kiintolevyjä. MS- DOS:n ensimmäiset versiot osasivat käyttää korkeintaan 32 MB levyjä. Isommat levyt osioitiin niin, että jokainen osio näytti käyttöjärjestelmälle erilliseltä levyltä.

97 Osiointi Nykyisin 32 MB:n raja on poistunut ja osioita käytetään eri syistä: Samalla levyllä on useita käyttöjärjestelmiä Käytetään useita tiedostojärjestelmiä Ryhmitellään tietoa. Esimerkiksi käyttöjärjestelmä omalla osiollaan ja datatiedostot omallaan.

98 Osiointi Osiointi tehdään erillisellä osiointiohjelmalla (fdisk, PartitionMagic, gdisk) tai käyttöjärjestelmän asennuksen yhteydessä. PartitionMagic osaa muuttaa olemassa olevien osioiden kokoa. Muilla ohjelmilla voidaan vain luoda uusia tai poistaa osioita.

99 Osiointi Osiointi tarkoittaa, että osiointitaulukkoon tallennetaan tieto osion paikasta ja koosta. Kiintolevyn ensimmäisellä sektorilla (MBR=Master Boot Record) on osiointitaulukko ja käynnistysohjelma, joka käynnistää käyttöjärjestelmän aktiiviseksi merkityltä osiolta. Yleensä ensimmäinen osio on aktiivinen

100 Osiointi MBR:n osiointitaulukossa on tilaa neljän osion tiedoille.
Näitä osiointa kutsutaan primaariosioiksi. Primaariosioita voi siis olla korkeintaan neljä, kuitenkin vähintään yksi. Yksi primaariosioista voi olla extended- tyyppinen.

101 Extended osio Extended-osio on tavallaan kehys, joka edelleen sisältää loogisia osioita. Jokaisen loogisen osion alussa on osiointitaulukko, jossa kerrotaan osion koko ja seuraavan osiointitaulukon paikka. Koska jokaisella loogisella osiolla on oma taulukkonsa, loogisten osioiden lukumäärällä ei ole periaatteessa ylärajaa. Windows käyttää osioille kirjaintunnuksia (A-Z). Tämä rajoittaa osioiden määrää. Linuxissa voidaan käyttää korkeintaan 63 osiota jokaisella levyasemalla.

102 Osiointitaulukko (MBR)
MBR:n osiointitaulukko kertoo primaari- ja extended osioiden tiedot (max 4 osiota) Osiointitaulukko (MBR) Primaariosio Extended osio Osiointitaulukko Looginen osio Extended osiossa olevat osiointitaulukot kertovat aina yhden loogisen osion tiedot ja seuraavan osiointitaulukon paikan. Osiointitaulukko Looginen osio Osiointitaulukko Looginen osio

103 Osiointi Yleensä osiot sisältävät täysiä sylintereitä.
Osiointiohjelmat eivät yleensä osaa tehdä muunlaisia osioita Käyttöjärjestelmät eivät aina osaa käyttää osioita, joissa on vajaita sylintereitä.

104 Tiedostojärjestelmät
Tiedostojärjestelmän päätehtävä on pitää kirjaa levyn tai osion sisällöstä. Lista levyllä olevista tiedostoista Lista varatuista ja vapaista sektoreista tai varausyksiköistä Lisäksi tiedostojärjestelmillä voi olla käyttöoikeusasetuksia, virheidenkorjausominaisuuksia ym. Osiolla tai levykkeellä voi olla vain yksi tiedostojärjestelmä

105 Tiedostojärjestelmät
Windows XP osaa käyttää FAT12, FAT16, FAT32, NTFS, ISO9660 ja UDF tiedostojärjestelmiä Windows 98 tuntee FAT12, FAT16 ja FAT32 tiedostojärjestelmät Linux osaa käyttää kymmeniä tiedostojärjestelmiä. NTFS-tuki on puutteellinen

106 FAT Kaikki käyttöjärjestelmät osaavat käyttää FAT (16) järjestelmää
FAT vie vähän tilaa. Siksi sitä käytetään levykkeillä FAT ei sisällä käyttöoikeusasetuksia FAT16:n suurin levyn (osion) koko on 2GB

107 NTFS Suositeltava Windows NT:ssä ja sen seuraajissa (w2000, XP, 2003)
Käyttöoikeusasetukset Suurin levykoko riittävä (16 Eksatavua, tosin Windows rajoittaa 128Teratavuun) Automaattinen virheiden korjaus

108 FAT FAT:n toiminta perustuu kahteen taulukkoon
Tilanvaraustaulukko Hakemisto Hakemistossa on kerrottu tiedostojen nimet ym. Tiedot ja lisäksi tiedoston paikka levyllä. Tilanvaraustaulukossa on tieto eri varausyksiköiden käytöstä Varmuuden vuoksi tilanvaraustaulukosta on kopio

109 FAT Hakemistossa on yksi tietue jokaista tiedostoa varten
Tilanvaraustaulukko Hakemistossa on yksi tietue jokaista tiedostoa varten Tilanvaraustaulukko (kopio) Nimi, 8+3 merkkiä Päiväys Kellonaika Attribuutit (ARHSD) Koko Alkukohta levyllä hakemisto (päähakemisto)

110 FAT Tilanvaraustaulukossa on yksi luku jokaista osion varausyksikköä kohti. Luku kertoo: missä varausyksikössä tiedosto jatkuu. Varausyksikkö on vapaa Varausyksikkö on viallinen Tiedoston viimeinen varausyksikkö Hakemistossa kerrotaan, missä tiedoston ensimmäinen tilanvarausyksikkö on.

111 FAT FAT16 tarkoittaa, että tilanvaraustaulukossa käytetään 16-bittisiä lukuja. 16-bittinen luku rajoittaa varausyksiköiden määrän 65536:een. Siksi varausyksikön kokoa on kasvatettava, kun osion koko kasvaa. Alun perin varausyksikkö oli sektori (512B). Tällöin osion suurin koko oli 65536*512B=32MB. 2GB osio vaatii 32KB varausyksikön koon

112 FAT32 Tilanvaraustaulukossa 32-bittisiä lukuja.
Päähakemiston koko ei rajoitettu. Käytetään 4KB varausyksiköitä, jotta tilanvaraustaulukko ei kasvaisi liian suureksi.

113 NTFS NTFS perustuu yhteen taulukkoon MFT (Master File Table)
MFT:ssä on 1kB:n tietue jokaiselle tiedostolle Tietueessa on kaikki tiedostoon liittyvät tiedot kenttinä, nimi, käyttöoikeudet attribuutit. Lisäksi tiedoston sisältö on yhtenä kenttänä. Jos tiedosto ei mahdu tietueeseen, varataan levyltä lisää tilaa, ja laitetaan tietueeseen lisätilan paikka.

114 Levyasemaliitännät Aluksi kiintolevyn ohjain (ohjauselektroniikka) ja levyn mekaniikka olivat erillisiä. Nykyisissä kiintolevyissä ohjain on kiintolevyssä kiinni (IDE=Integrated Drive Electronics). Liitäntänä on ATA, S-ATA tai SCSI.

115 ATA ATA-liitäntä kehitettiin AT-koneisiin (ATA=AT Attachement).
Liitäntä on AT-koneissa käytetty ISA-väylä. Kiintolevyt eivät siis tarvitse erillistä ohjainkorttia, vaan ne liitetään suoraan väylään. Ns. kiintolevyn ohjainkortit ovat itse asiassa vain yksinkertaisia liitäntäkortteja, joilla kiintolevyltä tuleva lattakaapeli saadaan liitettyä emolevylle.

116 ATA Kiintolevyjen kehittyessä on ATA-liitäntää jouduttu nopeuttamaan.
Kiintolevyn tai emolevyn nopeus kerrotaan PIO-moodina ja UDMA-moodina. PIO-moodi tarkoittaa suurinta nopeutta silloin, kun tietoa siirtää prosessori. UDMA kertoo suurimman nopeuden, kun tietoa siirretään suoraan kiintolevyn ja muistin välillä.

117 S-ATA (Serial ATA) Teknisistä syistä alkuperäisen ATA-liitännän nopeutta on vaikea nostaa riittävän suureksi. Serial ATA on uusi liitäntä, jonka pitäisi ohjelmille näyttää samalta kuin alkuperäinen ATA. S-ATA liitännässä käytettävä välikaapeli on kapeampi kuin ATA:ssa. Siksi kaapeli on helpompi sijoittaa koneen sisälle. Jokaiselle levyasemalle on oma kaapeli. Nopeuksia on määritelty 150, 300 ja 600 MB/s. Suurimmalla nopeudella toimivia levyasemia ei ole vielä markkinoilla.

118 SCSI SCSI on yleinen liitäntä, jota voidaan käyttää skannereiden, tulostimien, levysasemien ym. liittämiseen. Alkuperäisessä SCSI:ssä voitiin samaan liitäntään liittää 8 laitetta. Uusissa versioissa laitteita voi olla 16. Huomaa, että SCSI-väylän kannalta myös tietokone on yksi laite. Siten kiintolevyjä voidaan liittää 7 tai 15.

119 SCSI SCSI:stä on useita versioita.
Eri versioissa käytetään erilaisia liittimiä. Liitintyyppejä on kymmenkunta erilaista!! SCSI on selvästi kalliimpi kuin ATA. Siksi sitä käytetään yleensä palvelimissa.

120 RAID RAID on tapa käyttää useita kiintolevyjä yhdessä joko nopeuden tai luotettavuuden parantamiseksi. RAID-versioita on useita. RAID 0 (striping) Talletettava tieto jaetaan osiin, raitoihin, ja raidat kirjoitetaan vuorotellen eri levyille. Parantaa nopeutta, koska tietoa voidaan etsiä ja lukea usealta levyltä samanaikaisesti. Heikentää luotettavuutta, koska yhdenkin levyn vioittuminen muuttaa datan käyttökelvottomaksi.

121 Raid RAID 1 (mirroring) Tieto kirjoitetaan samanaikaisesti usealle levylle, yleensä kahdelle. Parantaa luotettavuutta, koska samasta tiedosto on aina kopio toiselle levyllä. Hidastaa levylle kirjoittamista. Levyltä lukeminen ei hidastu, koska voidaan lukea vain yhdeltä levyltä.

122 Raid RAID 2 Data jaetaan biteittäin eri levyille. Jokaista neljää datalevyä varten tarvitaan yksi levy virheenkorjauskoodia varten. Harvoin käytetty. RAID 3 Kuten RAID 2, mutta virheenkorjausta varten tarvitaan vain yksi levy, vaikka datalevyjä olisi useita Harvoin käytetty

123 RAID RAID 4 Kirjoitettava data jaetaan raitoihin.
Raidat talletetaan vuorotellen eri levyille. Lisäksi tarvitaan yksi levy virheenkorjauskoodia varten. Harvoin käytetty

124 RAID RAID 5 Data jaetaan raitoihin, jotka talletetaan vuorotellen eri levyille. Myös virheenkorjauskoodi talletetaan vuorotellen eri levyille. Parantaa luotettavuutta ja nopeutta Levyjä on oltava vähintään 3 Data voidaan palauttaa, jos yksi levy hajoaa

125 Tietoliikenne Nopeus ilmaistaan yleensä bitteinä sekunnissa, joskus myös tavuina sekunnissa Nopeus bitteinä sekunnissa tarkoittaa ns. raakanopeutta. Nopeus tavuina sekunnissa tarkoittaa datan siirtonopeutta. Koska tiedonsiirrossa tarvitaan ohjaustietoa, taukoja ym., datan siirtonopeus on pienempi kuin raakanopeus. Siirrettäessä suuria tiedostoja datanopeus tavuina sekunnissa saadaan jakamalla raakanopeus bitteinä sekunnissa kymmenellä.

126 Tietoliikenne, siirtotiet
Kuparikaapelit. Yleisin Valokaapeli Nopea Liitintekniikka kallista Radiosignaalit WLAN Infrapuna Lyhyille etäisyyksille, vaatii näköyhteyden

127 Tietoliikenne Heijastus
Signaali liikkuu kaapelissa äärellisellä nopeudella. Jos kaapelin pää on avoinna, signaali heijastuu siitä takaisin.

128 Tietoliikenne Heijastus aiheuttaa signaalin puuroutumisen.
Heijastus on ongelma aina, kun signaali on nopea ja kaapeli pitkä. Lähiverkko, kiintolevyliitännät Heijastus vaimennetaan laittamalla päätevastus kaapelin päihin.

129 Media Kuparikaapeli Valokaapeli Radioaallot, langaton
Yleisin, halpa, monia kaapelityypejä Valokaapeli Nopea, liitoksien teko vaikeaa. Runkokaapelina Radioaallot, langaton WLAN Infrapunavalo, langaton Lyhyt etäisyys, vaatii näköyhteyden

130 Muut liitännät Näppäimistö Hiiri Sarjaportit (COM1, 2, 3 ja 4)
vanha hidas liitäntä, joka on alunperin tarkoitettu modeemin liittämiseen. Käytetään nykyisin harvoin. Paljon asetuksia, jotka on oltava oikein: nopeus, pariteetti, start-, data- ja stop-bitit. Rinnakkaisportti Alunperin kirjoitinta varten ja yksisuuntainen liitäntä nykysin ”bidirectional”, kaksisuuntainen ja n. 10 kertaa nopeampi kuin alkuperäinen liitäntä (EPP Enhanced Parallel Port, ECP Extended Capability Port) USB Universal Serial Bus nopeus 480, 12 tai 1,5 Megabittiä sekunnnissa käyttöön vain yksi liitinstandardi tukee lennostakytkentää ketjutus, maksimissaan 4:llä tasolla, max. 127 laitetta Korvaa vanhemmat liitännät

131 Muut liitännät FireWire
tarkoitettu kiintolevyille, kuvanlukijoille ja muille suurta tiedonsiirtonopeutta vaativille laitteille sarjaväylä max. 63 laitetta yhtäaikaisessa käytössä tukee laitteiden lennostakytkemistä tiedonsiirtonopeudet 12,5, 25 ja 50Megatavua sekunnissa Sekä USB ja FireWire on tarkoitettu korvaamaan vanhat sarja- ja rinnakkaisportit, näppäimistö- ja hiiriliitännät sekä mahdollistamaan esim. kirjoittimien, scannereiden ja kaiuttimien lisäyksen samaan väylään samalla liittimellä. Vaativat tuen emolevyn piirisarjalta (FireWire harvinaisempi kuin USB)

132 Näytönohjain Näytönohjaimen tehtävä on muuttaa näytettäväksi tarkoitettu data monitorin ymmärtämiksi signaaleiksi. Näytönohjaimia kehitetään tällä hetkellä hyvin nopeasti Ensimmäiset näytönohjaimet olivat yksinkertaisia. Niissä ohjain ei millään tavalla osallistunut kuvan muokkaukseen. Nykyiset ohjaimet suorittavat erilaisia 2- ja 3-uloitteisten kuvien käsittelyn vaatimia tehtäviä. Tällä tavalla ne vähentävät pääprosessorin työmäärää. Lähes kaikki näytönohjaimet toimivat samalla tavalla käytettäessä tekstitilaa (MS-DOS) tai VGA-tarkkuista graafista tilaa. Lisäksi useat ohjaimet tuntevat VESA-määrittelyn mukaiset tarkkuudet. Kaikkien ominaisuuksien hyödyntäminen vaatii aina näytönohjaimelle sopivan ajuri-ohjelman. Ohjaimissa kaksi tilaa; grafiikka- ja tekstitila.

133 Näytönohjain Ominaisuuksia:
Resoluutio/näytöntarkkuus, arvolla ilmaistaan kuinka monta pistettä näytöllä esitetään vaaka- ja pystysuunnassa Horizontal Frequency / Vaakataajuus, ilmoittaa kuinka monta vaakajuovaa piirretään sekunnissa Vertical Frequency / kuvataajuus, ilmoittaa kuinka monta kertaa sekunnissa kuva piirretään uudelleen. Pieni taajuus aiheuttaa välkkyvän kuvan. Yleensä 70Hz on riittävä. Interlace / Non-Interlace (lomitettu/lomittamaton) Interlace-toiminnassa kuva piirretään kahdessa osassa. Tämä aiheuttaa kuvassa värinää.

134 Näytönohjain Näyttömuisti RAMDAC Ohjainpiiri Monitorille

135 Muut oheislaitteet Äänikortti
PC:ssä on alunperin vain pieni kaiutin äänen muodostukseen. Kaiutin ja sen ohjauspiiri eivät kykene tuottamaan kuin erilaisia piipittäviä ääniä. Musiikin, puheen tai erilaisten ääniefektien tuottaminen vaatii äänikortin. kaksi tapaa äänen tuottamiseen FM-synteesi, jossa generoidaan siniaalto toisella aallolla WaveTable, ääninäytteet on digitoitu aitojen soittimen äänistä Liitännät: linja sisään/ulos, kaiutin, mikrofoni sekä MIDI/Peliportti

136 Keskeytykset Kesketysten avulla oheislaitteet kiinnittävät prosessorin huomion. Esimerkkinä näppäimistön toiminta: kun käyttäjä painaa jotakin näppäintä, näppäimistö lähettää prosessorille keskeytyspyynnön. Prosessori keskeyttää sen hetkisen toimintansa, lukee näppäimistöltä annetun merkin. Sen jälkeen prosessori jatkaa keskeytynyttä toimintaansa. Keskeytyksiä oli ensimmäisissä PC-koneissa 8. Nykyisissä koneissa keskeytyksiä on 24. Tämä tarkoittaa, että 24 eri laitetta voi käyttää kesketyksiä. Alunperin vain yksi laite voi käyttää yhtä keskeytystä. PCI-väylällä olevat laitteet voivat jakaa samoja keskeytyksiä. Tämä ominaisuus ei kuitenkaan tunnu täysin toimivan.

137 Laitekeskeytykset Laitekeskeytystuloja on PC:ssä 15 tai uusimmissa (APIC) PCI-väylässä samaa keskeytystä voi käyttää usea laite Kuvassa on PC AT:n keskeytyspiirien periaate. Käytössä valmistetuissa koneissa. Nykyisissä koneissa on yksi piiri, jossa 24 tuloa. Miksi 15 eikä 16 keskeytystä?

138 AT ja ATX Ensimmäisten PC:iden kotelot olivat PC/XT-tyyppisiä
Nämä ovat nykyisin hyvin harvinaisia. Ne eivät ole yhteensopivia muiden tyyppien kanssa AT-kotelo on seuraava edistysaskel. ATX-kotelo on uusin tyyppi. ATX määrittelee aiempia tyyppejä enemmän ominaisuuksia. ATX kotelot eivät ole yhteensopivia muiden tyyppien kanssa ATX määrittelee: kotelon mitat emolevyn mitat, kiinnitysreiät ja osittain osien sijoittelun emolevyllä Virtalähteen ominaisuudet ja liittimen

139 Virtalähde Virtalähteen tehtävä on muokata sähköverkon jännite tietokoneen osille sopiviksi tasajännitteiksi (3.3V, 5V, 12V ja -12V) Virtalähteestä tulee erilliset virtajohdot emolevylle ja levyasemille XT, AT ja ATX-koteloiden virtalähteet ovat erilaisia. Emolevylle tuleva liitin ja jännitteet ovat erilaisia Virtalähteestä ilmoitetaan yleensä suurin teho. Teho on yleensä välillä W. Normaalin käytön aikana kuluva teho on selvästi pienempi, yleensä n W. Käynnistyksen aikana tietokone saattaa hetkellisesti tarvita yli 100W tehon. Palvelimissa on usein kaksi virtalähdettä joko tehon tai varmistuksen takia. Virtalähteessä on tuuletin, joka työasemissa on yleensä ainoa tuuletin.

140 Emolevy Prosessori Muistipiirit Piirisarja Laajennus- väylän liittimet
BIOS

141 Emolevy Uusissa koneissa emolevy määrää useimmat koneen ominaisuuksista Prosessorin tyypin ja nopeudet Muistin tyypin, määrän ja nopeudet Laajennusväylät Emolevyjen kokoonpano vaihtelee melko paljon. Suuntana näyttää olevan emolevyllä olevien toimintojen lisääminen. Monissa emolevyissä on mukana äänipiirit, näytönohjain ja verkkoliitäntä Emolevyjen valmistajia on useita. Suurin osa valmistajista on Kauko-Idässä

142 Emolevyn tyyppi Aina ei emolevyn tyyppi ole tiedossa. Esimerkiksi tietokoneen mukana tulevat manuaalit ovat hukassa tai manuaaleissa ei kerrota emolevyn tyyppiä. Ns. merkkimikroissa (Compaq, Dell, …) on yleensä valmistajan oma emolevy, mutta muissa koneissa on joltakin emolevyn valmistajalta ostettu levy. Emolevyn tyyppi selviää koneen käynnistyksen jälkeen näytön alareunassa näkyvästä koodista. Koodi on vain lyhyen ajan näkyvissä, mutta useimmissa koneissa voi painaa Pause- näppäintä, jolloin käynnistys keskeytyy ja tieto jää näytölle. Kun koodi on selvillä, emolevyn tyyppiä voi selvittää esimerkiksi www-sivulta:

143 Emolevy Emolevyn tärkeimpiä osia ja niiden tehtävät / tarkoitus
Väylät: väylä on yleisnimitys, mutta yleensä tarkoitetaan emolevyllä laajennusväyliä: (ISA8), ISA16, (MCA, EISA), PCI, PCI express BIOS: (Basic Input Output System) alunperin rom tai eprom, nykyisin flash rom. Lisäksi liitännät, kuten Näppäimistö, Hiiri, USB, Rinnakkaisportti, Sarjaportti sekä eri valmistajan laitteistokohtaiset liitännät, kuten näytönohjain, äänikortti tai verkkokortti. Lisäksi liitännät summerille, RESET-, Power-valoille ja kytkimille sekä virtaliitin virransyöttöä varten. Välimuistit, paikat keskusmuistille, laajennusväylät (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI) sekä levylle integroidut levykeasema- ja kiintolevyliitännät (primary ja secondary), jotka ovat aikaisemmin olleet erillisellä Multi I/O - kortilla.

144 Emolevy Piirisarjat / Chipset
tehtävänä ohjata koko emolevyn toimintaa, eli hoitavat datan siirron CPU:n, Cachen, keskusmuistin välillä sekä keskeytysten IRQ että DMA:n hallinnan ja ohjauksen. Määrittelevät myös kuinka monta CPU:ta emolla voi olla, välimuistin (L2) tyypin ja maksimimäärän (SRAM, PipelineBurst), keskusmuistin tyypin ja max. määrän (DRAM, EDO-RAM, SDRAM), PCI-väylän ja esimerkiksi tuen USB:lle (Universal Serial Bus) ja AGP:lle (Accelerated Graphics Port). Esim. OPTI 82C943 / 82C prosessoreille Intel 430 FX / TX Pentium -prosessoreille Intel 440 FX / GX / KX Pentium Pro -prosessoreille Intel 440 LX / BX Pentium II -prosessoreille AGP Accelerated Graphics Port pohjautuu PCI-väylään, mutta on oma nopea väylä näytönohjaimille käyttää koneen RAM-muistia osalle toiminnoistaan vaatii 440LX-piirisarjan tai uudemman (oltava tuki AGP:lle) toimii 66 MHz:n kellotaajuudella mahdollistaen n. 500 MB/s tiedonsiirtonopeuden

145 Emolevy: BIOS Emolevyllä on muistipiiri, jossa on BIOS-ohjelma.
Muistipiiri on ns. ROM-muisti eli read-only-muisti. Tämä tarkoittaa, että muistin sisältö ei muutu, kun tietokoneesta sammutetaan virta. Uusissa koneissa muisti on Flash-muisti. Flash-muistin voi ohjelmoida uudelleen sitä varten tarkoitetulla ohjelmalla.

146 Laajennusväylät Väylä tarkoittaa yleensä liitäntää, jonka kautta siirretään tietoa tietokoneen osien välillä Yleensä puhuttaessa väylästä tarkoitetaan liitäntää, jolla emolevylle voidaan liittää lisäkortteja Tyypillisiä emolevylle laitettavia lisäkortteja ovat verkkokortti, näytönohjain, äänikortti Nykyisissä koneissa on yleensä 1-3 AT-laajennusliitintä, 3-5 PCI- laajennusliitintä ja 1 AGP-liitin AT-väylässä voi käyttää edullisia lisäkortteja PCI-väylässä käytetään lisäkortteja, jotka vaativat suurta nopeutta AGP-väylä on näytönohjainta varten

147 Laajennusväylät PC:ssä on käytetty vuosien mittaan erilaisia laajennusväyliä PC-väylä (ISA-8) Ei käytössä nykyisin. Tosin AT-väylä sisältää PC-väylän 8-bittinen, eli tietoa siirretään tavukerrallaan lisäkortin ja prosessorin välillä AT-väylä (ISA-16) Suunniteltu IBM:n PC/AT-koneeseen vuonna 1984 Yleisin väylä. Käytössä myös nykyisissä tietokoneissa. 16-bittinen, mutta voidaan käyttää 8-bittisenä PC-väylänä

148 Laajennusväylät MCA eli Mikrokanava
IBM:n PS/2 -tietokoneisiin kehitetty väylä Ei käytössä nykyisin Ei yhteensopiva minkään muun väylän kanssa EISA Mikrokanavan kilpailijaksi kehitetty Yhteensopiva ISA-väylän kanssa VLB (Vesa Local Bus) Lähinnä nopeita näytönohjaimia varten kehitetty väylä

149 Laajennusväylät PCI , Peripheral Component Interconnect / Interface
Nykyisissä koneissa on yleensä sekä PCI- että AT-väylä. AT- väylälle tarkoitettuja lisäkortteja on laajempia valikoima ja kortit ovat halvempia. Siksi AT-väylä on säilynyt PCI-väylä on selvästi AT-väylää nopeampi. AT-väylän nopeus ei riitä esim. 100MBit/s verkkokortille Intelin kehittämä ensimmäinen versio julkaistiin 1992 ja seuraava versio vuonna 1993 PCI-väylä käyttää siihen kytkettyjen laitteiden automaattista tunnistusta (Plug&Play) väylänä ei yhteensopiva muiden kanssa PCI-väylästä on eri versioita. Käytännössä tämä ei aiheuta toistaiseksi ongelmia. Tosin vanhempien koneiden väylissä voi olla toimintahäiriöitä.

150 Laajennusväylät AGP AGP on näytönohjaimia varten kehitetty väylä
AGP on teknisesti lähellä PCI-väylää AGP nopeuttaa näytönohjaimen käyttöä. Nopeus on suurempi kuin PCI-väylä. AGP-väylä voi toimia samanaikaisesti PCI-väylän kanssa

151 Laajennusväylät PCI Express, PCI-X

152 Massamuistit Massa muisteilla tarkoitetaan lähinnä levyasemia, mutta myös muita tiedontallennuslaitteita kuten nauha-asemat ja puolijohdelevyt Massamuistit ovat hitaampia kuin keskusmuisti, mutta niissä tieto säilyy vaikka tietokoneesta katkaistaan virta Yleisimmät massamuistit PC:ssä ovat kiintolevy, levykeasema ja CD-asema. Nauha-asemia käytetään lähinnä palvelimien varmistukseen. Tallennuskapasiteetti ilmoitetaan Mega- ja/tai Gigatavuina. Huomaa, että kiintolevyissä Mega tarkoittaa yleensä tasan miljoonaa, ei siis Mebiä.

153 Massamuistit / levyke Levykeasema
80-luvulla levykeasema oli vielä monissa koneissa ainoa tallennusväline. Levykeasemien tallennuskapasiteetti ei ole kasvanut tilatarpeen kasvun mukana. Siksi levykeaseman merkitys on vähentynyt Nykyisissä koneissa on lähes poikkeuksetta 1.44MTavun levykeasema. Muut levykekoot ovat kadonneet markkinoilta

154 Massamuistit / nauha-asemat
Nauha-asemat ovat peräkkäissaantimuisteja, joita käytetään pääasiallisesti varmistuskopiointien ottamiseen Nauha-asema tyyppejä on useita: DAT, DLT, … Nauhavarmistus tehdään yleensä vähintään kerran viikossa, usein kerran päivässä. Tavallisesti tehdään ensi täysi kopio ja sen jälkeen varmistetaan vain muuttuneet ja lisätyt tiedostot (inkrementaalinen varmistus).

155 Massamuistit / CD-ROM -asemat
Levyllä oleva tieto tallennettu spiraalimaiseen uran, josta tietoa luetaan keskustasta reunoille päin (huom. kovalevyille tieto tallennetaan useille samankeskeisille urille) Tiedon lukunopeus on vakio, jolloin CD:n pyörimisnopeus vaihtelee riippuen mistä kohtaa uraa/levyä tietoa luetaan. Levyn tallennuskapasiteetti on n. 650MB, mutta laskennallinen kapasiteetti on suurempi, noin 681mb. Ajallisesti ilmoitettuna levyn pituus on 74 minuuttia Levyn nopeus ilmoitetaan aina perusnopeuden kerrannaisena seuraavasti Ilmoitettu Siirto- nopeus nopeus 1X kt/s 2X kt/s 4X kt/s 8X kt/s 10X kt/s 12X kt/s

156 Massamuistit / CD-ROM -asemat
CD-ROM -asemien standardit kulkevat eriväristen kirjojen nimellä. Kukin kirja sisältää tietyn standardin määritykset, kuten tiedon tallennusmuodon levylle tai kuinka tieto luetaan levyltä. Red Book CD-DA (Digital Audio) => digitaalisen äänen tallentaminen levylle Yellow Book CD-ROM => Red Book -kirjaan lisämääritykset, joilla/miten tekstiä ja ohjelmia voidaan tallentaa levylle äänen lisäksi CD-ROM-XA => laajennettu ja parannettu versio Yellow Book:n määrittelemästä standardista. (tehokkuus / silta CD-i:n välillä) Green Book CD-i (/CD-Interactive) määrittelee myös laitteistovaatimukset Orange book CD-R (Compact Disc Recordable) määrittelyt tietojen kirjoittamisen/polttamisen levylle. Jakautuu kahteen osaan, joista 1.osa määrittelee Magneto Optical CD-MO -standardin ja 2. osa CD-R- standardin (CD-WO).

157 Massamuistit / CD-ROM -asemat
White Book Philipsin tekemä standardi, joka määrittelee kuinka CD-i-tietoa tallennetaan XA levyille. Määrittelee myös Video CD -standardin, jonka mukaan CD-levylle tallennetaan MPEG 1 -muotoista videokuvaa. Tallennuskapasiteetti 74 minuuttia. Multisession määrittelee, miten levylle voidaan kirjoittaa tietoa useissa jaksoissa (esim. PhotoCD). Määriteltävä ensimmäisellä kirjoituskerralla, koska muuten levylle ei voida enää kirjoittaa vaikka kapasiteettia olisikin. CD-R-levyn neljä tilaa: Tyhjä - Osittain kirjoitettu, mutta merkitty täydeksi - Täysin kirjoitettu - Jaksoittain kirjoitettu

158 Massamuistit / Kiintolevyt
Jokainen levy on jaettu ympyrän muotoisiin uriin, ja jokainen ura on jaettu sektoreihin = pienin tallennusyksikkö (512tavua). Päällekkäisillä levyillä olevat sektorit ja yhteen sektoriin kuuluvat urat muodostavat sylinterin. Levyn tallennuskapasiteetti voidaan laskea alla olevan kaavan mukaisesti: Levypintojen lkm * sylinterien lkm * sektorien lkm * sektorikoko jolloin kokonaiskapasiteetti saadaan tavuina Seek Time = aika, joka kuluu luku-/kirjoituspäiden siirtymiseen uralta jollekin toiselle mielivaltaiselle uralle Track-To-Track Seek Time = aika, joka kuluu luku-/kirjoituspäiden siirtymiseen viereiselle uralle Latency = pyörähdysviive, aika joka levyn pyörähtämiseen luettavan kohdan lukupään kohdalle Average Access Time = keskimääräinen hakuaika, ilmoittaa keskiarvon mielivaltaisessa uralta uralle siirryttäessä, ilmoitetaan millisekunteina, ms.

159 Massamuistit / Kiintolevyt
Data Transfer Rate = tiedonsiirtonopeus, eli kuinka nopeasti luettava tieto siirtyy levyltä keskusmuistiin tai kuinka nopeasti tietoa pystytään tallentamaan Interleave = lomituskerroin, kertoo, missä järjestyksessä kiintolevyn sektoreita käytetään, aikaisemmin käytössä saattoi olla esim. 3: lomituskerroin, jolloin joka kolmatta sektoria käytettiin. Nykyisin lomituskerroin on 1:1, jolloin järjestelmä pystyy käsittelemään aina heti perään tulevaa sektoria. Normaali IDE -väylään voidaan kytkeä kaksi kiintolevyä, joista toinen on jumpperoitava Master-levyksi ja toinen Slave-levyksi (Isäntä-Orja) Laajennetussa EIDE-väylässä voidaan kytkeä yhteensä neljä IDE-liitäntäistä laitetta, jolloin Primary-porttiin jumpperoidaan Master- ja Slave-levyt ja vastavalla tavalla myös Secondary-porttiin

160 Massamuistit / Kiintolevyt
ATA-3 vasta tulossa oleva standardi käsittää uusia komentoja ja levytoimintoja enemmän kuin tiedonsiirtonopeuden kasvattamista esim. lukitukset, salasanasuojaukset, analysointi ja raportointi vikatilanteissa Tiedonsiirtomenetelmät PIO määritteleee kuinka nopeasti tieto siirtyy kiintolevylle. Tiedonsiirrossa esim. kahden kovalevyn välillä PIO-menetelmällä kulkee kaikki data prosessorin rekistereiden lävitse. PIO-arvo tiedonsiirtonopeus liitäntä 0 3,3 MB/s ATA ,2 MB/s ATA 2 8,3 MB/s ATA 3 11,1 MB/s ATA-2 4 16,6 MB/s ATA-2 5 20,0 MB/s STANDARDI VASTA SUUNNITTEILLA

161 Massamuistit / Kiintolevyt
DMA Direct Memory Access / suorasaantimuisti Siirtotapa, jossa dataa siirretään DMA:ta tukevien laitteiden ja muistin välillä ilman, että prosessori toimii välissä tiedon kauttakulkupaikkana. Tavallisessa DMA:ssa siirrosta huolehtii erillinen DMA-ohjainpiiri ja paikallisväyläisissä koneissa toimivasta BusMaster DMA siirrosta huolehtii paikallisväyläliitännän ohjainpiiri (chipset) ULTRA-DMA Uusin siirtomenetelmä, joka mahdollistaa 33MB/s siirtonopeuden, jolloin tietoa siirretään kaksinkertainen määrä yhdellä kellojaksolla vaatii tuen piirisarjalta KESKEYTYKSET, laitteisto-IRQ tapa, jolla CPU:lle saadaan esim. tieto sarjaportilta (UART) sen puskurissa olevasta datasta toteutettu ohjelmoitavalla PIC 8259 keskeytyspiirillä, alun perin yksikappale mutta IBM:n AT-malliin lisättiin toinen 8259-piirisarjaan. käytössä arvot IRQ0-15, joista vain osa vapaita lisälaitteille (esim. verkkokortti)

162 Massamuistit / SCSI Small Computer System Interface
ei varsinainen kiintolevyliitäntä, vaan omaan BIOS:iin perustuva lisälaiteväylä tarvitsee oman ohjainkortin, johon voidaan liittää useita laitteita kuten kiintolevyt, scannerit, CD-ROM-asemat ja esim. DAT-asemat jokaiselle väylällä olevalle laitteelle annetaan yksilöivä ID-numero ketjun molemmissa päissä oltava päätevastukset (terminaattorit) ohjainkortista riippuen siihen voidaan liittää esim. 2, 8 tai 16 laitetta, josta itse ohjainkortti varaa aina yhden ID-tunnuksen

163 käytetään palvelinkoneissa/tehotyöasemissa
Standardiversiot: SCSI 1 (8 bitin väylä) SCSI 2 (8 ja 16 bitin väylä max 32b, 8/15 laitetta) Wide SCSI => 16 bitin väylä Ultra SCSI => tuplattu kellotaajuus käytetään RAID-levynhallintajärjestelmissä Adaptecin kehittämä ASPI (Advanced SCSI Programming Interface) on yleisin ja parhaiten tuettu ajuristandardi SCSI-laitteille

164 Massamuistit / SCSI-liittimet