Laitteistot Jaana Holvikivi 14.9.2009 Metropolia.

Esitys aiheesta: "Laitteistot Jaana Holvikivi 14.9.2009 Metropolia."— Esityksen transkriptio:

1 Laitteistot Jaana Holvikivi Metropolia

2 Tietokonejärjestelmän osat
Hardware, laitteisto Tietokonejärjestelmän osat SYÖTTÖ TALLENNUS Oheislaitteet PROSESSOINTI Sirut RAM TULOSTUS Softcopy Hardcopy

3 Varusohjelmat, System Software
Ohjelmistot Ohjelmat Varusohjelmat, System Software Ohjaavat järjestelmän toimintaa ja sen osia Application Software Performs specific task for user

4 Mitä tietokone tekee? Input/Output Prosessointi Lukee syötettä
Kirjoittaa tulostetta Prosessointi Matematiikka (laskenta) Päätöksenteko (logiikka) Photo courtesy of Imation Corporation

5 Pöytäkone PC Laitteet Keskusyksikkö Näppäimistö Hiiri Monitori, näyttö
Kiintolevy CD/ DVD asema Ulkoiset muistilaitteet Mikrofoni, kamera Kaiuttimet, kuulokkeet Tulostin, modemi, skanneri ym. Keskusyksikkö Emolevy Liitännät

6 PC Keskusyksikkö Tallennus- Emolevy laitteet Suoritin RAM muisti
Liitäntä- kortit Tallennus- laitteet Kiintolevy USB muistit CD-ROM/ DVD Drive

7 Emolevy, systeemilevy Elektroninen piirilevy
Yhdistää eri komponentteja: Suoritin/ Mikroprosessori Chipset Muistipiirit Liitäntäkortit Bus/ väylä Laitteiden ohjaimet

8

9 Muistityypit RAM Cache ROM PROM Flash

10 RAM Keskusmuisti/ Random Access Memory Puolijohdemikropiiri
Suoritettavat ohjelmat ja käsiteltävä data säilytetään muistin osoitteissa Tilapäinen, väliaikainen tallennus

11 Cache -välimuistit Suorittimessa, emolevyllä
Nopeampi ja kalliimpi kuin RAM Vähemmän muistitilaa kuin RAM muistissa Tallettaa todennäköisesti tarvittavat käskyt/ tiedot (samaa tietoa käsitellään useaan kertaan) Lisää suorituskykyä Myös selaimessa on välimuistia: ei fyysistä vaan loogista

12 ROM Read Only Memory Pysyvä, ei mahdollista muuttaa
Käyttöjärjestelmän latauksen aloitus käynnistyksessä ( boot process) PROM

13 Tietokoneen käynnistys
aloitusohjelman käynnistys ROM-sirulta, CPU:n nollaus, näytönohjaus herää tietokoneen toiminnan fyysinen testaus - muisti on kunnossa (POST) oheislaitteliitäntöjen testaus käyttöjärjestelmän ydinohjelmien käynnistys C:-levyltä - tärkein tieto latautuu keskusmuistiin oheislaiteajurit ladataan muut aloitukseen määritellyt ohjelmat, esim. verkkoon liittyminen, kello, jne. ohjelmien tila saattaa olla tilapäisesti tallennettuna levylle, siksi ohjelmien sulkeminen ennen koneen sammuttamista tarpeen

14 Suorittimen perusosat
Control Unit Read/Interpret program instructions Direct the operation of internal components Control flow of programs/data to RAM Decoder Program Register Instruction Register ALU Accumulator

15 Aritmeettis-looginen yksikkö
ALU (Arithmetic and Logic Unit) suorittaa laskentatehtäviä ja loogisia vertailuja 2 + 2 = 4 1 AND 0 tuloksena NOT TRUE 2 + 2 < 5

16 Toimintaperiaate Control flow Data flow Instruction flow Control
Unit Arithmetic Logic Unit Data flow Instruction flow Input Unit Output Unit Main memory

17 Instruction Cycle = I-time + E-time
Fetch Instruction Everything is translated to Machine Language Instruction Time Place result in memory Decode Instruction Execution Time Pipelining Execute Instruction

18 Assembler- ohjelmointi
Esimerkki kahden luvun yhteenlaskemisesta Step 1: Get the value from memory location 6C and place it in a register. =LOAD Step 2: Get the other value to be added from memory location 6D and place it in another register. =LOAD Step 3: Activate the addition circuitry with the registers used in steps 1 and 2 as inputs with another register designated to store the result. =ADD Step 4: Store the result in memory location 6E. =STORE Step 5: Stop. =HALT Muita mahdollisia käskyjä: MOVE, OR, AND, ROTATE, JUMP

19 Konekieli Koodi: Step 1: 156C LOAD Step 2: 166D LOAD Step 3: 5056 ADD
Step 4: 306E STORE Step 5: C000 HALT

20 Muistin yksköt Byte, tavu – "merkki, 8 bittiä"
Kilobyte (KB) bytes Megabyte (MB) - noin 1 miljoonaa tavua Gigabyte (GB) - noin 1 miljardia tavua 230 Terabyte (TB) tavua

21 Suorittimen ominaisuudet
Sananpituus 64-bittiä nykyisissä PC-tietokoneissa Suorittimen nopeus MHz, MIPS, FLOPS 750 MHz - 4 GHz PCeillä Välimuistit 256 MB Prosessorin rakenne (dual/ tupla) Lisäksi tärkeää: RAM kapasiteetti 256 MB - 4 GB Väylänopeudet

22 PC kapasiteetin kasvu Vuosi Processor sana bitteinä RAM Nopeus MHz
Vuosi Processor sana bitteinä RAM Käyttö-järjestelmä Nopeus MHz 1981 i 8088 8 256 kB PC DOS 4.77 1983 i80286 16 640 kB DOS 6, 8 1988 i80386 32 2 MB DOS/Win 16,33 1999 Pentium II, III 64 MB Win 98 90, 450 2003 Pentium 4 64 256MB Win XP 2.6GHz

23 Laajennuskorttipaikka
Laajennukset Laajennuskorttipaikka Laitteen liitin Pins plug into slot Courtesy of ATI Technologies Inc. Laajennuskortti

24 Väylätyypit ISA PCI local bus SCSI väylä USB 1394 väylä (FireWire)
AGP väylä (grafiikka)

25 Portit Parallel Serial Dedicated IrDA SCSI 1394 USB 8 bits at a time
Fast Printers Short distances 1 bit at a time Slow Mice/modems Long distances Parallel Serial Keyboard Mouse Round 5-pin connector Dedicated Infrared Light waves Printers Short distance IrDA Newest and fastest Expensive External hard drives 15 peripherals Daisychained SCSI 1394 High speed Buy cable separately USB

26 Lisälaitteiden liittäminen
Tavallisia laajennuskortteja: AGP (accelerated graphics port) Äänikortti Data/Voice/Fax modem Muita: USB hub Verkkokortti (NIC) SCSI liitäntä Videosieppaus

27 Asennuksen valmistelu
Tarvitaan: Laajennuskortti, johdot, liittimet, ja ohjelmat Ennen asennusta tarkista yhteensopivuus (käsikirjat, emokortin käyttöohje), kapasiteettivaatimukset ja vapaat korttipaikat, ota varmuuskopiot tee tarvittavat päivitykset esim. käyttöjärjestelmään (päivitykset internetin kautta) USB mahdollistaa käytön aikaisen kytkennän ja automaattisen asennuksen

28 Asentaminen sammuta tietokoneesta virta ja irrota virtajohto
maadoita itsesi ja avaa koneen kotelo paina kortti tukevasti korttipaikkaan, ruuvaa kiinnitysruuvi paikoilleen sulje kotelo, kytke johdot ajuri- eli ohjainohjelman asennus, laitteen mukana tulevalta CD:ltä ja mahd. myös käyttöjärjestelmän asennus-CD:ltä sovellusohjelmien asennus (internetistä?)

29 Esimerkki -PCt AMD Athlon Dual Core QL-65 2.1GHz prosessori
Intel Core 2 Duo T GHz prosessori 4GB DDR2 800MHz keskusmuistia 320GB 5400rpm SATA kovalevy 14.1" WXGA 1280x800 X-Black LCD-näyttö DVD+/-RW asema NVIDIA GeForce 9300M GS 256MB näytönohjain 1x Firewire, 3x USB 2.0 SD/MemoryStick muistikortinlukija ExpressCard/34 laajennuskorttipaikka 100/10 Ethernet, 56k modeemi, WLAN a/b/g/draft-n, Bluetooth EDR Integroitu web-kamera AMD Athlon Dual Core QL GHz prosessori 4GB DDR3 1066MHz keskusmuisti 320GB 5400rpm SATA kovalevy 15.6" WXGA 1366 x 768 LED-taustavalaistu näyttö ATI Radeon HD MB näytönohjain 6-kennon akku, 4400 mAh DVD+/-RW DL SuperMulti asema Gigabit Ethernet, 56k modeemi, WLAN b/g/n 4x USB 2.0, HDMI ExpressCard/54 laajennuskorttipaikka Integroitu 5-in-1 muistikortinlukija Integroitu web-kamera Windows Vista Home Premium (FIN/SWE/UK) käyttöjärjestelmä