Tietokoneenrakenneharjoitus

Transkriptio

1 Tietokoneenrakenneharjoitus Yleistä harjoituksesta Harjoitusta varten on varattu neljä tietokonetta. Käytä jotakin näistä. ÄLÄ tee harjoitusta muilla Helian koneilla. Koneet ovat jonkin verran erilaisia. Joistakin voi puuttua osia. Koneiden käsikirjat löytyvät Dell:n www-sivuilta. Oikean käsikirjan löytäminen vaatii jonkin verran salapoliisin työtä. Koneissa olevat tyyppimerkinnät eivät täysin vastaa Internetissä olevia. Koneen tyyppi löytyy etupaneelista virtakytkimen vierestä. Älä tulosta käsikirjoja. Niissä on useita satoja sivuja. Laboratoriossa on myös joidenkin osien irrottamisessa tarvittavat ruuvimeisselit. Työn suorittaminen Valitse yksi kone ja tee sillä tämän ohjeen mukaiset tehtävät. Kirjoita työstä raportti, jossa on vastaukset kysymyksiin. Joidenkin kysymysten vastaaminen vaatii tiedon etsintää Internetistä. Voit kirjoittaa työtä tehdessä tarvittavat tiedot paperille ja etsiä myöhemmin tietoja. Laboratorion koneissa ei ehkä ole Internet-yhteyttä. Työn suoritus muualla Jos teet harjoituksen muualla esim. kotikoneella, vastaa seuraaviin kysymyksiin: 1. Mikä on emolevyn tyyppi? 2. Mikä on kiintolevyn tyyppi? 3. Onko koneessa lisäkortteja?

2 Koneen avaaminen Varmista, että koneessa ei ole virtajohtoa kiinni. Painike Koneen molemmissa päädyissä on painikkeet. Molempia on painettava yhtä aikaa, jotta kannen saisi avattua. Joissakin koneissa kannen avaaminen vaatii ruuvimeisseliä. On myös mahdollista, että kansi on suljettu lukolla, jolloin tarvitaan konekohtainen avain. Harjoituksessa käytetyssä koneessa on kuitenkin avaaminen tehty helpoksi. Koneen purkaminen Irrotetaan aluksi joitakin osia koneesta. Samalla saadaan lisää tilaa koneen sisälle. Irrota ensin levyasemille menevät lattakaapelit ja virtalähteestä tulevat johdot. Tämän jälkeen irrota muistipiirit, prosessori ja lisäkortit. Lisäkorttien irrottamisessa tarvitset ruuvimeisseliä. Koneen tutkiminen ja kasaaminen Muistit Muisteja on useita tyyppejä. Muistimoduulit voidaan jaotella ulkomittojensa ja liitäntänsä mukaan esim. SIMM ja DIMM. Lisäksi on erilaisia muistiteknologioita kuten SDRAM, DDR-RAM ja Rambus. Muistin nopeus voidaan kertoa eri tavoilla. Perinteinen tapa on kertoa muistin lukemiseen kuluva aika nanosekunteina (ns). Nykyisin nopeus kerrotaan joko kellotaajuutena tai tiedonsiirtonopeutena. Esimerkiksi kellotaajuus voi olla 400MHz. Muisteista luetaan yleensä kahdeksan tavua kerrallaan (64bittiä), tällöin 400MHz kellotaajuudella voidaan lukea 8B*400M/s=3200MB/s nopeudella.

3 Muistin nopeuteen liittyy myös odotusjaksojen määrä. Tämä ilmoitetaan yleensä CL arvona (CAS Latency). Yleensä CL on 2, 2.5 tai 3. Pienempi CL arvo tarkoittaa suurempaa nopeutta. Selvitä muistin tyyppi ja vastaa seuraaviin kysymyksiin. Osaan kysymyksistä voit joutua etsimään myöhemmin tietoa Internetistä tai tietokoneen käsikirjasta. Muistin tyyppi voi olla esim. MTBLSDT864AG-10CY5. Jos tällä nimellä ei löydy tietoa, voit etsiä myös Compaqin varaosanumerolla (esim ). 1. Voiko muistikamman laittaa väärinpäin? Jos ei, mikä sen estää? 2. Mistä tiedät, että muisti on kunnolla paikallaan? 3. Emolevyllä on useita kantoja muisteille. Onko väliä, mihin paikkaan laitat muistikamman? 4. Kuinka paljon muistia (megatavuina) voi emolevylle korkeintaan laittaa? 5. Mitä tyyppiä ja kuinka suuri muisti on? (Vastauksena esim. DIMM SDRAM 32MB). 6. Mikä on muistin nopeus? Muistikampa irroitetaan painamalla vivuista Muistikannat

4 Piirisarja Piirisarja toteuttaa emolevyllä lisätoiminnat kuten muistin tarvitseman ohjauksen, väylät ja useimmat liitännät. Piirisarja vaikuttaa koneen ominaisuuksiin kuten, mitä prosessoria ja muistia voidaan käyttää. Piirisarjan tyypin voi selvittää monella tavalla. Koneen tai emolevyn käsikirjasta kannattaa etsiä tietoa ensimmäisenä. Kun koneen käynnistää, ns. kloonikoneissa näytön alareunassa yleensä kerrotaan emolevyn tyyppi koodina ja piirisarjan tyyppi. Eräs piirisarjan piiri Jos piirisarja ei muuten selviä, voi katsoa emolevyltä piirien tyyppiä. Joskus piirisarjan tyyppi on kirjoitettu suoraan piirin päälle. Joskus piiriin on kirjoitettu vain itse piirin tyyppi. Internet-haulla voi silloin selvittää, mihin piirisarjaan piiri kuuluu. 1. Mikä piirisarja koneessa on? BIOS BIOS on emolevyllä ROM-muistissa. BIOS sisältää joukon ohjelmia, joita käytetään koneen käynnistysvaiheessa. Ensimmäinen ohjelma testaa laitteistoa ja tekee joitakin asetuksia. Toinen ohjelma käynnistää käyttöjärjestelmän levyasemalta. Lisäksi BIOS:ssa on Setup-ohjelma, jolla voidaan muuttaa joitakin laitteistoasetuksia. Laitteistoasetukset tallennetaan paristovarmennettuun CMOS-muistiin. Nykyisin BIOS tekee suurimman osan laitteistoasetuksista automaattisesti. Siksi asetuksia ei yleensä tarvitse itse muuttaa. Jos asetuksia muuttaa BIOS:n Setup-ohjelmalla, on mahdollista tehdä myös virheitä, jotka estävät laitteen toiminnan. Eräs mahdollinen virhe on määritellä käynnistykselle salasana ja unohtaa sen jälkeen salasana. Tällöin ainoa

5 mahdollisuus on tyhjentää asetustiedot. Eri emolevyillä asetustietojen tyhjennys tehdään eri tavoin. Vanhoissa koneissa BIOS oli pysyvästi ohjelmoitu ROM-muistiin. Nykyisissä koneissa BIOS on ns. Flash-muistissa, jonka voi ohjelmoida uudelleen. Emolevyn valmistajat julkaisevat aika ajoin uusia versioita BIOS-ohjelmasta. Uuden version voi hakea valmistajan sivulta ja päivittää emolevylle sopivalla ohjelmalla. Tällöin on varmistettava, että BIOSpäivitys on tarkoitettu juuri oikealle emolevylle. Emolevyn valmistajat ostavat BIOS:n perusosan valmiina ja lisäävät vain emolevykohtaiset osat itse. BIOS:n perusosia valmistavat mm. AMI, Phoenix ja Award. BIOS:n versio on usein kirjoitettu BIOS-piirin päälle. Lisäksi koneen käynnistyksen yhteydessä näytön ylälaidassa usein näytetään versionumero. 1. Miten käynnistät BIOS:n setup-ohjelman? 2. Miten tyhjennät BIOS:n asetukset, jos salasana estää setup-ohjelman käynnistyksen? 3. Voiko BIOS-ohjelman päivittää? Prosessori Prosessori eli suoritin on koko tietokoneen ydin. Tietokoneen suorituskyky on eniten riippuva prosessorista. Tosin muistin ja kiintolevyn nopeus vaikuttavat myös merkittävästi suorituskykyyn. Eri prosessoriversioissa käytetään erilaisia koteloita. Siksi emolevylle ei yleensä voi laittaa kuin yhden tyyppisen prosessorin. Myös piirisarja toimii yleensä vain yhden prosessorityypin kanssa. Emolevy määrää myös käytössä olevat kellotaajuudet. Nopeat prosessorit lämpenevät huomattavasti. Siksi niitä yritetään jäähdyttää eritavoin. Vähintään prosessorin päällä on jäähdytyslevy, nykyisin yleensä myös pieni tuuletin. Tuulettimen irrottaminen on usein hankalaa varsinkin, kun koneen sisällä on yleensä ahdasta. 1. Mikä on prosessorin tyyppi ja kellotaajuus? 2. Mikä kanta on prosessorissa? 3. Mitä eri prosessorivaihtoehtoja on emolevylle? Levykeasema Levyke ei tiedontallennusvälineenä ole pysynyt kehityksessä mukana. 1.44MB ei riitä usein edes yhden tiedoston tallentamiseen.

6 Useimmissa uusissa koneissa levykeasema erikseen hankittava lisävaruste. PC:ssä on varattu mahdollisuus käyttää kahta levykeasemaa. Tällä oli merkitystä siirtymäkaudella, kun siirryttiin 5.25 tuumaisista levykeasemista nykyisiin 3.5 tuumaisiin asemiin. 1. Onko koneessa levykeasema? Jos ei ole, voiko sellaisen asentaa? Mitä asentaminen vaatii? Kiintolevy Kiintolevy on PC:n pääasiallinen tiedontallennusväline. Ohjelmat ja suurin osa datasta tallennetaan kiintolevylle. Ensimmäiset kiintolevyt olivat kooltaan 5MB. Nykyiset levyt ovat suurimmillaan kertaisia. Kiintolevyjen liitäntä on myös muuttunut. Nykyisin käytetään yleensä Parallel ATA-liitäntää, jota kutsutaan myös IDE-liitännäksi. Uusimmissa koneissa käytetään Serial ATA -liitäntää. Palvelimissa ja MacIntoshkoneissa käytetään yleensä SCSI-liitäntää. PATA-liitännässä yhteen kaapeliin voidaan liittää kaksi kiintolevyä tai CD-asemaa. Tällöin tarvitaan tietysti kaapeli, jossa on tarvittava määrä liittimiä. Kaapeli on leveä lattakaapeli, jossa on 40 tai 80 johtoa. SATA-liitännässä jokaiselle levyasemalle on oma kaapelinsa. Kaapeli on huomattavasti kapeampi kuin PATA-liitännässä. Yhteen kaapeliin liitettävistä levyistä toinen on master ja toinen slave. Nimityksille on historiallinen syynsä. Käytännössä ne tarkoittavat vain, että master on ensimmäinen ja slave toinen. On kaksi menetelmää määritellä, kumpi levyistä on master ja kumpi slave. Kiintolevyssä on valintaliitin, jolla menetelmä valitaan. Valintaliittimellä voidaan määritellä lavyasema master tai slave asemaksi. Jos valintaliittimellä määritellään asetukseksi cable select, määrittelee levyaseman paikka kaapelissa master ja slave levyn. Kaapelin päässä olevaan liittimeen liitetty levyasema on master ja toinen slave. (Tosin vanhoissa koneissa asia oli päinvastoin: kaapelin päässä oli slave-asema!!). Emolevyillä on yleensä kaksi liitäntää, joten koneeseen voidaan liittää neljä levyasemaa. Huomaa, että CD-asemat käyttävät samaa liitäntää, joten kiintolevyjä ja CD-asemia voi yhteensä olla neljä. Joissakin emolevyissä on neljä liitäntää, jolloin levyjä voi olla kahdeksan. Kiintolevyn koko ilmoitetaan Megatavuina tai Gigatavuina. Huomaa, että kiintolevyillä Mega ja Giga tarkoittavat SI-standardin mukaisia arvoja.

7 1. Mikä liitäntä kiintolevyssä on? 2. Kuinka monta kiintolevyä koneeseen voi asentaa? Mikä rajoittaa määrää? 3. Miten suuri kiintolevy on? 4. Jos asennat toisen kiintolevyn koneeseen, mitä asetuksia kiintolevyssä on tehtävä? 5. Miten päin lattakaapeli laitetaan emolevylle ja kiintolevyyn? Lisäkortit Emolevylle on suoraan laitettu nykyisin verkkoliitäntä, näytönohjain ja äänipiirit. Siksi lisäkortteja ei usein tarvita. Ensimmäinen erikseen hankittava lisäkortti on yleensä näytönohjain, koska emolevyllä oleva ei riitä ainakaan vaativaan pelikäyttöön. 1. Voiko näytönohjaimen laittaa eri paikkaan, missä se oli alun perin (jos näytönohjain on erillinen)? Mikä on näytönohjaimen korttipaikan tyyppi? 2. Voiko verkkokortin laittaa eri paikkaan, missä se oli alun perin? Mikä on korttipaikan tyyppi? 3. Onko koneessa vielä muun tyyppisiä korttipaikkoja? Jos on, minkä tyyppisiä ja mitä kortteja niihin on laitettu? Muuta Virtalähteen tehtävä on muuttaa sähköverkosta saatava sähkö tietokoneen osien tarvitsemiksi jännitteiksi. Tarvittava teho on kasvanut koko ajan. Ensimmäisissä PC-koneissa riitti 60 W virtalähde. Nykyisissä koneissa 250 W on vähimmäismäärä. Eniten tehoa tarvitaan käynnistyshetkellä. Siksi vajaa tehoinen virtalähde voi estää koneen käynnistymisen. Myös tarvittavat jännitteet ovat muuttuneet. Prosessorit käyttivät alun perin 5V jännitettä. Nykyisissä prosessoreissa jännitettä on alennettu lämmönhukan vähentämiseksi. Tietokoneen osia käsitellessä on aina mahdollista, että staattinen sähkö vioittaa jotakin osaa. Erityisesti muistikampojen käsittely on vaarallista. Vaara on suurin talvella, jolloin ilma on kuivaa ja ihmiset käyttävät keinokuituisia puseroita. 1. Mikä on virtalähteen teho? 2. Onko emolevyn ja kotelon tyyppi ATX vai mikro-atx? 3. Miten välttää staattisen sähkön aiheuttamat viat konetta purettaessa tai kasattaessa?