Ala-Härmän atk-sanomat Tietokoneen toimintaperiaate Tietokone on elektroninen laite, joka suunniteltiin alun perin auttamaan ihmistä laajoissa tietojenkäsittelytehtävissä. Suurin hyöty tietokoneesta onkin mahdollisuus käsitellä suuria tietomääriä nopeasti. Tietokonejärjestelmän pääosat ovat laitteisto ja ohjelmisto. Ohjelmisto sisältää toimintaohjeet ja käskyt, joiden mukaan laitteisto toimii. Ohjelma ladataan tietokonelaitteistokeskusmuistiin, ja se toteuttaa käskyt peräkkäin yhden kerrallaan. Toimiakseen tietokone tarvitsee sähkövirran lisäksi tietoa, joka syötetään käsiteltäväksi näppäimistön tai hiiren avulla. Tietokoneessa oleva ohjelma käsittelee tiedon, joka voidaan tulostaa näytölle tai kirjoittimelle. Tieto tallennetaan apumuistilaitteille, kiintolevylle, levykkeille tai cd:lle. Erilaiset tietokoneet Mikrotietokoneiden jako: Intel 80x86-pohjaiset eli IBM PC -yhteensopivat mikrot Apple Macintosh eli Mac Mikrotietokoneella tarkoitetaan joko Intel-prosessorilla tai sen kloonilla varustettua PC-mikroa tai Apple Macintoshia. Näiden merkittävin ero on siinä, että PC-mikrot noudattavat ns. avointa arkkitehtuuria: useat valmistajat tekevät kaikenmerkkisissä mikroissa toimivia standardiohjelmia ja -lisälaitteita. Macin käyttäjä taas joutuu turvautumaan laitevalmistajan omiin lisä- ja laajennusosiin, jotka ovat melko kalliita. Mac on kuitenkin hyvä ja käyttäjäystävällinen tietokone. Etenkin sen mahdollisuudet taittotyössä tai kuvan- ja äänenkäsittelyssä ovat lähes alusta lähtien olleet tasolla, johon PC on yltänyt vasta viime vuosina. Siksi ammattimaisessa multimediatuotannossa ja kustannusalalla käytetään Mac-pohjaisia järjestelmiä. Myös graafisen käyttöliittymän idea on lähtöisin Macista. Mac-tietokoneiden kloonien valmistus on sallittu vasta 90-luvun puolessavälissä.
Tietokoneiden luokittelu: mikrotietokoneet työasematietokoneet keskustietokoneet Työasematietokoneet on kytketty toisiinsa verkoksi ja usein myös keskustietokoneeseen. Keskustietokone taas on suuritehoinen laite, jota käytetään päätteiden välityksellä. Jako ei kuitenkaan aina ole yksiselitteinen: työasematietokone voi toimia mikron tapaan yksinään, ja mikro puolestaan voidaan myös yhdistää verkkoon. Sekä PC että Mac voi olla kannettava tai pöytäkone. Kannettavat mikrot ovat muutaman sentin paksuisia, A4- tai A5-kokoisia. Kannettavia mikroja nimitetään myös muistikirjamikroiksi, sylimikroiksi tai salkkumikroiksi. Kannettavaa mikroa voidaan pitää aina mukana, ja se toimii akun avulla muutaman tunnin ilman verkkovirtaa. NC ja Net PC ovat päätteen tapaan toimivia tietokoneita, joiden odotetaan yleistyvän yrityskäytössä. NC:ssä ei ole omaa kiintolevyä, Net PC sisältää kiintolevyn. PC-mikrojen jako prosessorin tyypin mukaan: 386-mikrot (Intel 80386) 486-mikrot (Intel 80486) Pentium (Intel Pentium) Pentium Pro (Intel Pentium Pro) Pentium MMX (Intel MMX) Pentium II (Intel Pentium II tai P6) Pentium III (Intel Pentium III tai K6 III)
Tiedon esittäminen tietokoneessa Kaikki tietokoneen käsittelemä ja tallentama tieto koostuu biteistä. Bitti voi olla arvoltaan binääri- eli 2-lukujärjestelmän luku 0 tai 1. Vaikka binäärilukujärjestelmä sisältääkin vain nämä kaksi kantalukua, sillä voidaan esittää kaikki luvut, kaikki kirjaimet ja koodaustavasta riippuen myös erikoismerkkejä. Kahdeksan bitin muodostamaa ryhmää kutsutaan tavuksi. Kahdeksalla bitillä saadaan 28 = 256 erilaista ykkösten ja nollien yhdistelmää, joista voidaan muodostaa yhtä monta erilaista merkkiä. Pienin mikrotietokoneella käsiteltävä yksikkö on tavu. Se on siis tietotekniikassa tärkeä käsite. Tavun ja sen kerrannaisten avulla ilmaistaan mm. eri tallennuslaitteiden, kuten kiintolevyn tai levykkeen kapasiteetti. Muistin määrän yksiköitä: tavu (B, t) = 8 bitin jono (1 merkki) kilotavu (kb, kt) = 1 024 tavua megatavu (MB, Mt) = 1 048 576 tavua gigatavu (GB, Gt) = 1 073 741 824 tavua teratavu (TB, Tt) = 1 099 511 627 776 tavua Tietokoneen laitteiston osia Keskusyksikkö on mikrotietokoneen perusosa. Se on sijoitettu koteloon, joita perustietokoneissa käytetään pääasiassa kahdenlaisia: pöytämalleja ja minitorneja. Minitornikotelossa on enemmän tilaa apumuisteille kuin pöytämallissa. Suuret verkkopalvelimet ovat korkeita tornimalleja. Keskusyksikön kotelossa on emolevy eli äitikortti. Se on piirilevykokonaisuus, jossa sijaitsevat mm. prosessori, RAM-muistipiirit, BIOS- ROM, lisäkorttien väylät, kiteet ja muu elektroniikka. Tieto kulkee lisälaitteilta emolevylle, jossa oleva prosessori käsittelee sen ja suorittaa vaaditut tehtävät. Paristo ja akku huolehtivat siitä, että ko-
neen kello pysyy ajassa ja laitteistoasetukset säilyvät myös virran ollessa pois päältä. Nykyaikaisessa emolevyssä on 2 B 4 paikallisväyläkorttipaikkaa (VLB/PCI) sekä 2 B 3 ISA-korttipaikkaa. Uusimmat emolevyt nykyään sisältävät myös näytönohjaimelle tarkoitetun AGP-väylän. Vapaiden korttipaikkojen määrällä ja tyypillä on merkitystä silloin, kun on liitettävä tietokoneeseen jokin lisälaite. Suorittimet Pentium MMX sisältää toimintoja, jotka nopeuttavat kuvan ja äänen käsittelyä. Pentium Pro on Windows NT -käyttöjärjestelmälle suunniteltu 32-bittinen prosessori. Pentium II on valmistettu Pentium Pro:n pohjalta, se sisältää myös MMX-toiminnot. Pentium III on multimediaprosessori, joka käyttää multimediaa varten suunniteltua Katmai-käskykantaa. Pelkkään kokonaislukulaskentaan perustuvasta MMX-tekniikasta poiketen Katmai-tekniikan vahvuus on 3Dpiirtämisessä ja liukulukulaskennassa. Prosessori määrää suurelta osin mikrotietokoneen tehokkuuden. Prosessori on se osa tietokoneesta, joka suorittaa varsinaisen tietojenkäsittelyn. Ohjelmien komennot muuttuvat prosessorin sisäisiksi komennoiksi. Tällä hetkellä käytetyimpiä prosessoreita ovat Pentium-sarjan prosessorit. Myös AMD:n prosessorit taistelevat markkinoista K6 III -prosessorin siivittämänä. Prosessorin tehoa mitataan kellotaajuudella, jonka yksikkö on megahertsi (MHz). Tekstinkäsittelyyn tai taulukkolaskentaan riittää hyvin vanhakin perus-pentium, jonka kellotaajuus on 90 MHz. Suuria grafiikkaohjelmia käytettäessä, pelejä pelattaessa ja muussa raskaammassa käytössä kellotaajuuden tulisi olla yli 300 MHz. Keskusmuistiin kuuluu ROM eli lukumuisti sekä RAM eli työmuisti. Tietokoneen käynnistysvaiheessa ROM-muisti lataa laitteistoasetukset ja käyttöjärjestelmän. ROM-muistissa sijaitsee myös BIOSohjelma, joka sisältää näyttö-, levyasema- ja virhetilannekäsittelyn
määritykset. RAM-muistiin ladataan käyttöjärjestelmän tarvitsemat tiedostot sekä sovellusohjelman tarvittavat osat. RAM-muistin tieto häviää, kun virta katkaistaan. RAM-muistin määrä on ohjelmien käytön kannalta tärkeä asia. Windows-käytössä muistin määrällä on joskus jopa enemmän merkitystä kuin prosessorin kellotaajuudella. Keskusmuistin sopiva määrä normaalikäytössä on vähintään 32 Mt, kuvia käsiteltäessä tai pelejä pelattaessa 64 Mt tai enemmän. Emolevyllä olevaa välimuistia eli cache-muistia käytetään lisäämään kiintolevyn ja keskusmuistin käyttönopeutta. Välimuistiin tallennetaan keskusmuistista viimeksi luetut tiedot. Jos samaa tietoa tarvitaan heti uudelleen, se voidaan hakea suoraan välimuistista. Välimuisti voi olla joko ulkoista (sijoitettu prosessorin ulkopuolelle) tai sisäistä (sijoitettu itse prosessoriin). Ulkoisen välimuistin sopiva koko on 256B512 kilotavua. Lisäkortit ovat laitteita, joilla mikrotietokoneen käyttöä voidaan monipuolistaa. Tyypillisiä lisäkortteja ovat äänen toistamiseen tarvittava äänikortti, 3D-kortti, CD-ROM-aseman ohjauskortti sekä verkkokortti mikron liittämiseksi lähiverkkoon. Tietokoneen liitännät ovat sarjaliitäntä, rinnakkaisliitäntä ja näppäimistöliitäntä sekä näyttöliitäntä. Sarjaliitännässä (COM1 ja COM2) tieto siirretään sarjana yhtä johdinta pitkin bittien kulkiessa peräkkäin. Modeemi, sekä usein myös hiiri, käyttävät sarjaliitäntää. Rinnakkaisliitännässä (LPT) bitit siirtyvät kahdeksan bittiä rinnakkain. Kirjoitinliitäntä on tavallisesti rinnakkaisliitäntä.
Virtalähde sisältää muuntajan, tasasuuntauksen ja virtajohtimet eri pienjännitteille. Virta- lähteessä on myös tuuletin, joka jäähdyttää lämpeneviä osia. Virtalähteen teho on tavalli- sesti 230 W, raskaassa käytössä jopa suurem- pi. Virtalähteen pitää olla Sähkötarkastuslaitok- sen hyväksymä eli FImerkinnällä varustettu. Lisätietoja tietokoneesta mm. osoitteesta http://fi.wikipedia.org/wiki/tietokone