Jakso 1: Laitteisto

5. Emolevy ja muut vermeet

Tietokoneen keskuksena ja sydämenä toimivat prosessori ja emolevy. Seuraavaksi käydään läpi miten eri laitteet ovat yhteydessä prosessoriin ja miten ne kommunikoivat keskenään.

5.1 Emolevy

Kaikki keskeiset toiminnot tapahtuvat emolevyllä (äitilevy, eng. motherboard).

Siinä on valmiina paikka suorittimelle sekä muistipiireille, jotka voidaan siis tarpeen tullen vaihtaa suurempiin ja tehokkaampiin, jos mieli tekee. Tosin emolevy ja suoritin ovat hyvin kiinteässä yhteydessä toisiinsa ja usein vaihdetaankin saman tien molemmat, jos on tarpeen päivittää konetta. Suorittimen lailla myös emolevyllä on tietty maksimaalinen toimintanopeus. Vaikka prosessori olisi kuinka vikkelä tahansa niin siitä ei ole mitään iloa, ellei emolevy kykene toiminaan yhtä nopeasti.

Emolevyllä on valmiina perusliitännät näppäimistöä, hiirtä ja modeemia sekä tulostinta varten (löytyvät koneen takaosasta, seuratkaa vaan niitä johtoja ja katsokaan, minne ne menevät). Ja jos sopivaa liitintä jollekin laitteelle ei löydy (esim. kaiuttimen liittimet ja mikrofoni), emolevyyn voidaan lisätä laajennuskortti, jonka avulla uusi laite voidaan kytkeä systeemiin. Yleisimmät laajennuskortit ovat näytönohjain ja äänikortti. Korttipaikkojen (4-8 kpl) avulla koneeseen on jätetty laajennusvaraa tulevaisuuden aparaatteja ja tarpeita varten.

5.2 Väylä ja korttipaikat

Prosessori on suorassa yhteydessä RAM-muistiin. Muun laitteiston kanssa se keskustelee väylän välityksellä. Eri väylätyyppejä on tietenkin useita, mutta tätä nykyä kaikissa Pentium-koneissa sekä joissakin Macintosh-laitteistoissa on käytössä PCI-väylä (Peripheral Component Interconnect). Monilla käyttäjillä on kumminkin entuudestaan edellisestä koneestaan joitakin laajennuskortteja, joista he eivät halua luopua. Siksi emolevyllä on myös muutama vanhanaikainen ISA-laajennuskorttipaikka esim. vanhaa äänikorttia varten. Yleisimmät väylätyypit PC-maailmassa ovat siis PCI ja lähes edesmennyt ISA (Industry Standard Architecture).

Jakson lopussa näet lähikuvia kummankin tyyppisestä korttipaikasta.

Laajennuskortit kiinnitetään painamalla ne kiinni emolevyllä oleviin rakoihin eli korttipaikkoihin (jargonissa "sloti").

Copyright: Tanya Linden & Mark Mackowiak©UMTC, 1996-1997

Jos kytket joskus itse koneeseesi jonkun laajennuskortin, niin ennen kytkemistä tulee varmistaa, ettei uusi kortti käytä samoja asetuksia kuin jokin toinen kortti tai laite (esim. lue ja kirjoita samaa osaa muistia). Lisäksi korttipaikan ja kortin tulee tietenkin olla samaa väylätyyppiä.

5.3 Laiteohjain ohjaa

Prosessori ja laite eivät osaa keskustella suoraan keskenään. Väliin tarvitaan laiteohjain (eng. device controller), joka tulkkaa prosessorin käskyt laitteelle sopiviksi ja päinvastoin. Esimerkiksi näytönohjain ottaa vastaan numeerisia komentoja ja muuttaa ne monitorille sopiviksi ohjausjännitteiksi, siis sähkövirraksi. Laiteohjain on yleensä laajennuskortti, joka kytketään johonkin emolevyn vapaaseen korttipaikkaan.

HUOM!! Windowsin suomenkielinen versio käyttää ohjain-termiä virheellisesti. Windowsissa sillä tarkoitetaan laiteajuria, joka ei ole fyysinen laite kuten näytönohjain vaan se on pieni käyttöjärjestelmään kuuluva ohjelmapätkä (käsitellään myöhemmin). Muutoinkin jotkut termit eivät noudata virallisia käännöksiä, kuten esimerkiksi virtuaalimuistia Microsoft kutsuu näennäismuistiksi ja kovalevyä umpilevyksi (no joo, on tämäkin virallinen mutta hyvin vähän käytetty termi). Valinnan perumista (Cancel) Microsoft kutsuu "peruuttamiseksi", joka suomen kielessä tarkoittaa kumminkin autolla taaksepäin ajamista.

Seuraavassa ekstra-osiossa esitellään muutamia näytönohjaimen piirteitä. Näytönohjaimesta kerron siksi, että se vaikuttaa hyvin konkreettisesti siihen, kuinka miellyttävästi yhteistyömme tietokoneen kanssa sujuu. Sillä on nimittäin suora yhteys mahdolliseen päänkipuun, silmien kirvelyyn ja käytössämme olevan työskentelytilan (työpöytä) kokoon.

EXTRA: Näytönohjain

Lähes poikkeuksetta nykyisissä emolevyissä on valmiiksi integroituna (sisäänrakennettuna) vähintään 4 laiteohjainta. Yksi niistä on I/O -kortti (Input/Output), jossa on liittimet yleisimpiä syöttö- ja tulostuslaitteita varten. Näitä ovat liitin näppäimistölle sekä kytkennät modeemia ja hiirtä sekä tulostinta varten. Nämä esitellään tarkemmin ihan hetken kuluttua.

Emolevyllä on myös kaksi ohjainta kovalevyille (ensisijainen eli primary & toissijainen eli secondary) sekä ohjain levykeasemaa varten. Joissain malleissa myös äänikortti ja jopa näytönohjain on integroitu emolevyyn. Etuna on korttipaikkojen vapautuminen muuhun käyttöön ja haittana se, että ohjaimen tai äänikortin vioittuessa koko emolevy pitää vaihtaa.

Emolevylle integroidut laiteohjaimet:

- I/O-kortti: näppäimistö, 2 sarjaporttia, 1 rinnakkaisportti
- 2 IDE-ohjainta kovalevyjä varten (käsitellään myöhemmin)
- 1 levykeasemaohjain
- nykyään usein myös näytönohjain ja äänikortti

5.4 Portit ovat auki

Erityyppisten porttien kanssa tahtoo järjestelmällisempikin ihminen mennä sekaisin. Niitä on kumminkin vain kolme erilaista ja niiden käyttämät liittimet ovat kaikki erilaisia. Porttien avulla tietokoneen keskusyksikköön voidaan liittää ulkopuolisia laitteita kuten hiiri, modeemi, digitaalikamera ja tulostin.

Sarjaportti eli COM-portit: tietokoneessa on yleensä 2 sarjaporttiliitintä, toinen esimerkiksi modeemia varten ja toinen sarjaporttihiirtä varten. Näissä väylissä tieto liikkuu sarjassa eli peräkkäin bitti kerrallaan. Joissain koneissa hiiri ja/tai näppäimistö kytketään sarjaportin sijaan ns. PS/2-porttiin (kts. myöhemmin). Liittimiä on kahta kokoa. Ne ovat muutoin samanlaisia, toinen niistä on vain leveämpi kuin toinen. Ne tunnistaa siinä olevista piikeistä.

Rinnakkaisportti eli LPT-portti: tähän liittimeen kytketään tulostin. Liitin on saman kokoinen kuin leveämpi sarjaportti, mutta sen napaisuus on vastakkainen: sarjaportissa on urosliitin (piikit) ja rinnakkaisportissa vastaavasti reiät (naarasliitin). Tieto liikkuu rinnakkaisväylässä rinnakkain eli useampi bitti yhtä aikaa.

PS/2-portti: tämä pieni pyöreä liitin on näppäimistöä ja/tai hiirtä varten. Se on yleinen varsinkin kannettavissa tietokoneissa, sillä se on fyysisesti COM-porttia pienempi ja tällöin COM-portti jää vapaaksi muuta käyttöä varten.

5.5 Kovalevyjen oma väylä

Kovalevyohjainten käyttämä kommunikointiväylä on nimeltään IDE (Intelligent Drive Electronics). Niitä on yleensä emolevyllä kaksi valmiiksi asennettuna (ensisijainen ja toissijainen) ja tällöin kyseessä on oikeastaan EIDE eli Enhanced IDE. Kovalevyohjain ja kovalevy kytketään toisiinsa leveällä lattakaapelilla (noin 3 cm leveä kaapeli, jossa on useita ohuita johtimia rinnakkain). Yhteen kaapeliin voidaan kytkeä kaksi laitetta. Kovalevyn sijaan siihen voidaan kytkeä myös mikä tahansa muu IDE-laite, yleisimmin romppuasema. Samanlainen mutta vähän kapeampi lattakaapeli kytkee levykeaseman emolevyyn.

EXTRA: SCSI-väylä

Näiden kirjainyhdistelmien kanssa tahtoo välillä mennä sekaisin. Itse ainakin sekoitin usein ISA:n ja IDE:n. ISA on siis väylätyyppi tietokoneen prosessorin ja oheislaitteiden välillä ja IDE taas se väylä, johon kytketään kovalevyt ja romppuasemat.

5.6 Näppäimistö

Olemme nyt käyneet läpi melkoisen uusia asioita ja paljon termejä. Hengähdämme nyt vähän teoriasta ja palaamme käytännön pariin. Tässä siis muutamia näppäriä vinkkejä näppäimistön hyödyntämiseksi. Kannattaa kokeilla jokaista esiteltyä jippoa ja jos koet jonkun niistä erityisen hyödylliseksi, pistä se paperille tai jonnekin ylös, ettei se heti pääse unohtumaan.

Oletan, että näppäimistö on suurin piirtein kaikille tuttu. Jos sinulle on kumminkin epäselvää, mitä ovat sarkain-, vaihto-, kontrolli- ja alt-näppäimet (Tab, Shift, Ctrl ja Alt) sekä Windows95-näppäimistön lippu-näppäin niin kysy ihmeessä neuvoa jostain, vaikkapa keskusteluryhmässä.

5.6.1 Navigointi

Monissa tekstinkäsittelyohjelmissa voi liikkua paljon hiirtä näppärämmin erilaisilla näppäinkomennoilla. Etuna on myös se, ettei kumpaakaan kättä tarvitse irrottaa näppäimistöstä, kuten pitää tehdä silloin, kun haluaa käyttää hiirtä. Näitä vinkkejä kun harjoittelee niin johan tulee vauhtia kirjoittamiseen.

I - Nuoli vasemmalle ja nuoli oikealle -näppäimillä voi liikkua tekstissä eteen- tai taaksepäin merkki kerrallaan. Mutta jos painaa kontrollinäppäimen pohjaan ja painaa sitten nuolinäppäimiä, niin voi liikkua kokonainen sana kerrallaan. Erityisen näppäriä nämä ovat maalaamisessa: jos pidät vaihtonäppäimen pohjassa ja painelet nuolia, voit aktivoida tekstiä merkin kerrallaan. Jos pidät sekä vaihto- että kontrollinäppäintä pohjassa ja samalla painelet nuoli vasemmalle ja nuoli oikealle -näppäimiä, voit aktivoida tekstiä sanoittain.

II - Home-näppäimellä pääsee rivin alkuun ja End-näppäimellä rivin loppuun. Ctlr+Home vie tiedoston alkuun ja Ctrl+End vastaavasti tiedoston loppuun.

III - Nuoli ylös ja nuoli alas siirtävät kursorin edelliselle tai seuraavalle riville. Ainakin WordPadissa Ctrl+nuoli ylös vie kursorin edelliseen kappaleeseen - sama pätee tietenkin myös Ctrl+nuoli alas -näppäinyhdistelmään, joka siirtää kursorin seuraavaan kappaleeseen.

Vinkki: yhden sanan aktivoiminen tekstistä hiirtä apuna käyttäen onnistuu näppärimmin kaksoisklikkaamalla sanaa. Joissain ohjelmissa voit aktivoida koko kappaleen kolmoisklikkaamalla jotain kohtaa ko. kappaleessa.

5.6.2 Erikoismerkit

Ensimmäisenä pitää kertoa tavuviivasta. Tekstinkäsittelyohjelmassa se ei ole se näppäin siinä ö-kirjaimen alapuolella. Sitä kun painaa niin kyllähän siitä tavuviivan symboli tulee. Tekstinkäsittelyssä kumminkin tavuviiva on sellainen merkki, joka näkyy ruudulla vain ja ainoastaan, jos sana katkeaa juuri siitä kohtaa ja loppuosa siirtyy seuraavalle riville. Se on siis näkymätön silloin, kun sana on kokonaisuudessaan yhdellä rivillä. Itsestään piiloutuvan tavuviivan saa syötettyä, kun painaa sitä viivamerkkiä Ctrl-näppäin pohjassa.

Montako kertaa olet nähnyt painet-tua tekstiä, jossa keskellä riviä olevissa sanoissa on vähän väliä tavuvii-voja? Kyseessä lienee hyvin tyypillinen ongelma, jolloin tekstinkäsittelyoh-jelman käyttäjää ei ole koulutuksen aikana perehdytetty tekstinkäsittelyohjelmien perustoi-mintoihin eikä hän näin ollen ole tietoinen itsestään piilou-tuvista tavuviivoista.

Entäs sitten erittäin harvinaiset merkit: promille (‰), vartti (¼), espanjalaiset huuto- ja kysymysmerkit (¡ ¿) ja astemerkki (°)? Niille kun ei ole omaa näppäintä näppäimistössä. Ongelman ratkaisemiseen tarvitaan Windowsin Merkistö-ohjelmaa (Käynnistä-->Ohjelmat-->Apuohjelmat-->Merkistö, Start-->Programs-->Accessories-->Character Map)

Jos koneesi Windows ei sisällä Merkistö-ohjelmaa, kysy koneen ylläpitäjältä tai omistajalta lupa sen asentamiseen. Ohjeet löydät täältä:

Merkistö-ohjeet

Jos haluat tietää, sisältääkö käyttämäsi kirjaisintyyppi (fontti) haluamasi erikoismerkin, täytyy sinun ensin valita ko. fontti. (kuvan esimerkissä Times New Roman). Tämän jälkeen voit etsiä merkkikartasta himoitsemaasi erikoismerkkiä, joka tällä kertaa on promille-merkki. Se löytyy kartan keskipaikkeilta. Voit kopioida sen tekstinkäsittelyohjelmaan painamalla "Valitse" -painiketta, jolloin ko. merkki siirtyy kopioitavien merkkien listalle (ikkunan oikea yläkulma). Tämän jälkeen pitää vielä painaa "Kopioi"-painiketta ja siirtyä sitten tekstinkäsittelyohjelmaan, jossa se sitten pitää sijoittaa paikoilleen (Muokkaa-valikon Sijoita-komento). Aika hankalaa.

Onneksi on olemassa toinenkin tapa. Tämä kannattaa opetella, varsinkin jos joutuu käyttämään joitain erikoismerkkejä tiuhaan tahtiin. Kopioiminen Merkistöstä on älyttömän hidasta eikä sitä kannata missään nimessä käyttää, jos tarvitsee jotain erikoismerkkiä lähes päivittäin tai edes viikoittain.

Katsotaanpa uudestaan tuota yllä olevaa kuvaa. Tarkenna katseesi ikkunan oikeaan alakulmaan ja siellä näkyviin ihmeellisiin koodimerkintöihin. Siinä on ohje siihen, miten saat aktivoidun merkin (promille) syötettyä suoraan näppäimistöstä käsin ilman monimutkaisia kopiointi-operaatioita: Alt-nappi pohjaan ja sitten vaan naputtelet tuon numerosarjan 0137 numeronäppäimistöstä (HUOM! ei siis näppäinten "qwertyuiop" -yläpuolelta vaan ihan sieltä näppäimistön oikeasta reunasta, jossa on kaikki numerot niin kuin puhelimissa ja laskimissa).

Harjoitus #7:

Jos et vielä tähän mennessä ole kokeillut aikaisempia "kikka kolmosia" eli kontrollinäppäimen, nuolten sekä Home/End -näppäinten yhteistoimintaa niin tee se nyt. Niitä ei nimittäin kannata unohtaa. Jos olet jo tutustunut niihin, avaa jokin tekstieditori (esim. WordPad) ja siirry suoraan kohtaan 11. HUOM! helpottaaksesi siirtymistä WordPadista selaimeen ja takaisin (jota joudut ohjeita lukiessasi jatkuvasti tekemään) käytä ihmeessä sitä Alt+Sarkain -näppäinkomentoa!

Ohje:

1 - Harjoituksen suorittamiseen tarvitset kopion jostain monisivuisesta tekstitiedostosta. Jos semmoista ei ole saatavilla, useimpien koneiden Windows-hakemistosta (C:\Windows\) löytyy Script.doc -niminen pitkä tiedosto. Kopioi se kotihakemistoosi vaikkapa "OmaKoneTutuksi" -kansioon. Jos sinulle ei vielä semmoista ole niin luo sellainen itsellesi. Jos et muista, miten se tapahtui, niin kertaa asia kurssin orientaatio-osuudesta. Ja jos et muista, miten tiedostoja kopioidaan niin lue ohjeita Windowsin ohjeista hakusanalla "Kopioiminen".

2 - Nyt OmaKoneTutuksi-hakemistossasi on kopio Script.doc-tiedostosta tai jostain muusta tiedostosta, jonka olet itse valinnut harjoittelua varten.

3 - Käytä harjoitteluun WordPad-ohjelmaa. Voit toki kokeilla samoja niksejä muillakin tekstinkäsittelyohjelmilla (ja niin myös kannattaa tehdä) mutta tehdään nyt ensin kaikki tällä ohjelmalla: Käynnistä-->Ohjelmat-->Apuohjelmat-->WordPad (Start-->Programs-->Accessories-->WordPad). Ohjelman avauduttua paina Alt+Sarkain palataksesi lukemaan näitä ohjeita.

4 - Avaa WordPadista käsin omaan hakemistoosi kopioitu Script.doc -tiedosto: valitse Tiedosto-valikosta Avaa (File-Open). Vinkki: näppäinoikotie: Ctrl-O, Open

5 - Nyt lopeta hetkeksi hiiren käyttö. Kun haluat siirtyä WordPad -ohjelmaan sinun tarvitsee vain painaa Alt+Sarkain. WordPadista pääset takaisin selaimeen samalla näppäinkomennolla.

6 - Siirry WordPadiin ja siinä näppäinten avulla kappaleeseen 1.0 Esittely. Voit käyttää vaikka nuoli alas-näppäintä. Paina lopuksi jälleen Alt+Sarkain palataksesi ohjeiden pariin.

7 - Älä edelleenkään koske hiireen. Mene nuolinäppäinten avulla toisen rivin puoleen väliin (...muodostamiseen tarvittavat tiedot, kuten...). Muista Alt+Sarkain.

8 - Jatka liikkumista eteenpäin mutta tällä kertaa Ctrl+Nuoli oikealle -näppäinyhdistelmällä. Pidä siis kontrollinäppäin koko ajan pohjassa ja näppäile nuoli oikealle -näppäintä normaaliin tapaan. Siirry tällä tavalla seuraavaan kappaleeseen.

9 - Kokeile nyt Home ja End -näppäimiä. Kursori siirtyy rivin alkuun ja loppuun.

10 - Sama kuin edellä mutta Ctrl-näppäin pohjassa. Nyt kursori siirtyy tiedoston alkuun ja loppuun. Jätä kursori tiedoston loppuun.

11 - Nyt kokeilemme sitä Alt-jippoa. Näppäile Alt-näppäin pohjassa luku 0137 numeronäppäimistöstä. Mikä merkki tulee ruutuun?

12 - Entä Alt+0191.

13 - Vaihda riviä (Return-näppäin). Mikä tervehdys muodostuu seuraavista koodeista:

Alt+0161 Alt+72 Alt+111 Alt+108 Alt+97 Alt+33

14 - Voit sulkea WordPadin. Tehtyjä muutoksia ei tarvitse tallentaa. Nyt harjoitus on suoritettu. Voit siirtyä seuraavaan kappaleeseen eli modeemien kiehtovaan maailmaan.

5.7 Modeemien maailma

Joskus tulee tarve kytkeä kaksi tietokonetta toisiinsa. Ensimmäisenä tulee mieleen pistää niiden väliin joku johto, jonka välityksellä ne sitten voisivat keskustella keskenään. Mutta entä jos koneet sijaitsevat hyvin kaukana toisistaan - jopa eri paikkakunnilla?

Joku viisas aikoinaan hoksasi että käyttämällä apuvälineenä tavallista puhelinverkkoa kaksi tietokonetta voitaisiin kytkeä toisiinsa hyvinkin pitkän välimatkan päästä ilman uusien kaapeleiden vetoja maasta ja maakunnasta toiseen - kun kerran joku oli nähnyt valtavasti vaivaa koko maan piuhottamiseksi niin miksi ei hyödyntää jo valmiina olevaa verkkoa. Ongelmana oli että tietokoneessa tieto on numeerista ja puhelimessa informaatio liikkuu äänenä. Tietokoneen käsittelemä data piti siis muuttaa ääneksi ja päinvastoin. Tämän ratkaisemiseksi kehitettiin modeemi (engl. modem, tulee sanoista modulator/demodulator). Se osaa muuttaa tietokoneen sisällä liikkuvat tavut ääneksi, joka kuulostaa lähinnä joltain sirinältä ja kohinalta, ja osaa tehdä sen myös toisinpäin.

Numeerinen tieto lähtee koneen A sarjaportista ja menee modeemiin, missä se moduloidaan eli muutetaan ääneksi (engl. modulation). Tieto siirtyy puhelinlinjaa pitkin koneen B modeemiin, jossa se muutetaan takaisin numeroiksi (demodulation) ja syötetään koneen B sarjaporttiin.

5.8 Mihin mikäkin piuha kytketään?

Johtojen kytkeminen tietokoneen takaosaan on odotettua helpompaa, sillä lähes kaikki johdot sopivat vain yhteen ainoaan liittimeen. Erehtymisen vaaraa ei juuri ole. Ainoa "tenkkapoo"-tilanne, johon olen törmännyt, oli kun hiiri ja ulkoinen modeemi käyttivät tismalleen samanlaista liitintä. Ongelman ratkaisin yksinkertaisesti kokeilemalla: pistin johdot summamutikassa jommin kummin päin ja käynnistin koneen. Jos hiiri toimi, kaikki oli ok ja jos taas ei, sammutin koneen ja vaihdoin johtojen paikkaa keskenään. Viimeistään tässä vaiheessa kaikki johdot oli kytketty oikein.

Alla olevista kuvista näet ensin piirretystä kuvasta mihin mikäkin laite oikein kytketään. Toisessa kuvassa (vähän epäselvä) näet miltä samat liittimet näyttävät todellisuudessa. Muista, että kun tietokone on päällä niin johdoissa liikkuu pieni sähkövirta. Ihmiselle noista jännitteistä ei ole vaaraa, mutta herkät sähköiset laitteet saattavat vahingoittua. Siksi johtojen kytkemisen ajaksi olisi suositeltavaa sammuttaa kone.

Copyright: Tanya Linden & Mark Mackowiak©UMTC, 1996-1997