Jul 02, 2019 By Team YoungWonks *
Mitkä ovat tietokoneen osat – tietokoneen peruskomponentit? Ottaen huomioon, että tietokoneet ovat nykyään läpäisseet elämämme, on tärkeää, että tutustumme hyvin tietokoneeseen, sen laitteistoon, miten se kootaan/kootaan ja mitkä ovat tietokoneen tärkeimmät osat.
Vaikka tietokoneen rakentaminen on monimutkaisempaa, blogi on hyvä lähtökohta. Sillä tässä blogissa tarkastelemme tietokoneen kokoamisen perusteita tai PC:n (henkilökohtaisen tietokoneen) tärkeimpiä laitteistokomponentteja.
Pc:n tärkeimmät osat ovat seuraavat:
Tietokoneen kotelo
Kuvan kohteliaisuus: https://.com
Tietokonekotelo, joka tunnetaan myös tietokoneen alustana, tornina, järjestelmäyksikkönä tai kaappina, on kotelo, jossa suurin osa henkilökohtaisen tietokoneen komponenteista sijaitsee. Tämä ei yleensä sisällä näyttöä, näppäimistöä ja hiirtä. Kotelot valmistetaan yleensä teräksestä tai alumiinista. Muita käytettyjä materiaaleja ovat muovi, lasi, puu ja jopa Lego-palikat joissakin kotitekoisissa koteloissa. Tietokonekotelon koko ja muoto riippuu emolevyn muotokertoimesta, sillä se on useimpien tietokoneiden suurin komponentti. Yleensä tietokonekoteloissa on peltilevykotelot virtalähteelle ja asemapaikoille sekä takapaneeli, jossa on tilaa emolevystä ulkoneville oheisliittimille ja laajennuspaikoille. Useimmissa koteloissa on myös virtapainike tai -kytkin, nollauspainike ja LEDit, jotka ilmaisevat virran, kiintolevyn toiminnan ja joissakin malleissa myös verkon toiminnan. Joissakin koteloissa on sisäänrakennetut I/O-portit (kuten USB- ja kuulokeliitännät) kotelon etuosassa. Tällaisessa kotelossa on yleensä johdot, joita tarvitaan näiden porttien, kytkimien ja merkkivalojen liittämiseen emolevyyn.
On tärkeää huomata, että virtalähteen (PSU) kiinnityskohta voi vaihdella koteloittain. Tästä huolimatta yleisimmät paikat ovat kotelon yläosa, jolloin PSU:n sisäänrakennettu tuuletin voi toimia ylimääräisenä poistoilmapuhaltimena, ja kotelon pohja, jossa on usein suodatettu tuuletusaukko, jonka avulla PSU voi puolestaan imeä viileää ilmaa ulkoa.
emolevy
Kuva kohteliaisuus: https://www.pexels.com/
Emolevy, jota kutsutaan myös nimellä emolevy, pääpiirilevy, järjestelmälevy, pohjalevy, tasolevy tai logiikkalevy, on yleiskäyttöisissä tietokoneissa ja muissa laajennettavissa järjestelmissä oleva pääpiirilevy (PCB). Emolevy mahdollistaa sähköiset yhteydet, joiden kautta järjestelmän muut komponentit voivat kommunikoida. Toisin sanoen se pitää sisällään ja mahdollistaa järjestelmän useiden keskeisten elektronisten komponenttien, kuten keskusyksikön (CPU) ja muistin, välisen viestinnän ja tarjoaa liitännät muille oheislaitteille. Se sisältää yleensä tärkeimpiä osajärjestelmiä, kuten keskusprosessorin, piirisarjan tulo-/lähtö- ja muistisäätimet, liitäntäliittimet ja muut yleiskäyttöön ja sovelluksiin integroidut komponentit.
Syy siihen, että tätä piirilevyä – lähinnä piirilevyä – kutsutaan emolevyksi, on se, että se on kaikkien siihen liitettyjen komponenttien ”äiti”. Näihin komponentteihin kuuluvat muun muassa seuraavat: oheislaitteet, liitäntäkortit, äänikortit, näytönohjaimet, verkkokortit, kiintolevyt (tai muut pysyvät tallennusmuodot), TV-viritinkortit ja kortit, jotka tarjoavat ylimääräisiä USB- tai FireWire-paikkoja. Emolevy kiinnitetään yleensä tietokoneen koteloon sen suurinta puolta pitkin: joko kotelon pohjaan tai kylkeen riippuen muotokertoimesta ja suuntauksesta.
CPU
Kuva kohteliaisuudesta: https://www.pexels.com/
Keskusyksikkö (CPU), joka tunnetaan myös nimellä keskusprosessori tai pääprosessori, tarkoittaa tietokoneen elektronista piiriä, joka toteuttaa tietokoneohjelman ohjeet suorittamalla aritmeettiset, loogiset, ohjaavat ja syöttö/lähtö- (I/O) perusoperaatiot ohjeiden mukaisesti. Perinteisesti termi CPU viittaa prosessoriin, erityisesti prosessoriyksikköön ja ohjausyksikköön (CU). CPU:n tärkeimmät osat ovat aritmeettislogiikkayksikkö (ALU), joka suorittaa aritmeettisia ja loogisia operaatioita; prosessorirekisterit, jotka välittävät operandit (matemaattisen operaation kohteet) ALU:lle ja tallentavat operaatioiden tulokset; ja ohjausyksikkö, joka mahdollistaa käskyjen noutamisen (muistista) ja suorittamisen. Useimmat nykyaikaiset suorittimet ovat mikroprosessoreita, toisin sanoen ne on sijoitettu yhdelle integroidulle piirisirulle. Joissakin tietokoneissa on kuitenkin moniydinprosessori, jolloin yksi siru sisältää kaksi tai useampia suorittimia, joita kutsutaan ytimiksi.
Tietokonetta hankittaessa on tärkeää tarkastella suoritinta ja sen ominaisuuksia. CPU on loppujen lopuksi tietokoneen aivot, ja sillä on ratkaiseva rooli tietokoneen suorituskyvyssä. Esimerkiksi nopeampi suoritin mahdollistaa nopeamman pelaamisen, valokuvien muokkaamisen, verkkosivujen selaamisen ja taulukkolaskennan, mutta tehokkaampi suoritin voi myös heikentää akun kestoa. Intel ja AMD ovat prosessoriteollisuuden suurimmat toimijat. Käyttäjät pitävät yleensä mielessä päätehtävät, joita he aikovat suorittaa tietokoneella, ja ostavat tietokoneen sen mukaisesti. Vaikka esimerkiksi Intelin Atom-sarja on erittäin edullinen, se ei pärjää suorituskyvyssä. Vastaavasti Intelin Celeron- ja Pentium-suorittimet ovat ihanteellisia pienen budjetin käyttäjille. Tasaista tuottavuutta etsiville suositellaan Intel Core i5 U -sarjaa tai AMD Ryzen Mobile 5 -mallia. Jos etsit jokapäiväistä tuottavuutta ja vähän enemmänkin, Intel Core i7 U -sarja, Intel Core i5, i7 G -sarja ja AMD Ryzen Mobile 7 ovat hyviä vaihtoehtoja. Työasema- ja pelikäyttöön – jotka tyypillisesti vaativat paljon prosessoritehoa – kannattaa valita Intel Core i5- tai Intel Core i7 H -sarja.
Aiemmin AMD:n prosessorit esiintyivät vain edullisissa tietokonejärjestelmissä, joiden suorituskyky oli keskinkertainen ja akunkesto heikko. Kaksi vuotta sitten yhtiö kuitenkin julkaisi uuden ja vaikuttavan Ryzen Mobile -alustansa, joka on pärjännyt yhtä hyvin kuin Intelin suorittimet, olipa kyse sitten grafiikkasuorituskyvystä tai akun kestosta. Intelin suorittimista Core i3 on hitain, i5 keskimääräinen ja i7 nopein. i5-malli on melko riittävä tavalliselle, jokapäiväiselle käyttäjälle, joka ei tee intensiivistä grafiikkatyötä, insinöörityötä/tiedettä tai pelaamista. Sekä Core i5 että Core i7 tukevat turbo boostia, jonka ansiosta kellotaajuus nousee korkeammaksi tehtävän mukaan, ja Hyper-Threadingia, joka antaa käyttäjille kaksi erillistä säiettä (virtuaaliydintä) kullekin ytimelle. Core i3 ei kuitenkaan tarjoa näitä ominaisuuksia.
Tallennustila
Tietokoneen tallennustilasta puhuttaessa voidaan tarkastella kahta keskeistä komponenttia: kiintolevyä ja kiintolevyä.
Kovalevyasema
Kuva kohteliaisuudesta: https://www.pexels.com/
Kiintolevyasema (HDD, hard disk drive), joka tunnetaan yleisesti nimellä kiintolevyasema (HD), on haihtumattoman muistin laitteistolaite, joka tallentaa ja hakee pysyvästi tietoja tietokoneeseen (eli se säilyttää tallennetut tiedot myös silloin, kun tietokone on sammutettu). Se on toissijainen tallennuslaite, joka koostuu yhdestä tai useammasta levystä, joihin tiedot kirjoitetaan magneettipäällä ja jotka ovat ilmatiiviissä kotelossa. Kaikkiin tietokoneisiin on asennettu kiintolevy, koska tietokoneet tarvitsevat kiintolevyä esimerkiksi käyttöjärjestelmän tiedostojen, ohjelmistojen ja käyttäjien henkilökohtaisten tiedostojen tallentamiseen. Kiintolevy on siis tietokoneen keskeinen osa. Sisäiset kiintolevyt on tyypillisesti sijoitettu asemapaikkaan, ja ne liitetään emolevyyn kaapelilla; niiden virransyöttö tapahtuu virtalähteen (PSU) kautta. Kiintolevyn tärkeimmät ominaisuudet ovat sen kapasiteetti ja suorituskyky. Kapasiteetti mainitaan yksikön etuliitteinä, jotka vastaavat 1000:n potensseja; 1 teratavun (TB) aseman kapasiteetti on siis 1000 gigatavua (GB; 1 gigatavu = 1 miljardi tavua).
Kovalevyt ovat olleet yleistietokoneiden suosittuja toissijaisia tallennuslaitteita 1960-luvun alkupuolelta lähtien, ja alan markkinajohtajia ovat Seagate, Toshiba ja Western Digital. Ja vaikka ne hallitsevat edelleen palvelimiin tuotettujen tallennusvälineiden määrää, niiden kysyntä ei ole enää aivan samanlaista kuin aiemmin. Tämä johtuu pääasiassa SSD-asemien (solid-state drives) tulosta ja yleistymisestä, sillä ne on varustettu paremmilla ominaisuuksilla.
Solid State Drive (SSD)
Kuvan kohteliaisuus: https://.com
SSD-levy on siis kiinteän tilan tallennuslaite, joka käyttää integroituja piirikokoonpanoja muistina tietojen jatkuvaan tallentamiseen. Periaatteessa se tallentaa tiedot puolijohdekennoihin, ja kennojen sanotaan voivan sisältää 1-4 bittiä dataa. SSD-levyillä, joita kutsutaan myös solid-state-laitteiksi tai solid-state-levyiksi, on yleensä kovalevyihin verrattuna suuremmat tiedonsiirtonopeudet, suurempi tallennustiheys, parempi luotettavuus ja paljon alhaisemmat viiveet ja käyttöajat. Lisäksi sähkömekaanisiin asemiin verrattuna SSD-levyt kestävät paremmin fyysisiä iskuja ja toimivat äänettömästi.
RAM
Kuva kohteliaisuudesta: http://www.freeimages.com
RAM, lyhenne sanoista Random Access Memory (satunnaiskäyttömuisti), on tietojenkäsittelylaitteen laitteisto, johon käyttöjärjestelmä (OS), sovellusohjelmat ja kulloinkin käytössä olevat tiedot tallennetaan, jotta laitteen prosessori voi käyttää niitä nopeasti. RAM-muisti on tietokoneen päämuisti, ja se on paljon nopeampi lukea ja kirjoittaa kuin muunlaiset tallennusmuistit, kuten kiintolevyasema (HDD), kiintolevyasema (SSD) tai optinen asema. Toisaalta RAM-muisti on haihtuvaa. Se tarkoittaa, että tiedot ovat käytettävissä RAM-muistissa niin kauan kuin tietokone on päällä, mutta ne häviävät, kun tietokone sammutetaan. Se on siis eräänlainen lyhytkestoinen muisti, ja kun tietokone käynnistetään uudelleen, käyttöjärjestelmä ja muut tiedostot ladataan yleensä uudelleen RAM-muistiin kiintolevyltä tai SSD-levyltä.
RAM-muisti on käsitteellisesti samanlainen kuin joukko laatikoita, joissa jokaiseen laatikkoon tallennetaan 0 tai 1. Kullakin laatikolla on yksilöllinen osoite, joka määräytyy laskemalla sarakkeista sarakkeisiin ja riveistä alas. Jokaista laatikkoa kutsutaan soluksi, ja yhdessä ne muodostavat joukon. RAM-muistiryhmän jokaisella rivillä ja sarakkeella on oma osoiterivinsä. RAM-muisti on fyysisesti pientä ja se tallennetaan mikrosiruihin. Se on pieni myös sen sisältämän tietomäärän suhteen. Tyypillisessä kannettavassa tietokoneessa voi olla 8 gigatavua RAM-muistia, kun taas kiintolevylle mahtuu 10 teratavua.
Kotelon merkkivalot
Kuvan kohteliaisuus: https://.com
Kuten nimestä voi päätellä, kotelon merkkivalot ovat valoja (LED-valoja), jotka kehottavat käyttäjää panemaan merkille laitteiston tilan. Esimerkkejä näistä olisivat ne, jotka näyttävät, onko tietokone päällä, onko caps lock päällä tai toimiiko kiintolevy. Tärkeä tapauksen merkkivalo on kiintolevyn toiminnan merkkivalo, jota kutsutaan joskus kiintolevyn merkkivaloksi (HDD LED). Se on pieni LED-valo, joka palaa aina, kun kiintolevyltä tai muulta sisäänrakennetulta tallennusvälineeltä luetaan tai siihen kirjoitetaan. On erittäin hyödyllistä tietää, milloin tietokoneen kiintolevyä käytetään; tällä tavoin voidaan välttää akun irrottamista tai tietokoneen irrottamista pistorasiasta, kun käyttöjärjestelmä käyttää edelleen kiintolevyllä olevia tiedostoja, ja välttää näin tekemästä virhettä, joka voi mahdollisesti johtaa useiden tärkeiden tiedostojen tuhoutumiseen. Pöytäkoneessa kiintolevyn toiminnan merkkivalo sijaitsee yleensä tietokoneen kotelon etuosassa. Kannettavassa tietokoneessa kiintolevyn LED-valo sijaitsee yleensä virtapainikkeen lähellä.
Näiden lisäksi on valoja, jotka osoittavat, onko num lock, caps lock tai scroll lock päällä vai pois päältä. Jos siis caps lock on päällä, Caps Lock -näppäimen päällä tai vieressä saattaa näkyä valo. Vastaavasti, kun num lock on päällä, näet valon Num Lock -näppäimen päällä tai sen yläpuolella.
Grafiikkakortti
Kuvan kohteliaisuus: https://www.pexels.com/
Pelipc:t tai erityisesti pelitietokoneet tarvitsevat hyviä näytönohjaimia. Mikä sitten on näytönohjain? Näytönohjain, jota kutsutaan myös näytönohjaimeksi, näytönohjaimeksi, näytönohjainsovittimeksi tai grafiikkasovittimeksi, on laajennuskortti, joka liitetään tietokoneen emolevyyn ja joka tuottaa tulostuskuvien syötön näyttölaitteelle (kuten tietokoneen monitorille). Näytönohjain sisältää yleensä prosessoriyksikön, muistin, jäähdytysmekanismin ja liitännät näyttölaitteeseen. Erotukseksi integroidusta grafiikasta (jossa videolaitteisto on integroitu emolevyyn, suorittimeen tai system-on-chipiin) niitä kutsutaan yleensä erillisiksi tai erillisiksi näytönohjaimiksi. Molempien ytimenä on kuitenkin grafiikkaprosessori (GPU). Useimmat näytönohjaimet eivät rajoitu pelkkään näyttötulostukseen. Niiden integroitu grafiikkaprosessori voi suorittaa lisäkäsittelyä, mikä keventää prosessorin käsittelykuormaa. Esimerkiksi Nvidian ja AMD:n (ATi) näytönohjaimet renderöivät laitteistotasolla OpenGL- ja DirectX-grafiikkaputkea. Tyypillisesti tällainen näytönohjain on valmistettu painetun piirilevyn (laajennuskortin) muodossa, ja se voidaan asettaa yleiseen tai erikoistuneeseen (AGP, PCI Express) laajennuskorttipaikkaan. Joissakin tapauksissa on käytetty erityisiä koteloita, jotka liitetään tietokoneeseen telakointiaseman tai kaapelin avulla. Tietokone ei välttämättä tarvitse näytönohjainta, sillä useimmissa emolevyissä on sisäinen/integroitu grafiikka. Integroidun grafiikan ongelmana on kuitenkin se, että grafiikkaprosessori jakaa järjestelmäresursseja suorittimen kanssa. Erikoisnäytönohjaimessa on oma satunnaiskäyttömuisti (RAM), oma jäähdytysjärjestelmä ja omat virransäätimet, ja kaikki komponentit on suunniteltu nimenomaan videokuvan käsittelyyn; tämä kaikki johtaa yleensä parempaan suorituskykyyn.
PC:n lämmönhallintakomponentit
Tietokoneilla on taipumus kuumentua, kun niitä käytetään pitkään tai monimutkaisten tehtävien suorittamiseen – siksi lämmönhallintajärjestelmä on PC:n tärkeä komponentti.
Jäähdytyselementti
Kuva kohteliaisuudesta: https://www.pexels.com/
Jäähdytystuuletin
Kuvan kohteliaisuus: https://www.pexels.com/
Tällöin tärkein komponentti on jäähdytyselementti; niitä käytetään suorittimien, näytönohjainten ja joidenkin piirisarjojen ja RAM-moduulien jäähdyttämiseen. Jäähdytyselementti sisältää sitten joko tuulettimen tai jonkin muun keinon pitää kuuma komponentti, kuten prosessori, jäähdytettynä. Jäähdytyselementtejä on kahdenlaisia: passiivisia ja aktiivisia. Ensin mainitut on yleensä valmistettu kuparista/alumiinista, eikä niissä ole mekaanisia komponentteja. Ne siirtävät elektronisen tai mekaanisen laitteen tuottaman lämmön nestemäiseen väliaineeseen, usein ilmaan tai nestemäiseen jäähdytysnesteeseen, jossa se haihtuu pois laitteesta, jolloin laitteen lämpötila pysyy optimaalisena. Jäähdytyselementti pyrkii maksimoimaan sen pinta-alan, joka on kosketuksissa sitä ympäröivään jäähdytysaineeseen, kuten ilmaan. Tämä tarkoittaa, että tällaisen jäähdytyselementin suorituskyky riippuu ilman nopeudesta, materiaalivalinnasta, ulkonemien suunnittelusta ja pintakäsittelystä. Aktiiviset jäähdytyselementit puolestaan hyödyntävät tietokoneen virtalähdettä ja voivat sisältää tuulettimen. Joskus tämäntyyppisistä jäähdytyslevyistä käytetään nimitystä HSF, joka on lyhenne sanoista jäähdytyselementti ja tuuletin. On olemassa myös nestejäähdytysjärjestelmiä, joista on tullut nykyään varsin suosittuja.