3.5.11. Kućište PC računala

Sve komponente računala smještaju se u kućište koje se može činiti kao nebitan detalj. Ali realno gledano, KUĆIŠTE i NAPAJANJE imaju jako veliku ulogu u računalu, osobito kod novijih računalnih sustava koji traže puno veće energetske resurse od prethodnika dizajniranih natrag nekoliko godina. PC kućište je u pojedinim elementima vrlo strogo 'standardizirano' pa tako je točno određeno koliki moraju biti razmaci na stražnjoj strani kućišta između otvora za umetnute kartice, kolika je minimalna visina u odnosu na matičnu ploču, kako mogu biti raspoređeni nosači za matičnu ploču unutar njega i slično te na kojem su mjestu otvori za vijke kućišta od izvora napajanja. Današnja kućišta dizajniraju se da mogu prihvatiti ATX-2 standard matičnih ploča u punoj (full) ili skraćenoj (micro) verziji. Stražnja strana gotovo je u cijelosti kod svih slična, a više slobode proizvođači imaju u dizajnu pročelja i unutrašnjeg uređenja za diskovne i optičke sustave ili njima slične. Ponuđen je i noviji standard rasporeda elemenata nazvan BTX, koji omogućava učinkovitije hlađenje komponenti, no nema još uvijek većeg udjela na tržištu.

Kućišta se mogu podijeliti na tri osnovne grupe:

• desktop (položena, vodoravna standardne visine)
• tower (uspravna, okomita standardne širine)
• slim (uža i manja vodoravna ili okomita kućišta)

Raspored elemenata unutar prve dvije navedene vrste kućišta gotovo je isti tako da su neka desktop kućišta i osnovi prerađena okomita kućišta. Posebnost čine 'slim' kućišta male visine (low profile - half height) nazvana barebone (bare bone - sami kostur), predviđena samo za najnužnije komponente s recimo 'Mini-ITX' matičnom pločom, ali su vrlo nestandardnog oblika. Ova kućišta trebala bi 'ugostiti' i BTX matične ploče. Uspravna kućišta trenutno su najraširenija ponuda. Unutrašnjost jednog malo dorađenog 'desktop' PC sustava prikazana je na narednoj slici.

Slika**** 3.5.94 Unutar desktop kućišta PC računala / Hlađenje procesora. ( + / - )

Uspravno kućište proizvodi se u mnogo veličina i oblika. Uobičajeni nazivi za pojedine veličine kućišta i njihove osobitosti standardno dostupne na tržištu su:

• Micro tower
  Jedno mjesto za optički uređaj, jedno do dva mjesta za tvrdi disk. Dizajnirano je za 'barebone' sustave (koje obično distribuiraju brand-name proizvođači) ili za Mini-ITX veličinu matične ploče. Posebno je pogodno za uredsku uporabu, gdje prostor koje zauzima računalo treba biti što manji.
• Mini tower
  Dva mjesta za optičke uređaje, dva mjesta za tvrde diskove i mjesto za disketni uređaj. Prihvaća sve veličine ATX matičnih ploča, ali bi kod uporabe full-ATX veličine ploče moglo doći do gužve u kućištu.
• Midi tower
  Tri ili četiri mjesta za optičke uređaje, dva do četiri mjesta za tvrde diskove i mjesto za disketni uređaj. Najpovoljnije kućište, ukoliko prostor nije od presudne važnosti. Uz kvalitetno napajanje to je dio u kojeg treba najviše uložiti jer je to najdugoročnija investicija.
• Big tower
  Kućište za zahtjevne korisnike. Ima pet i više mjesta za optičke uređaje, pet i više mjesta za tvrde diskove, dva mjesta za disketni uređaj ili nestandardni uređaj kao DAT ili ZIP pogon, čitač memorijskih kartica i slično.
• Home Theater
  Kućište za kućno kino, tipa desktop ili slim, uglavnom vodoravno, može prihvatiti ATX matične ploče i ima dodatke specifične za multimediju. Uglavnom su lijepše dizajnirana od desktop PC kućišta. Odlikuje ih velika prozračnost kućišta da bi hlađenje bilo efikasno pri maloj brzini velikih bočnih ventilatora, te time ostvario vrlo tih rad.

Slika**** 3.5.95 Kućište za kućno kino. ( + / - )

Još jednom valja navesti da o jednom od dijelova kućišta u velikoj mjeri ovisi stabilan rad računala i dugi život ugrađenih dijelova - NAPAJANJU. Treba ponoviti i da je ozbiljan problem i održavanje prihvatljive radne TEMPERATURE u unutrašnjosti računala i da treba osigurati dobro ventiliranje kao što pokazuje prethodna slika.

Autoru ovih redaka vrlo se je dopalo vrlo prozračno kućište za Micro-ATX i Mini-ITX matične ploče. Nema što se ne može ugraditi u njega. Vrlo je pristupačno za ugradnju komponenti iako djeluje malo zdepasto. Krasi ga prvenstveno mogućnost ugradnje dva ventilatora od 140 mm, jednog ventilatora od 120 mm i pristupačan filter glede prašine na gornjoj strani kućišta. PSU sa svojim ventilatorom uzima zrak odozdo, naravno uz lako dohvatljiv filtar glede prašine. Dakle, protočnost zraka kroz kućište je vrlo dobra.

Slika 3.5.96 Vrlo prozračno Micro-ATX kućište firme 'Chieftec'.

Kompaktni m-ATX kockasti format. Unatoč svojim vrlo kompaktnim dimenzijama, ovo je kućište iznimno fleksibilno u smislu hardverske kompatibilnosti, podržavajući ATX PSU do 160 mm duljine, grafičke kartice do 320 mm duljine i CPU hladnjake do 160 mm visine. Dodatno, s puno fleksibilnosti na unutarnjim i vanjskim diskovima, podržavajući 5.25" i 3.5" optički pogoni, 2 x 3.5" HDD i 3 x 2.5" SSD-ovi, kućište je također vrlo pogodno za kućno kino ili kao mini poslužitelj.

Navedene opise ne treba miješati s profesionalnim kućištima za poslužitelje, iako bi se od big tower kućišta mogao izraditi jedan poslužitelj. Specifičnost poslužiteljskih kućišta je, osim stavki navedenih u poglavlju 3.3.9, još u tome da se neka izrađuju u 19" 'rack' varijanti za ugradnju u ormare (rack-ove) kako bi se lakše realizirao jedinstveni računalni sustav od mnoštva funkcionalno povezanih poslužitelja - CLASTER.

Da bi uređaju ugrađeni u kućište radili potrebno ih je međusobno povezati nekakvim kablovima i priključiti ih na izvor energije (napajanje). Unutar kućišta dvije su osnovne skupine spojnih kablova:

• SIGNALNI - kablovi koji povezuju uređaje s matičnom pločom ili same uređaje.
• NAPOJNI - kablovi koji povezuju matičnu ploču i uređaje s izvorom energije.

PATA uređaji povezuju se ravnim (FLAT) signalnim kablom s 40 ili 80 vodova, ovisno o tome da li je masa objedinjena ili ne. Kod ATA (PATA) standarda svaki kanal podržava jedan primarni i jedan sekundarni uređaj i u tom smislu jedan od uređaja na kanalu pomoću premosnika proglašava se za glavnog (MASTER) a drugi za dodatnog (SLAVE). Na sličan način povezuju se i diskovni uređaji ali se odabir primarnog i sekundarnog uređaja vrši uvrtanjem nekoliko vodova kabla između dva konektora da se ostvari zamjena funkcije određenog pin-a na konektorima. Ova grupa uređaja koristi 4 pin-ske napojne vodove i konektore. SATA standard ne zahtijeva podešavanje diskovnih i optičkih uređaja premosnicima. Primjena SATA uređaja podrazumijeva i drugačije signalne i napojne kablove i konektore, u osnovi s puno manje vodova; signalni kabel s 7 vodova i napojni kabel s 5 vodova, s tim da se za pojedine vodove koristi više pinova konektora. SATA napojni kabel, u odnosu na PATA kabel, predviđa dodatni vod preko kojeg će se osigurati napajanje od 3.3 V za uređaje koji zahtijevaju manju potrošnju. Konektori izvora napajanja za PATA i SATA uređaje nisu isti i o tome treba voditi računa ako se mijenja matična ploča i tvrdi disk. Sigurno će trebati mijenjati i izvor napajanja. Specifičnost u odnosu na navedeno su kablovi za USB konektor i IEEE 1394 konektor koji imaju napojne i signalne vodove, kablovi za ventilatore ili neki drugi kablovi posebne namijene.

Minijaturizacija računalnih komponenti i tankih LCD monitora dovela je do je nove kategorije računala 'sve u jednom' - All-In-One. Sve računalne komponente ugrađuju se u kućište monitora i omogućavaju posve ugodan rad za ne zahtjevnog korisnika računala. Naravno neka napredna nadogradnja računala nije predviđena. Vrlo korisna konstrukcija računala za firme s puno djelatnika i tipiziranom djelatnošću, kao firme tipa 'prodaja' bilo kao računala za rad u prodaji ili kasa-računala.

SET-UP sustava - BIOS

Postavljanje početnih parametara, sastavni je dio ROM BIOS-a računala. Obično se aktivira pritiskom na tipku <DEL>, <F2> ili kombinacijom tipki <CTRL> + <ALT> + <ESC>. Obično se na uvodnom ekranu prilikom paljenja računala navodi koja akcija na određenu tipku ili kombinaciju tipki omogućava pristup SETUP-u (podešavanju) BIOS-a, a ako nigdje ne piše, sigurno je objašnjeno u uputama koje su pristigle uz matičnu ploču. Podaci koji se ovim putem upisuju smještaju se u malu dodatnu memoriju (CMOS ili slična), kojoj se sadržaj čuva neprekidnim održavanjem napajanja pomoću ugrađenog malog akumulatora. Osnovne opcije koje se mogu podesiti pomoću SET-UP programa u BIOS-u su podaci za:

      1. datum                         7. sekundarni (disk-optički) uređaj [E:]
      2. vrijeme                       8. sekundarni (disk-optički) uređaj [F:]
      3. disketni uređaj [A:]          9. video parametri
      4. disketni uređaj [B:]         10. osnovna memorija
      5. primarni disk uređaj [C:]    11. proširenje memorije
      6. primarni (disk) uređaj [D:]  12. preostali parametri

Navedeno su samo temeljne opcije, a preostale opcije odnose se na memorijske banke, cache memorije, brzinu sabirnice, redoslijed javljanja disk uređaja po uključivanju i drugu te čak s zaštitnim programima za nadzor zapisivanja na BOOT sektora diska. Sve ove opcije detaljno su opisane u uputi koja dolazi uz matičnu ploču računala, gdje su opisani svi izbornici BIOS-a i način promjene pojedinih sadržaja, a jedan od mogućih primjera izvedbe izbornika prikazan je na slici 4.5.5d. Zbog različitih brzina pristupa podacima dobro je diskovne uređaje povezati sa sustavom preko jednog kanala, a optičke uređaje preko drugog. Ako se želi spojiti više od četiri PATA uređaja treba ugraditi dodatni kontroler u vidu umetnute kartice, koji po potrebi može sadržavati potporu za RAID sustav. PATA arhitektura u osnovi je sabirnička arhitektura, što podrazumijeva interakciju između uređaja, odnosno sporiji uređaj može utjecati na performanse bržeg uređaja ako su na istoj sabirnici.

SATA upravljački uređaji (kontroler) za svaki od uređaja kojeg opslužuju imaju zasebnu pristupnu elektroniku i uređaji se povezuju za kontroler zasebnim kablom. Uobičajeno se isporučuju matične ploče s 4 ili 8 SATA priključaka. Interakciju između uređaja nema. Osim navedenog gotovo svi SATA kontroleri posjeduju RAID potporu koja kod kućnih računala nije u potpunosti sklopovska već se oslanja na pogonitelj (driver) ukomponiran u OS; poseban program koji se najčešće isporučuje na disketi i koji se pridodaje OS-u prilikom instalacije ako je potrebno (tipka <F6> kod Windows XP na primjer). Između samih uređaja nema interakcije. Kompatibilnost sa SAS (Serial Attached SCSI) tehnologijom još je jedna od vrlo dobra osobina SATA koncepcije. SATA tehnologija podrazumijeva uporabu NCQ (Native Command Queuing) tehnologije glede ubrzavanja čitanja podataka s diskovnih uređaja.

Prilikom podešavanja BIOS-a, pojedine priključene uređaje programske rutine BIOS-a same prepoznaju, a neke treba podesiti prema nahođenju. Podaci koji su podložni promjenama zapisuju se u CMOS memoriju BIOS-a koja ih pamti sve dotle dok je pod naponom. Točnije rečeno BIOS čita zapise spremljene u pripadnoj mu CMOS memoriji koji nisu ništa drugo do parametri-naputak BIOS-u kako koja komponenta sustava treba raditi i kako joj pristupiti. Ako parametri nisu u skladu s onim što BIOS očekuje, bilo zbog nekompatibilnosti ili neispravnosti komponente, doći će do greške u radu sustava, te u najgorem slučaju i do otkaza računalnog sustava. Dakle, BIOS omogućava promjenu zapisa u pripadnoj mu CMOS memoriji, a posebnim programima moguće je izvršiti i promjene samog sadržaja (verzije) BIOS-a.

Kako se programske rutine BIOS-a jednim dijelom oslanjaju se na podatke koji se čuvaju u njegovoj CMOS memoriji i koji u osnovi predstavljaju donekle promjenjive parametre, moguće je izvršiti promjenu njihovih vrijednosti od strane korisnika unutar nekih granica, što omogućava na primjer povećanje radne frekvencije sabirnice, mikroprocesora i sličnih sklopova ili radnih napona pojedinih sklopova u odnosu na deklarirane vrijednosti. Posljednica je povećanje performansi sustava, uz povećanje TEMPERATURE komponenti kao nuspojave što podrazumijeva barem njihovo kvalitetnije hlađenje. Postupak se naziva OVERCLOCKING, ali ako se pretjera može biti poguban glede ispravnosti sklopova računala. Glede navedenog, moderni BIOS ima dosta veliku vlastitu FLASH memoriju u koju se može svašta 'utjerati' i koristi prilično veliku CMOS memoriju, pa tako, na primjer, i kontrola brzine vrtnje ventilatora u kućištu, kako pokazuje naredna slika.

Slika 3.5.97 Postavke BIOS-a glede ventilacije kućišta.

Prvotne realizacije BIOS-a i napajanja njegove CMOS memorije riješene su s malim AKUMULATOROM koji se je tijekom rada računala punio i opskrbljivao BIOS i CMOS memoriju energijom nekoliko tjedana u slučaju isključivanja računala. Danas je sve popularnija LITHIUM dugmasta BATERIJA (coin-cell battery); promjer 20.0 mm, visina 3.2 mm, napon 3 V,  kapacitet 220 mAh, tip CR2032. Rješenje je jeftino, ali ima manu da se baterija NE PUNI i stoga je nakon par godina obavezno treba zamijeniti jer se gube sadržaji upisani u CMOS memoriji BIOS-a i računalo se može zbuniti prilikom POST (Power On Self Test) procesa ili u potpunosti 'stati' iako je sklopovski ispravno. Bolji BIOS signalizirati će korisniku da je baterija na izmaku.

BIOS zasnovan na FLASH (FLASHROM) memoriji razlikuje se od njegove CMOS memorije po tome što se namjenskom programskom potporom upisuju sadržaji u njegovu FLASH memoriju i po nestanku napajanja se ne gube niti se smiju izgubiti ili oštetiti. To su programske rutine koje moraju učinkovito povezati sve uređaje računala. Nekad se je umjesto FLASH memorije koristio klasični ROM i nadopune i promijene sadržaja BIOS-a nisu bile moguće. Proizvođači matičnih ploča obično preko Interneta omogućavaju preuzimanje nove verzije BIOS-a za svoj proizvod, kao i pomoćne programe za nadogradnju BIOS-a. Po tome se i prepoznaje renomirani proizvođač i kvalitetan proizvod. Intel je za matičnu ploču D945GNT od 09.05.2005. do 11.09.2006. objavio 37 revizija sadržaja BIOS-a, uz vrlo jednostavan i pristupačan program za nadogradnju.

Nadogradnje BIOS-a su nužne, osobito ako je nedavno proizvedena matična ploča uz nadogradnju u stanju podržati novije inačice mikroprocesora. Od dizajna pa do izrade, pakiranja i distribucije velikog broja matičnih ploča prođe neko vrijeme, te je ugrađena verzija BIOS-a sigurno neka osnovna verzija i ne može se očekivati od proizvođača da povuče proizvode s tržišta glede nadogradnje. Taj dio korisnik mora obaviti sam te ako na Internetu za neku matičnu ploču nema programske potpore da se nadogradnja izvrši, takvu matičnu ploču ne treba kupovati. Treba osigurati da u postupku nadogradnje BIOS-a računalo ne ostane bez struje (UPS), jer može doći do oštećenja zapisa a time i do neupotrebljivosti računala.

Osobitosti ugrađene u BIOS različite su kod raznih proizvođača, i ako nije nužno potrebno neke od mikro programskih rutina i sama organizacija BIOS-a dugo se ne mijenja. Tako su u uskoj vezi s postavkama BIOS-a sposobnosti tvrdog diska i operativnog sustava, te su se granice najveće moguće vrijednosti particije s vremenom mijenjale bilo nadogradnjom BIOS-a ili njegovim redizajnom u narednim revizijama matične ploče ili u dizajnu novih matičnih ploča. Neke standardne osobitosti već dugo se ne mijenjaju, pa je tako još uvijek moguće izravno dohvatiti ČETIRI PARTICIJE tvrdog diska na temelju zapisa u BIOS-u, bez obzira koliko diskova ima. Otuda ograničenje na najviše četiri PRIMARNE particije, a u slučaju potrebe za više particija jedna od particija proglasiti će se za EXTENDED (proširena) koju je moguće podijeliti na znatno više logičkih dijelova jer zapasi o logičkim particijama nisu u BIOS-u nego u početnim blokovima EXTENDED particije kao nastavak zapisa u BIOS-u, kao što je navedeno u opisima na stranicama u poglavljima 3.5.5, 4.3.1 i 4.4.2 te u prilogu i.). Osnovna razlika između primarne i proširene particije je u tome što samo primarna particija diska može biti samo startajuća (boot-abilna).