Рефераты Главная Начертательная геометрия Оккультизм и уфология Педагогика Полиграфия Политология Программированиекомпьютеры и кибернетика Производство и технологии Социальная работа Начертательная геометрия Не сортированные Таможенная система Теория государства и права Арбитражный процесс Реклама Нотариат Менеджмент Металлургия Минералогия Москвоведение |
Техническая диагностика средств вычислительной техникиp align="left">При начале тестирования последовательных (содержащих элементы памяти) схем, все элементы памяти (триггеры и т. п.) в них должны быть приведены в исходное состояние, иначе выходные реакции схемы будут непредсказуемы. Для приведения схемы в исходное состояние может потребоваться несколько тактов (режимов) работы УТК с пока непредсказуемыми результатами. Для возможности такой работы, операционный регистр снабжен дополнительным служебным разрядом «СР» (сравнение), при нулевом состоянии которого работа схем сравнения блокируется. Когда схема приведена в исходное состояние, этот разряд устанавливается в единицу и тем самым обеспечивается полновесная проверка схемы. Конечно, при проверке чисто комбинационных схем, разряд «СР» может и должен быть установлен в единицу во всех режимах, начиная с первого.Для сигнализации о нормальном окончании проверки ТЭЗ, если все режимы проверочного набора прошли без ошибок, в операционном регистре находится еще один служебный разряд «КТ» (конец теста). Этот разряд содержит единицу только в одном, последнем режиме. При его наличии в операционном регистре и отсутствии несовпадений, загораются индикаторы «ИСПРАВНО» и «КОНЕЦ ПРОВЕРКИ». Сервисный комплекс PC-tester. Некоторые зарубежные фирмы, для нужд производства РС, выпускают специальные тестирующие и диагностирующие комплексы аппаратной диагностики. Номенклатура универсальных комплексов для технического обслуживания АПС достаточно велика, но из всего их разнообразия наиболее широко применяется в ремонтных организациях - аппаратная сервисная система PC-tester. Комплекс PC-tester содержит практически все универсальные аппаратные средства диагностики РС: - развитые логические пробники, - индикаторы тока, - генераторы стимулирующих импульсов, - наборы цифро-аналоговых измерителей параметров сигналов, - логические компараторы ИМС малой интеграции (тест-клипсы), - устройства шинного анализа, - специальные генераторы тест-программ для диагностики различных узлов и устройств РС, - логический и сигнатурный анализаторы и многое другое оборудование, способное работать под управлением инструментальной ПЭВМ, также обычно входящей в этот комплекс. Комплекс рассчитан на инженеров и техников, занимающихся углубленной диагностикой неисправностей компьютеров в ремонтных организациях. Исполнение комплекса PC-tester зависит от области его применения. Так, для мобильного использования, часто используется PC-tester, имеющий ограниченный набор специальной КИА и выполненный, подобно компьютерам LapTop, - в небольшом кейсе. Комплексы для стационарного использования имеют более развитые аппаратные и аппаратно-программные средства функциональной диагностики, часть из которых была разобрана выше. Контрольные вопросы. 1. Какие преимущества имеют аппаратные средства диагностики перед программными? 2. Какие компоненты РС можно протестировать с помощью платы RACER? 3. Какие компоненты РС можно протестировать с помощью платы ROM&DIAG? 4. Какие задачи способна выполнять плата AnalBus? 5. Какие программные средства могут использоваться при работе с AnalBus? 6. Для чего предназначена сервисная плата HD-tester? 7. Какие типы НЖМД тестирует HD-tester? 8. Как форматируются НЖМД фирмы WD? 9. Какие задачи призваны выполнять УТК? 10. Как осуществляется контроль ввода информации в ППЯ-8? 11. На чем основан принцип проверки электрических схем на УТК? 12. Где используются сервисные комплексы PC-tester? 2.4.2 Программные средства диагностики РС Программных средств проверки функционирования и диагностики неисправностей существует множество, для самых разнообразных операционных систем, но здесь будут рассматриваться, в основном, только средства диагностики, работающие под MS DOS. Тому есть ряд причин: - во-первых, под DOS их написано больше всего, - во-вторых, диагностика РС под DOS намного проще, чем под Windows или, скажем, UNIX, - в-третьих, для работы ОС Windows требуется практически 100% работоспособности компьютера, значит и диагностировать почти нечего (разве что средства коммуникации, клавиатуру и некоторые другие периферийные устройства), - в-четвертых, развитость диагностики под DOS гораздо выше, чем для любой другой ОС. Так, наиболее известная для Windows диагностическая программа Sandra-2000 практически никакой диагностики неисправностей не производит, а выполняет только тестирование компонент АПС для определения показателей производительности (Benchmarks) компонент самого тестируемого РС, - в-пятых, MS DOS для своей работы требует минимальных ресурсов и быстродействия РС: объема ОЗУ достаточно 512Кбайт, емкости жесткого диска достаточно 20Мбайт, DOS может работать даже с CPU Intel 8088. А для работы под Windows требуется, как минимум, 4 Мбайт ОЗУ, процессор не хуже, чем - в-шестых, ни одна версия Windows не ликвидирует (хотя и сильно сокращает) потребности в MS DOS и DOS-программах. Есть много областей деятельности, где DOS-программы и сейчас успешно работают, а использование Windows или иных ОС невозможно, или экономически нецелесообразно; - в-седьмых, если компьютер, вследствие неисправности, с жесткого диска не загружается, то никакая диагностика средствами Windows невозможна и приходится использовать для его диагностики MS DOS, т. к. загрузить с дискеты Windows нельзя; можно загрузить Linux с CD-ROM, но развитых диагностических программ под Linux просто не написано, 2.4.2.1) Четыре уровня взаимодействия средств РС Система работы РС включает четыре взаимосвязанных уровня взаимодействия прикладной программы с аппаратными средствами: 1) аппаратные средства (Hard Ware). Это - все электронное оборудование, кабельное хозяйство, электромеханические блоки и устройства компьютера; 2) -аппаратно-программные средства (Firm Ware). Это - программы ROM BIOS на SB и на картах расширения, встроенные программы, системные драйверы, и т. п.; 3) DOS (DOS-Soft-Ware). Это - системное программное обеспечение, системные средства, интерфейс пользователя и прикладных программ, управление потоком данных, обработка прерываний, обслуживание систем ввода-вывода, планирование задач, ресурсов и т. д.; 4) прикладные программы (Soft Ware). Это - собственно пользовательские программы, решающие конкретные задачи (задачи пользователя): расчеты, ведение баз данных, управление, пакеты конструкторских, текстовых редакторов и т. п. Взаимоотношения уровней взаимодействия программных и аппаратных средств персонального компьютера можно представить в виде следующей схемы: ------------------------¬ -----+-----------------------+---¬ Для работы прикладной программы (Soft Ware) нужен диспетчер, запускающий программу, предоставляющий ей вычислительные ресурсы (CPU, DRAM, диски, консоль, ПУ и др.) и обрабатывающий нештатные ситуации, возникающие при работе Soft Ware. Это задача операционной системы, на схеме - DOS-Ware. DОS предоставляет интерфейс прикладным программам, для удобного стандартного доступа к периферийным устройствам и, отчасти, пользователю - для подготовки, оптимизации и других функций текущей эксплуатации прикладных программ и периферийных устройств (форматирование, копирование, сверка, удаление файлов и многое другое). Для работы DOS необходимы средства доступа к аппаратным ресурсам - драйверы, обработчики прерываний, контролёры работоспособности ВС (это - Firm Ware, BIOS), специализированные на данное устройство и даже его тип. Эти средства, при выключенной машине, обычно хранятся в ПЗУ на SB и на контроллерах дисков, монитора, и т. д., но большая часть специальных внешних драйверов хранится на дисках. Тем не менее, все Firm Ware переписываются в ОЗУ самой DOS после ее загрузки. В ОЗУ все они находятся резидентно до следующей перезагрузки ОС. Для выполнения функций DOS предназначено все физическое оборудование компьютера, выполняющее логические преобразования, математические операции, управление, синхронизацию и т. д. (на схеме - это Hard Ware). В персональных компьютерах при работе в MS DOS часто используются дополнительные сервисные средства, предоставляющие пользователю более удобный интерфейс, чем предлагает сама DОS, их принято называть оболочками DOS. Это - NC (Norton Commander), DN (DOS Navigator), VC (Volkov Commander), наконец, Windows ранних версий. Эти средства на представленной схеме не занимают отдельного уровня, а являются как бы частью DOS, ориентированной не на Soft, а непосредственно на пользователя. Особое место в схеме взаимодействий Soft Ware с Hard Ware занимают необязательные, но очень привлекательные сервисные программные средства - резидентные TSR-программы (TSR - Terminate and Stay Resident - по окончании работы остающиеся в ОЗУ резидентно). Они способны выполнять большое число функций, не поддерживаемых DOS, таких как русификация клавиатуры, дисплея, кэширование дисков, сжатие данных на дисках и многое другое. Эти средства не выделяют в отдельный уровень, но, по логике взаимосвязи средств, они должны располагаться между DOS Ware и Firm Ware, так как они обычно отслеживают и перехватывают обращения DOS к драйверам, выполняя свои собственные функции, и, при необходимости, самостоятельно вызывают нужные системные и внешние драйверы. Контрольные вопросы. 1. Какие четыре уровня взаимодействий программных и аппаратных средств используются в РС? 2. Какие задачи выполняет DOS? 3. Какие аппаратно-программные средства использует DOS? 4. Где хранятся Firm Ware до, и где - после загрузки ОС? 5. Какие задачи решают оболочки DOS? 6. Какой уровень соответствует работе TSR-программ? 2.4.2.2) Понятие о функциональном контроле РС Контроль функционирования IBM-совместимых РС производится тремя способами: 1) контроль при включении и загрузке ОС; 2) самоконтроль основных узлов схемы РС; 3) проверка, с использованием внешних (загружаемых) тест-программ. Самоконтроль способны выполнять узлы и устройства РС, имеющие собственное микропрограммное управление, такие как CPU, FPU, контроллеры HDD, KBD, видео-контроллер и некоторые другие интеллектуальные периферийные устройства. Самоконтроль осуществляют специальные тест-микропрограммы, зашитые в ПЗУ микропрограмм этих узлов. Запускаются эти тест-микропрограммы либо при инициализации этих устройств во время загрузки операционной системы, либо автоматически, в режиме простоя (Ti-Idle) этих устройств. Так микропроцессор CPU i386 и старше, имея два специальных регистра самодиагностики TR6 и TR7, и микропрограмму самоконтроля, запускает режим самодиагностики по заднему фронту сигнала RESET, при условии, что сигнал BUSY=L (нижний уровень), т. е. CPU свободен в течение 78 периодов CLK2. Самодиагностика видеоконтроллера и контроллера KBD запускаются специальной командой диагностики от CPU, а самодиагностика контроллера HDD запускается при его инициализации POST-программой, или другими специальными процедурами. Принтер обычно имеет встроенный режим автотестирования, который запускается пользователем, когда в этом есть необходимость, специальной кнопкой или комбинацией кнопок на его пульте управления. В отличие от контроллеров, которые в состоянии сами сверить реакции на тестовые воздействия с эталоном, принтер печатает диагональный тест всех доступных ему символов, а сверку с эталоном должен сделать сам пользователь или персонал обслуживания АПС. Следует отметить, что все контроллеры проходят проверку их наличия и исправности, при их инициализации, но эта проверка далеко не полная и назвать ее тестированием нельзя. Самый полный, и любой степени подробности, контроль функционирования выполняют внешние, загружаемые тест-программы. Эти тест-программы могут быть простыми, предназначенными для контроля АПС силами самого пользователя, и развитыми программами углубленного тестирования, которое выполняется персоналом обслуживания, при текущих и планово-предупредительных ремонтах АПС. Запуск таких тест-программ ничем не отличаются от запуска любой пользовательской программы, поэтому следует рассмотреть, как выполняется такой запуск. Процедура запуска прикладных программ. Для запуска прикладной программы нужна ОС (DOS), находящаяся в оперативной памяти компьютера, но если компьютер был выключен, то нужно предварительно загрузить в ОЗУ саму операционную систему. Это происходит следующим образом: 1. После включения питания PC, схемы контроля уровня питающих напряжений, находящиеся в БП (Hard Ware) выдают сигнал Power OK (Power Good). 2. По сигналу Power OK, ИМС интервального таймера (или СБИС чип-сета с этим таймером) вырабатывает сигнал RESET (приведение АПС в исходное состояние). 3. Сигнал RESET, после сброса CPU, FPU, контроллеров, кэш, регистров и т. д., своим задним фронтом запускает в работу CPU. 4. CPU вырабатывает обращение к ROM BIOS по адресу 0FFFh (первый адрес POST-программы); больше он самостоятельно ничего делать не может, кроме как выполнять инструкции (машинные команды), содержащиеся в объектном модуле исполняемой программы. 5. Проверив флаг рестарта ("холодный" старт или "теплый" рестарт), BIOS запускает всю (при "холодном" старте) или только некоторую (при "теплом" рестарте) часть POST-программы самоконтроля Hard Ware РС. 6. Если POST-программа выполняется неверно, то BIOS формирует и выводит на монитор видео-код обнаруженной ошибки (если видеоподсистема исправна) или аудио-код ошибки, если вывести код ошибки на дисплей нельзя из-за того, что видеосистема еще не проверена или неисправна. 7. Если POST-программа выполнилась, BIOS формирует для CPU команду чтения загрузочного сектора с FD (дисковод А:), привода CD или HD (дисковод С:). 8. Если в дисководе А: или на CD-дисководе находится системная дискета или компакт диск (первый сектор - загрузочный) и дисковод готов, то загрузочная запись с дискеты переписывается в ОЗУ и управление передается программе начальной загрузки DOS (IPL2), находящейся в BOOT-секторе загрузочной дискеты или CD-диска. 9. Если дисковод А: и CD-дисковод не активны, то формируется обращение к диску С: (HDD), откуда считываться Master Boot Record аналогично FD, и управление передается программе начальной загрузки DOS - IPL1. Впрочем, порядок опроса дисководов для загрузки операционной системы может быть по желанию пользователя изменен в настройках BIOS, с помощью утилиты SetUp. 10. Программа IPL загружает ядро DOS (ее резидентную часть) с диска - в ОЗУ и передает ей управление. Это ядро составляют файлы IBMBIO.COM и IBMDOS.COM (если DOS версии IBM) или IO.SYS и MSDOS.SYS (если DOS версии Microsoft), или два других аналогичных по функциям файла для других версий DOS, а также файл командного процессора - COMMAND.COM. Назначение последнего - дешифрация и исполнение системных команд, вводимых оператором в командной строке или записанных в конфигурационных файлах CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT и других пакетных командных файлах. 11. Теперь управление передается самой операционной системе, точнее ее файлу IBMDOS.COM. Файл IBMDOS.COM отыскивает в корневом каталоге системного диска конфигурационные файлы CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT и, используя имеющиеся в них системные команды и параметры, настраивает универсальную BIOS под ее требуемую программную конфигурацию. При дальнейшей работе, файл IBMDOS.COM обслуживает периферийные устройства, не поддерживаемые стандартной ROM BIOS. Если файлов CONFIG.SYS или AUTOEXEC.BAT нет, или в них не заданы параметры настройки универсальной DOS, то IBMBIO.COM оставляет настройки, имеющиеся в BIOS по умолчанию. 12. IBMDOS.COM реализует основные функции DOS, поддерживая промежуточный уровень обслуживания операций ввода-вывода, большая часть которых используется программами более высокого уровня. 13. Файл COMMAND.COM обрабатывает вводимые команды DOS, определяя дальнейшие действия компьютера. 14. Только теперь DOS выдает на дисплей системное приглашение и готова выполнять команды DOS, вводимые пользователем, в том числе команды ввода, загрузки, запуска прикладных, пользовательских программ. 15. Если в корневом каталоге имеется файл AUTOEXEC.BAT, то исполняются по-очереди все содержащиеся в нем системные команды запуска прописанных здесь служебных (в том числе и диагностических, если они прописаны в AUTOEXEC.BAT) программ. Среди них могут быть, например, русификаторы UniScreen, Keyrus, детектор вирусов AIDSTEST, программа поддержки нестандартного формата НГМД - 800, TSR-программы, например поддержки манипулятора "мышь" (MOUSE.COM), кэширования жесткого диска (SMARTDRV), формирования сжатых дисков (DUBLSPACE) и т. п. Наконец, обычно самой последней, прописывается команда запуска оболочки ОС, например, NC, VC, DN и т. п. Оболочка должна быть прописана последней строкой файла AUTOEXEC.BAT, иначе, после того, как ей будет передано управление, все последующие команды этого файла во время загрузки системы выполнены не будут. Они выполнятся только после выхода из оболочки (обычно - нажатием клавиши F10). 16. Если запуск оболочки DOS не был прописан в конфигурационном файле, то DОS выдает на дисплей системное приглашение, позволяющее из командной строки задавать на исполнение системные команды. Если же управление было передано оболочке, то сама оболочка формирует экран дисплея и предоставляет пользователю кроме функций ОС еще ряд дополнительных средств пользовательского интерфейса с использованием функциональных, "горячих" клавишей и т. п. 17. Только теперь пользовательская, в том числе и диагностическая, программа может быть запущена на исполнение командой, записываемой в командную строку, или, если работа производится, скажем, в оболочке NC, выбором соответствующей строки с именем этой программы, в текущем каталоге. Обобщенный алгоритм работы POST-программы и загрузки операционной системы: включение питания - инициализация таймера, ¦ Инициализация контроллера прерываний: ¦ ¦ L------------------->¦ сообщения ¦ Тестирование LPT и COM-портов: сообщения | ¦ BOOT-RECORD прочитан? -- нет -----¬ ¦ ¦ ¦ Сообщение: ¦ и передача управления системным файлам IBMBIO.COM IBMDOS.COM Контрольные вопросы. 1. Какая программа выполняется первой после старта РС? 2. Каково назначение программы IPL? 3. Где хранится программа IPL на выключенном РС, и где она находится во время загрузки системы? 4. Для чего предназначен файл IBMBIO.COM? 5. Для чего предназначен файл IBMDOS.COM? 6. Почему запуск оболочки DОС должен быть прописан последним? 2.4.2.3) Контроль функционирования АПС с использованием встроенных диагностических средств. POST-программа. Первая из встроенных, обязательно присутствующая в любом ROM BIOS, программ это POST (Power On Self Test - самотестирование по включении питания). Некоторые из аудио- и видео-кодов сообщений об ошибках, обнаруживаемых POST-программой, приведены в таблицах 2.1 - 2.9. Таблица 2.1. Некоторые звуковые сигналы POST-программы. СИГНАЛ НЕИСПРАВНОСТЬ Таблица 2.2. Некоторые видео-коды системных ошибок. КОД НЕИСПРАВНОСТЬ Таблица 2.3. Некоторые видео-коды ошибок ОЗУ. 201 - ошибка ОЗУ Таблица 2.4. Некоторые видео-коды ошибок клавиатуры. 301 - ошибка контроллера клавиатуры, или клавиатура не подключена Таблица 2.5. Некоторые видео-коды ошибок монитора. 401 - неисправность платы монохромного монитора. Таблица 2.6. Некоторые коды ошибок НГМД. 601 - плохая загрузочная дискета, или интерфейс НГМД: Таблица 2.7. Некоторые видео-коды ошибок НЖМД. 608 - неисправен HDD Таблица 2.8. Некоторые видео-коды других ошибок ввода-вывода. КОД НЕИСПРАВНОСТЬ Таблица 2.9. Некоторые коды других ошибок. СИМПТОМ, КОД, СООБЩЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЬ Контрольные вопросы. 1. Как выводятся сообщения о системных ошибках? 2. Какие из системных ошибок выводятся в виде аудио кодов? 3. После какой из проверок возможна выдача POST-программой сообщений об ошибках на видеотерминал? 4. Как POST-программа сообщает об ошибках DRAM? 5. Каким кодом POST-программа сообщает об ошибках KBD? |
|
