Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Диагностическое программное обеспечение чрезвычайно необходимо в том случае, если система начинает сбоить или если вы модернизируете ее, добавляя новые устройства. Даже когда вы пытаетесь выполнить простую операцию (например, установить новую плату) или ищете неисправность в аппаратуре, приведшую к сбою или «зависанию» системы, вам необходимо знать о компьютере больше, чем написано в прилагаемой к нему инструкции. Диагностические программы позволяют проверить работу как всей системы, так и отдельных ее узлов. Естественно, при эксплуатации системы меню необходимо регулярное техническое обслуживание. Именно это и служит залогом нормальной работы компьютера.

Техническое обслуживание и ремонт (ТОиР, ТОРО - техническое обслуживание и ремонтное обеспечение) - комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности производственного оборудования (изделий, деталей) в процессе технической эксплуатации, хранения и транспортировки.

Техническое обслуживание - мероприятия профилактического характера, проводимые систематически, принудительно через установленные периоды, включающие определённый комплекс работ.

В компьютерной терминологии термин «периферия» объединяет собой все устройства ПК, кроме процессора и оперативной памяти. Есть и другие термины для этих устройств, например, «устройства ввода-вывода данных», «дополнительные устройства» и др.

Периферийные устройства персонального компьютера - это клавиатура, манипулятор «мышь», монитор, принтер, жесткий диск, привод CD-/DVD- дисков, модем, сетевая карта (для подключения к сети Интернет), видеокамера, сканер и т.п.

1. Диагностика ПК

1.1 Диагностические программы

Для PC существует несколько видов диагностических программ (некоторые из них поставляются вместе с компьютером), которые позволяют пользователю выявлять причины неполадок, возникающих в компьютере. Во многих случаях такие программы могут выполнить основную работу по определению дефектного узла. Условно их можно разделить на несколько групп, представленных ниже в порядке усложнения программ и расширения их возможностей. POST (Power-On Self Test - процедура самопроверки при включении). Выполняется при каждом включении компьютера. Диагностические программы производителей. Большинство известных производителей компьютеров (IBM, Compaq, Hewlett-Packard, Dell и т. д.) выпускают для своих систем специализированное диагностическое программное обеспечение, которое обычно содержит набор тестов, позволяющих тщательно проверить все компоненты компьютера. Диагностические программы, поставляемые с периферийными устройствами. Многие производители оборудования выпускают диагностические программы, предназначенные для провер ки определенного устройства. Например, компания Adaptec выпускает программы для проверки работоспособности SCSI-адаптеров.

Диагностические программы операционных систем. Windows 9х и Windows NT/ 2000/XP поставляются с несколькими диагностическими программами для проверки различных компонентов компьютера. Диагностические программы общего назначения. Такие программы, обеспечивающие тщательное тестирование любых PC-совместимых компьютеров, выпускают многие компании.

Самопроверка при включении (POST), последовательность коротких подпрограмм, хранящихся в ROM BIOS на системной плате. Они предназначены для проверки основных компонентов системы сразу после ее включения, что, и является причиной задержки перед загрузкой операционной системы.

1.2 Объект тестирования

При каждом включении компьютера автоматически выполняется проверка его основных компонентов: процессора, микросхемы ROM, вспомогательных элементов системной платы, оперативной памяти и основных периферийных устройств. При обнаружении неисправного компонента выдается предупреждение или сообщение об ошибке (неисправности). Хотя выполняемая программой POST диагностика не совсем полная, она является первой «линией обороны», особенно если обнаруживаются серьезные неисправности в системной плате. Если окажется, что неполадка достаточно серьезная, дальнейшая загрузка системы будет приостановлена и появится сообщение об ошибке (неисправности), по которому, как правило, можно определить причину ее возникновения (фатальными ошибками ¬ fatal error). Процедура POST обычно предусматривает три способа индикации неисправности.

  1. Звуковой сигнал. Для этого используется звуковой динамик, подключенный к системной плате.
  2. Контрольные коды POST. Шестнадцатеричные контрольные коды, отправляемые по адресу порта ввода-вывода. Для просмотра кодов необходимо установить специальный адаптер в слот ISA или PCI.
  3. Экранные сообщения. Сообщения об ошибках выводятся на экран монитора после инициализации видеоадаптера. Звуковые коды ошибок, выдаваемые процедурой POST. При обнаружении процедурой POST неисправности компьютер издает характерные звуковые сигналы, по которым можно определить неисправный элемент (или их группу). Если компьютер исправен, то при его включении вы услышите один короткий звуковой сигнал; если же обнаружена неисправность, выдается целая серия коротких или длинных звуковых сигналов, а иногда и их комбинация. Характер звуковых кодов зависит от версии BIOS и разработавшей ее фирмы.

Коды ошибок, выдаваемые процедурой POST в порты ввода-вывода. Менее известной возможностью этой процедуры является то, что в начале выполнения каждого теста по адресу специального порта ввода-вывода POST выдает коды теста, которые могут быть прочитаны только с помощью, устанавливаемой в разъем расширения специальной платы адаптера. Некоторые компании (Micro 2000, JDR Microdevices, Data Depot, Ultra-X, Quarterdeck, Trinitech и др.) выпускают такие платы для специалистов, занимающихся сервисным обслуживанием компьютеров. POST-плата устанавливается в разъем расширения. В момент выполнения процедуры POST на ее встроенном индикаторе будут быстро меняться двузначные шестнадцатеричные числа. Если компьютер неожиданно прекратит тестирование или «зависнет», в этом индикаторе будет отображен код того теста, во время выполнения которого произошел сбой. Это позволяет существенно сузить круг поиска неисправного элемента. Многие старые адаптеры POST подключались в 8-битовый разъем, являющийся частью стандарта ISA/EISA. Многие системы (даже со слотами PCI) все еще поддерживают интерфейс ISA.

В настоящее время повсеместно выпускаются адаптеры PCI. Например, компания Micro 2000 выпускает адаптер Post-Probe, оснащенный как разъемом ISA, так и PCI. В свою очередь, компания PCWiz выпускает аналогичную плату PCISA FlipPOST. Оба производителя также поддерживают шину MCA (Micro Channel Architecture - микроканальная архитектура), используемую в старых системах IBM PS/2. Экранные сообщения BIOS POST Экранные сообщения в краткой форме указывают на возможную проблему, причем только после того, как видеоадаптер и монитор инициализируются системой.

Различные типы сообщений зависят от конкретной версии BIOS и зачастую различаются для разных BIOS одного же производителя. Коды сообщений об ошибках BIOS представлены на прилагаемом компакт-диске. Большинство тестовых плат BIOS поставляются с документацией, описывающей коды POST для различных версий BIOS. Сообщения об ошибках оперативной памяти в большинстве PC-совместимых моделей процедура POST отображает на экране ход тестирования оперативной памяти компьютера. Последнее выведенное на экран число соответствует количеству памяти, успешно прошедшей проверку. Так, может появиться следующее сообщение: 32768 KB OK

В общем случае последнее выведенное во время тестирования число должно совпадать с объемом всей установленной в компьютере памяти (как основной, так и расширенной). Однако в некоторых компьютерах может отображаться несколько меньшее значение. Если по окончании тестирования число на экране не соответствует общему объему памяти, значит, в системной памяти обнаружена ошибка. Если во время выполнения процедуры POST обнаружена неисправность, на экран выводится соответствующее сообщение, как правило, в виде числового кода из нескольких цифр. Воспользовавшись руководством по эксплуатации и сервисному обслуживанию, можно определить, какая неисправность соответствует данному коду.

1.3 Диагностика аппаратного обеспечения

Многие типы диагностических программ предназначены для определенных типов аппаратного обеспечения. Эти программы поставляются вместе с устройствами.

Диагностика устройств SCSI Большинство SCSI-адаптеров имеют встроенную BIOS, с помощью, которой можно настраивать адаптер и выполнять его диагностику. В некоторых случаях SCSI BIOS содержит специальное конфигурационное и диагностическое программное обеспечение. Компания Adaptec является наиболее популярным производителем хост-адаптеров SCSI, которые, включают в себя регулируемую BIOS. Когда BIOS активизируется, на мониторе при загрузке системы выводится сообщение, указывающее модель адаптера и номер BIOS и предложения нажать комбинацию клавиш < Ctrl+A> для запуска утилиты SCSISelect. Эта утилита идентифицирует хост-адаптеры Adaptec, установленные в системе, и позволяет выбрать нужный адаптер для работы путем определения адреса порта. После этого появится меню функций, встроенных в BIOS адаптера. Каждая BIOS содержит конфигурационную программу и функцию SCSI Disk Utilities, сканирующую шину SCSI и определяющую устройства, к ней подключенные. Для каждого жесткого диска, подключенного к шине, можно провести н изкоуровневое форматирование или сканирование для нахождения и преобразования дефектных блоков данных. Для SCSI-адаптеров, использующих технологию прямого доступа к памяти (direct memory access - DMA), пригодится функция диагностики хост-адаптера, выполняющую проверку соединения между адаптером и массивом данных основной системы методом DMA-транзакций. Если тест терпит неудачу, пользователю предоставляются инструкции по использованию более низкой скорости передачи данных DMA.

1.4 Диагностика сетевых адаптеров

Как и SCSI-адаптеры, многие сетевые интерфейсные платы оснащены диагностической системой, позволяющей проверять собственные специализированные функции. Программа EZSTART, поставляемая со всеми сетевыми адаптерами SMC, включает в себя два тестовых режима. Базовый режим позволяет проводить следующие внутренние тесты адаптера SMC8000: сетевого интерфейсного контроллера; адресации ПЗУ (ROM) локальной сети; ОЗУ; ПЗУ; обратной связи; генерирование прерываний.

Тест последовательного обмена данными двух узлов требует наличия другого узла в той же сети с установленным SMC-адаптером. При запуске программы EZSTART на обеих системах один компьютер настраивается как приемник, а второй - как передатчик. Передатчик передает тестовые сообщения приемнику, который отражает те же самые сообщения обратно. Если адаптеры и сеть в целом функционируют нормально, то сообщения должны вернуться передатчику точно в такой же форме и таком же порядке, как и были отправлены. Другие сетевые адаптеры имеют схожие тестовые функции, хотя названия диагностических методов могут отличаться.

Программа для сетевого адаптера 3Com 3C509B, например, позволяет проводить следующие тесты: доступа к системному реестру; данных EEPROM; конфигурационных данных EEPROM; обратной связи FIFO; прерываний; центральной обратной связи Ethernet; обратной связи шифратора/дешифратора сигналов; обмен эхо-сигналами (требует два адаптера в одной сети).

Некоторые производители сетевых плат, например SMC и 3COM, также предлагают диагностическое программное обеспечение. Эти программы можно найти на дискете или компакт-диске, поставляемом вместе с устройством, либо обратиться на Web-узел производителя.

1.5 Диагностические программы общего назначения

Существует множество разнообразных диагностических программ для PC-совместимых компьютеров. Это специальные программы для тестирования памяти, жестких дисков, дисководов гибких дисков, видеоадаптеров и других компонентов системы.

1.6 Диагностика аппаратного обеспечения

В большинстве случаев приобретать диагностическую программу нецелесообразно, поскольку систему можно протестировать существующими средствами операционной системы. В составе Windows 95/98/Me/NT/2000 есть несколько диагностических программ.

Термин загрузка (boot) произошел от английского bootstrap (самозагрузка, самораскрутка) и означает начало работы персонального компьютера. В компьютер загружается большая операционная система, но все начинается с маленькой программы, которая затем «вытягивает» все остальное. Иногда при загрузке системы появляется сообщение какой-либо программы об ошибке. Если сообщение об ошибке выводится определенной программой, следовательно, эта программа загружена и частично работает. Изучение последовательности загрузки позволяет определить службу или программу, препятствующую выполнению загрузочной процедуры. Обращайте внимание на файлы или области диска, задействованные при загрузке. Ниже перечислены программы, которые могут выдавать на экран сообщение в процессе загрузки, не зависящие от операционной системы: ROM BIOS на системной плате; дополнительные ROM BIOS адаптеров; главная загрузочная запись (MBR); загрузочный сектор активного раздела. Начальный этап загрузки выполняется на всех компьютерах одинаково и не зависит от установленной операционной системы. Дальнейшие действия зависят от типа установленной операционной системы.

2. Обзор исследований и разработок

Загрузка: начальный этап, не зависящий от типа установленной операционной системы. Если у вас возникли проблемы при загрузке компьютера, постарайтесь определить, на каком этапе это случилось. Процесс стандартной загрузки компьютера можно разделить на ряд этапов.

  1. Включение питания компьютера.
  2. Источник питания выполняет самотестирование. Между включением компьютера и подачей сигнала проходит 0,1-0,5 с.
  3. Микросхема таймера получает сигнал Power_Good и прекращает генерировать подаваемый на процессор сигнал Reset.
  4. Процессор начинает выполнять код, записанный в ROM BIOS по адресу FFFF: 0000. Размер ROM BIOS от этого адреса до конца составляет 16 байт; по данному адресу записана команда перехода на реально выполняемый код ROM BIOS.
  5. ROM BIOS выполняет тестирование системы, чтобы проверить ее работоспособность. Обнаружив ошибку, система подаст звуковой сигнал, так как видеоадаптер все еще не инициализирован.
  6. Plug and Play BIOS проверяет постоянные адреса ввода-вывода, линии прерываний, каналы прямого доступа к памяти и другие параметры.
  7. Все устройства Plug and Play, перечисленные в Plug and Play BIOS, деактивизируются.
  8. Создается карта используемых и свободных ресурсов.
  9. Устройства Plug and Play конфигурируются и активизируются. Если в компьютере установлена BIOS, не удовлетворяющая стандарту Plug and Play, устройства Plug and Play инициализируются на основе параметров по умолчанию.
  10. В поисках программы работы с видеоадаптером BIOS сканирует адреса памяти видеоадаптера, начиная с C000: 0000 и заканчивая C780: 0000. Если BIOS видеоадаптера найдена, то при совпадении контрольной суммы с заданной управление передается BIOS видеоадаптера и выводит на экран курсор; в противном случае появляется сообщение C000 ROM Error.
  11. Если BIOS видеоадаптера не найдена, используется видеодрайвер, записанный в микросхеме ROM системной платы, который инициализирует видеоадаптер и выводит на экран курсор.
  12. BIOS системной платы сканирует оставшуюся память с C800: 0000 по DF80: 0000 с шагом 2 Кбайт в поисках BIOS любых других подключенных к системной плате адаптеров (таких, как SCSI-адаптеры).
  13. При несоответствии контрольной суммы любых BIOS выводится сообщение XXXX ROM Error, где XXXX – сегментный адрес некорректного модуля ROM.
  14. BIOS проверяет значение слова по адресу 0000: 0472, чтобы определить, какая загрузка выполняется: горячая- слово 1234h, что приводит к пропуску POST (Power On Self Test – самотестирование при включении питания).
  15. В случае холодной загрузки выполняется POST: на экран компьютера выводится сообщение обо всех возникающих ошибках и подается сигнал. При успешном завершении POST выдается одиночный звуковой сигнал
  16. Программа BIOS ищет в дисководе A системную дискету и читает на ней сектор 1, находящийся на цилиндре 0, стороне 0 (самый первый сектор), и так же с других устройств (жесткого диска и накопителя CD-ROM). Этот сектор загружается по адресу 0000: 7C00 и проверяет, является ли диск загрузочным.
  17. Если значения первых байтов считанного сектора некорректны, на экране отображается сообщение об ошибке загрузочной записи дискеты 602-Diskette Boot Record Error и система останавливается.
  18. Если дискета была подготовлена в DOS с помощью команды Format или Sys, а два первых файла в корневом каталоге не являются системными, то выдается сообщение о том, что диск не системный.
  19. Если в дисководе A нет системной дискеты, BIOS читает сектор MBR (Master Boot Record – главная загрузочная запись); это самый первый сектор на жестком диске (находится по тому же физическому адресу, что и загрузочный сектор на дискете). Обнаружив такой сектор, BIOS загружает его в память по адресу 0000: 7C00 и затем проверяет его.
  20. Если последних два байта этого сектора (его сигнатура) не равны 55AAh, вызывается прерывание 18h., на экране появляется сообщение (зависит от производителя). Сектор главной загрузочной записи (MBR) записывается на жесткий диск программой FDISK. Сообщения об ошибках будут выдаваться, если вы отформатировали диск на низком уровне, но забыли разбить его на разделы (логические диски).
  21. Начальный загрузчик ищет в таблице разделов активный раздел.
  22. Если в таблице нет активного раздела, отображается сообщение об ошибке посредством вызова BIOS программного прерывания 18h.
  23. Если хотя бы один раздел содержит неправильную метку либо несколько разделов помечены как активные, выдается сообщение об ошибке Invalid partition table и система останавливается.
  24. Проверяется сигнатура считанного загрузочного сектора активного раздела. Если последних два байта не соответствуют сигнатуре 55AAh, выдается сообщение об ошибке Missing operating system и система останавливается.
  25. Загрузочный сектор активного раздела, как следует из его названия, содержит программу загрузки операционной системы. Если загрузочный сектор испорчен, системные файлы не являются первыми в корневом каталоге или при попытке их чтения возникают сбои, выдается сообщение (см. шаг 18).

3. Инструменты и приборы

Для поиска небольших неисправностей и ремонта PC достаточно иметь лишь несколько основных инструмент или специальные инструментальные средства, которые позволяют выявить проблемы и устранить их просто и быстро. К их числу относятся: простой набор инструментов для разборки и сборки; диагностические устройства и программы для тестирования компонентов компьютера; приборы для измерения напряжения и сопротивления: цифровой мультиметр, логические пробники и генераторы одиночных импульсов для проверки цифровых схем; химические препараты (раствор для протирания контактов), пульверизатор с охлаждающей жидкостью и баллончик со сжатым газом (воздухом) для чистки деталей компьютера; набор тампонов для протирания контактов; специализированные подручные инструменты (например, инструменты, необходимые для замены микросхем (чипов); тестовые разъемы для проверки последовательных и параллельных портов; приборы тестирования памяти, позволяющие оценить функционирование модулей SIMM/DIMM/RIMM; сканер для сетевых кабелей ( при работе с ПК, подключенными в сеть).

В некоторых случаях может потребоваться комплект инструментов для пайки. Перечисленные инструменты и дополнительные приспособления рассматриваются в данном разделе.

3.1 Подручные инструменты

Как ни странно, инструменты, необходимые для сервисного обслуживания почти всех компьютеров, относительно просты и недороги. Большинство из них вполне может разместиться в небольшой сумке или коробке. Стоимость принадлежностей для обслуживания компьютера колеблется от 20 (для маленького сервисного комплекта) до 500 долларов (для роскошного профессионального комплекта). В недорогой комплект входят следующие инструменты.

3.2 Типы крепежных деталей

IBM применяет такие винты в своих PC, XT и AТ; они же используются в большинстве совместимых компьютеров. Отвертки различных размеров для этих винтов обозначаются так: Т-8, Т-9, Т-10, Т-15, Т-20, Т25, Т-30, Т-40 и т. д.Разновидностью винтов Torx являются секретные винты, которые применяются в блоках питания и некоторых узлах: они похожи на обычные винты этого типа, но в центре прорези у них есть штырь. Для них требуется специальная отвертка.

Единственный способ сделать это без соответствующей отвертки – осторожно срезать штырек небольшим зубилом.

Крепежные детали компьютеров могут быть двух типов – дюймовые и метрические. IBM в большинстве своих компьютеров применяет дюймовый крепеж, но многие изготовители пользуются метрическими винтами и гайками. Чаще всего с этим приходится сталкиваться при замене дисководов. Сегодня производители большинства типов накопителей в основном используют метрический стандарт.

Некоторые винты (особенно используемые для крепления накопителей на жестких дисках) должны иметь строго установленную длину. Если у вас возникают сомнения, постарайтесь найти документацию – в ней точно сказано, какие винты необходимы для крепления и какова должна быть их длина.

4. Измерительные приборы

Иногда при проверке плат или компонентов приходится пользоваться измерительными приборами и специальными устройствами. Они сравнительно недороги и просты в применении. Для проверки компьютера необходимы мультиметр и тест-разъемы. Мультиметром можно измерять различные параметры, например напряжение в разных точках схемы или на выходе блока питания, и проверять на обрыв проводник на плате или кабель. Тест-разъемы позволяют проверять последовательные и параллельные порты и присоединяемые к ним кабели. Неплохим дополнением может служить тестер сетевой розетки, с помощью которого проверяют правильность подключения сетевой проводки к розетке.

4.1 Измерительные приборы

При поиске неисправностей в цифровых схемах удобно использовать логический пробник. Цифровой сигнал может быть либо высокого (5 В), либо низкого (0 В) уровня. Импульсы бывают очень короткими (доли микросекунды), а частота их следования может достигать десятков мегагерц, поэтому обычный мультиметр в такой ситуации бесполезен. Логический пробник предназначен для контроля и индикации именно таких цифровых сигналов. Особенно он может пригодиться при поиске неисправности в «мертвом» компьютере. С помощью пробника можно проверить работу тактового генератора и наличие других синхронизирующих сигналов. Вы можете сравнить сигналы на каждом выводе какой-либо интегральной схемы с сигналами на исправной микросхеме и найти вышедший из строя компонент.

Список источников

  1. Базы знаний – Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_знаний
  2. Прямой и обратный логический вывод – Искусственный интеллект [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rriai.org.ru/pryamoy-i-obratnyiy-logicheskiy-vyivod-5.html
  3. Выбор языка и средства разработки – Мегаобучалка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://megaobuchalka.ru/9/25993.html
  4. Минский М. Вычисления и автоматы / М. Минский. – М.: Мир, 1971. – 364 с.
  5. Рихтер, Д. CLR via C#. Программирование на платформе Microsoft .NET Framework 2.0 на языке C# / Д. Рихтер, – СПб. : Питер, 2007. – 656c.
  6. Ito M. Algebraic theory of automata and languages / M. Ito. – World Scientific Publishing, 2004. – 199 pp.
  7. Нейгел, К. C# 2005 для профессионалов / К. Нейгел – К. : Вильямс, 2006. – 763 c.
  8. Сравнительная характеристика, назначение и возможности современных языков – Студопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://studopedia.ru/18_43813_sravnitelnaya-harakteristika-naznachenie-i-vozmozhnosti-sovremennih-yazikov.html
  9. Грофф Р.Д. SQL: полное руководство / Р.Д. Грофф, Н.П. Вайнберг, Д.Э. Оппель – СПб. : Вильямс, 2014. – 961 с.
  10. Труб, И. Объектно – ориентированное моделирование на С++: Учебный курс/ И. И. Труб. – СПб.: Питер, 2006. – 411 с.
  11. Объектно-ориентированный анализ и проектирование c примерами приложений / [Гради Буч и др]. [3-е изд.] – М.: Вильямс, 2008. – 720с.
  12. Грушвицкий Р.И. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики / Р.И. Грушвицкий, А.Х. Мурсаев, Е.П. Угрюмов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 608 с.