Лекція 15

Лекція 15

Апаратні засоби тестування та перевірки працездатності периферійних пристроїв

Сучасна електронна обчислювальна машина (ЕОМ) - це сукупність технічних засобів (апаратури) та програмного забезпечення. Ця сукупність утворює обчислювальну систему, характеристики якої у рівній мірі залежать від її складових. Якісне обслуговування обчислювальних систем, обчислювальних мереж можливе лише при набутті студентами знань та навиків експлуатаційного обслуговування як технічних, так і програмних засобів.При відновленні працездатності обчислювальних засобів потрібно вміти застосовувати програмне забезпечення і знати, як апаратура обчислювальної системи реагує на програмне випробування.

Обслуговування обчислювальних систем та мереж можна умовно поділити на автоматичне та технічне.

Автоматичне обслуговування включає: методи постійного автоматичного контролю, системи автоматичного діагностування, засоби для виявлення та корекції помилок при виконанні розрахунків та при передачі інформації. Розробляється система автоматичного обслуговування в основному на стадії розробки апаратури та програмного забезпечення. Основним завданням курсових робіт за тематикою автоматичного обслуговування є поглиблене вивчення та засвоєння методів перевірки функціонування комп'ютерів, набуття досвіду у визначенні результатів тестових випробувань, оцінки реакції обчислювальної системи на перевіркові дії, набуття досвіду у визначенні достовірності отриманих повідомлень при використанні перевіркових та коректуючих кодів.

Технічне обслуговування здійснюється обслуговуючим персоналом при збереженні, встановленні і запуску до роботи, при оперативному забезпеченні обчислювальних процесів, при ремонті та під час проведення профілактичних досліджень обчислювальних засобів. До технічного обслуговування відноситься також розширення функцій та модернізація комп'ютера, встановлення нового програмного забезпечення та нових режимів роботи обчислювальних систем, впровадження нових технологій обробки інформації. При виконанні курсових робіт за тематикою технічного обслуговування студент здійснює ознайомлення із існуючими методами встановлення працездатності обчислювальних засобів, визначає умови, позитивні та негативні сторони їх застосування, обґрунтовує доцільність проведення робіт, пов'язаних із впровадженням нових розробок, нових режимів, нових технологій. При здійсненні робіт, що пов'язані з модернізацією комп'ютерних систем, попередньо проводиться опис можливостей наявної системи, вказуються характеристики, які не задовольняють користувача, розглядаються можливі шляхи та методи вирішення поставленої проблеми, підбирається комплекс програмного та/чи програмного забезпечення, який відповідає вимогам сумісності з наявною системою.

 

Апаратні засоби діагностування ПП

Сьогодні важко перевагу апаратним або програмним засобам діагностування ПП. Найкращий результат дає їх комбінація, оскільки програмні засоби діагностування мають відпрацьовуватись за допомогою апаратних засобів.

Класифікація апаратних засобів контролю діагностування

Апаратні засоби діагностування ПП поділяють на зовнішні і вбудовані. Зовнішні засоби конструктивно від’єднані від ОД, а вбудовані входять до його складу.

До зовнішніх апаратних засобів контролю і діагностики ПП належать: контрольно-вимірювальні прилади, пульти, стенди; аналізатори і тестери; контрольно-діагностичні комплекси і системи.

Контроль-вимірювальні прилади, пульти і стенди. Їх використовують для ремонтів, сервісного обслуговування, вхідного і вихідного контролю при ручному способі та слабко вираженій автоматизації цих процесів.

Аналізатори і тестери. Застосовують для параметричного, функціонального, тестового або комбінованого контролю і діагностування ІС, у тому числі ВІС і НВІС, а також змонтованих на їх базі вузлів, пристроїв, що розміщують на друкованих платах . за допомогою більшості цих засобів процес контролю автоматизують, а самі вони можуть бути як універсальні, так і спеціалізовані. Керування їхньою роботою здійснює вмонтована в них мікроЕОМ.

Контрольно-діагностичні комплекси і системи. Їх використовують для здійснення всіх чи окремих видів контролю і діагностування ІС різного ступеня інтеграції, змонтованих друкованих плат, цифрових пристроїв і систем. Процес контролю і діагностування за допомогою цих засобів частково або повністю автоматизований. У структурі комплексу чи системи є одна або кілька ЕОМ.

 

Види контролю і діагностування

Критерії класифікації апаратури контролю і діагностування: функціональне призначення, види контролю і діагностування, ступінь автоматизації процесу контролю і діагностування, етапи контролю і діагностування, конструктивне виконання засобів контролю і діагностування.

Функціональне призначення. Характеризує засоби контролю і діагностування за спеціалізацією. Засоби контролю та діагностування обчислювальних пристроїв і систем за функціональним призначенням можна поділити на апаратуру для контролю і діагностування інтегральних схем малого і середнього ступенів інтеграції, друкованих плат та мікропроцесорів, мікропроцесорних пристроїв, комп’ютерних систем.

Види контролю і діагностування. За цим критерієм засоби поділяють на апаратуру параметричного, функціонального, тестового контролю і діагностування.

Ступінь автоматизації процесу контролю і діагностування. визначає продуктивність і технічні можливості засобів. Ступінь автоматизації має градацію.

Апаратура з ручним керуванням. Їх використовують як контрольно-вимірювальні прилади та прості стенди на різних етапах життєвого циклу обчислювальних пристроїв. Це зумовлено простотою користування і порівняно низькими вартісними витратами. Але вона мало продуктивна.

Автоматизовані засоби (системи) контролю і діагностування. вони мають значно більша продуктивність. Використовуючи такі системи вручну, можна проводити контактування ОД із системою, початкове завантаження системи і деякі інші операції. Контролю або діагностування проводять у діалоговому режимі.

Засоби автоматичного контролю і діагностування. Вони найефективніші. Увесь процес контролю чи діагностування проходить автоматично після завдання початкових умов.

Етапи контролю і діагностування. тісно пов’язані з етапами життєвого циклу обчислювальних пристроїв і систем, зокрема етапами проектування, виробництва і експлуатації.

Етап проектування. За допомогою лабораторних досліджень перевіряють правильність синтезованих цифрових структур, а також налагодження і коригування технологічного процесу виготовлення пристроїв.

Етап виробництва. Його починають з відбракування непридатних комірок кристала. До складу такої апаратури входить зондова установка для перевірки фрагментів структури кристала. За допомогою апаратури вхідного контролю проводять відбір ІС різних ступенів інтеграції за критеріями надійності, електричної і функційної сталості параметрів.

Етап експлуатації. Під час діагностування, сервісного обслуговування і ремонтів обчислювальних пристроїв і систем за допомогою апаратних засобів проводять контроль ІС, змонтованих друкованих плат і вузлів, а також пристроїв у цілому з метою пошуку дефективних компонентів і заміни їх справними. Також при цьому широко використовують програмні засоби.

Конструктивне використання засобів контролю і діагностування. Залежить воно від експлуатаційного призначення засобів.

Прилади з ручним керуванням. Інколи для пошуку дефектних компонентів обчислювальних пристроїв достатньо простих приладів з ручним керуванням. Найчастіше під час ручного пошуку несправностей використовують логічний пробник, логічний пульсатор, струмів зонд.

Автоматизовані засоби контролю і діагностування. Вони забезпечують якісно новий рівень контролю і діагностування обчислювальних пристроїв. Серед них найчастіше використовують логічний і сигнатурний аналізатори.

 

Програмні засоби діагностування ПК

 

1. Класифікація діагностичних програм:

 1) POST (Power-On Self Test – само тестування комп’ютера при вмиканні живлення). Програма виконується під час кожного вмикання   комп’ютера.

2) Діагностичні програми фірм-виробників. „IBM”, „ Compag”, „ Hewlett-Pachard”, „ Dell”, „ Genrad” та інші випускають для своїх систем спеціалізоване діагностичне програмне забезпечення, яке складається з наборів тестів для контролю працездатності компонентів комп’ютера.

3) Діагностичні програми обладнання комп’ютерів і комп’ютерних систем фірм-виробників. Такі фірми розробляють діагностичні програми для контролю і діагностування певного пристрою.

4) Діагностичні програми операційних систем (ОС). Операційні системи Windows 9x і Windows NT розробляють з кількома діагностичними програмами для перевірки різних компонентів комп’ютера.

5) Діагностичні програми загального призначення. Забезпечують належне тестування будь-яких IBM- сумісних комп’ютерів.

 

2. Суть і особливості діагностичних програм

Самоперевірка при вмиканні комп’ютера (POST). Ця процедура є послідовністю підпрограм, яка зберігається на материнській платі в ROM BIOS. Вони призначені для діагностування основних компонентів системи відразу після її включення. Під час цієї процедури завантаження операційної системи затримується.

При включенні комп’ютера автоматично тестується Центральний процесор, ПЗП (програмований запам’ятовуючий пристрій), допоміжні елементи материнської плати, оперативної пам’яті і периферійних пристроїв. Ці тести виконуються дуже швидко і не так високоякісно, як діагностичні програми виробників. Виявивши несправність компонента, видається попередження або повідомлення про помилку чи несправність.

 

3. Особливості процедури програми POST

Процедура POST передбачає такі способи ідентифікації несправностей, як звукові сигнали; повідомлення, що виводяться на екран монітора; шістнадцяткові коди помилок, які подаються в порт введення-виведення.

За серйозної несправності завантаження системи зупиняється і з’являється повідомлення про несправність, за яким визначають її причину. Такі несправності називають фатальними помилками.

-  Звукові коди помилок, що видає процедура POST.

Якщо процедура POST виявляє несправності, то комп’ютер подає характерні звукові сигнали, за якими визначають несправний пристрій або компонент (під час вмикання справного комп’ютера чути один короткий звуковий сигнал). Видається серія довгих чи коротких звукових сигналів або їх комбінація. Це залежить від фірми-розробника BIOS та її версії. Звукові коди несправностей ІВМ- сумісних комп’ютерів наведені в таблицях 1 – 4.  

 

Таблиця 1

IBM POST

 

Таблиця 2

Звукові сигнали процедури POST AMI BIOS

 

Таблиця 3

Критичні помилки, які визначають під час виконання процедури POST Phoenix BIOS


 

Таблиця 4

 

Некритичні помилки, які визначають під час виконання процедури POST Phoenix BIOS

За появи критичних помилок система зупиняє роботу і подальше виконання операцій стає неможливим. Наслідки некритичних помилок менш серйозні.

- Повідомлення про помилки, що видає на екран процедура POST. Процедура POST у комп’ютерах XT, PS/2 і ІВМ- сумісних комп’ютерах відображає на екрані хід тестування оперативної пам’яті. Останнє виведене число вказує на кількість пам’яті, що успішно пройшла перевірку. Наприклад, у сучасних комп’ютерах з’являється повідомлення: 32768 КВ ОК. У справному комп’ютері це число повинно збігатися з кількістю встановленої в ньому пам’яті.

Якщо під час тестування процедура POST виявила несправність, то на екран дисплея виводиться відповідне повідомлення, наприклад 1790-Disk 0 Error. Далі, скориставшись керівництвом з експлуатації, з’ясовують, яка несправність відповідає цьому кодові.

- Коди помилок, що видає процедура POST у порти введення-виведення. На початку виконання кожного тесту за адресою спеціального порту введення-виведення POST видає коди, що прочитуються тільки за допомогою спеціальної плати адаптера, яку встановлюють у роз’єм розширення. Раніше (90-ті роки) такі плати розробляли для тестування материнських плат. Тепер окремі фірми випускають їх для сервісного обслуговування.

Під час виконання процедури POST на вбудованому індикаторі POST-плати, встановленої в роз’єм розширення, швидко змінюються двозначні шістнадцяткові числа. Якщо числа не змінюються, то на індикаторі відображається код тесту, під час якого відбувся збій. Це дещо локалізує місце прояву несправності.

 

Контрольні запитання для самостійної роботи

  1. Які функції виконує програма POST? 
  2.  Види сигналів програми POST.
  3.  У чому полягають особливості процедури програми POST?
  4. Характеризуйте діагностичні програми фірм-виробников ПК.
  5. Вбудовані засоби тестування МП старших поколінь фірми Intel
  6. Зовнішні апаратні засоби тестування компонентів ПК.
  7. Інтерфейс та підтримка JTAG.

 

Засоби діагностування інтерфейсів, портів, адаптерів і периферійного обладнання

Загальна характеристика інтерфейсів введення-виведення

 

У сучасних комп’ютерах як засоби комунікації використовують послідовні і паралельні порти. Це – інтерфейси введення-виведення.

Послідовні порти. До них підключають двонапрямлені пристрої, що передають інформацію в комп’ютер і приймають її з нього. Серед них – модеми, миша, сканери та інше.

Паралельні порти. Їх використовують для підключення принтерів, які працюють в однонапрямленому режимі, мережних адаптерів, дисководів для жорстких та гнучких дисків та CD-ROM.

Послідовні та паралельні порти тестують програмним і апаратно-програмним способом. Програмне тестування проводять за допомогою спеціальних програм, апаратно-програмне – за допомогою роз’ємів-заглушок, що підключають до портів.

 

1. Тестування послідовних портів. Цю процедуру здійснюють за допомогою MICKROSOFT DIAGNOSTICS (MSD) і тесту із замиканням петлі. Крім того, проконтролювати роботу послідовних портів можна у Windows 95/98.

MICKROSOFT DIAGNOSTICS. Ця діагностична програма належить до програмних засобів тестування і входить до складу MS DOS 6.x, Microsoft Windows і Windows 9x. На компакт-диску з Windows 95 вона міститься в каталозі \ other\ msd, а на ком пакт-диску Windows 98 – у каталозі \ tools\ oldmsdos. При інсталяції операційної системи програма автоматично не встановлюється. Її треба запустити безпосередньо з компакт-диску або скопіювати з нього заздалегідь на жорсткий диск.

Щоб запустити MSD, переходять у каталог ( він може вказуватись у змінній PATH), в якому розташований файл MSD.EXE. В командному рядку DOS вводять MSD і натискають ENTER. На екрані з’являється меню. Для послідовних портів обирають опцію COM PORTS. У цьому випадку з’являється інформація про мікросхему UART, що встановлена в послідовному порту комп’ютера, та про доступні порти. Якщо один з портів не реагує на тест, то він не потрапляє у звіт програми. Також MSD видає інформацію щодо портів, які в цей момент використовують. Багато програм типу MSD працюють краще в середовищі DOS, тому їх рекомендують запускати повторно в цьому самому режимі.

Windows 95/98. У цій операційній системі також відображається інформація про те, чи працюють порти. Щоб перевірити і проконтролювати їх роботу, треба клацнути правою кнопкою миші на піктограмі „ Мій комп’ютер ” („My Computer”) і в меню, що з’явилося, обрати пункт „Властивості” („Properties”). Далі у діалоговому вікні обирають вкладку „Пристрої” („Device Manager”). На екрані відобразиться список підключених до комп’ютера пристроїв. Якщо пристрій функціює неправильно, то поряд з назвою з’явиться знак оклику в жовтому колі. Далі розкривають список портів і двічі клацають на потрібному. Windows 95/98 вкаже, чи працює цей порт або назве пристрій, з яким він конфліктує.

 

Засоби діагностування периферійних пристроїв ПК

Під периферійними пристроями часто розуміють сукупність периферійної апаратури (пристрої введення і виведення інформації – клавіатура, монітор, принтер) та їх блоків керування, оскільки в деяких випадках вони є одним цілим з логічної і конструктивної точки зору. Блок керування периферійним апаратом виконує функцію перетворення інформації і керування конкретними його механізмами. Сукупність уніфікованих технічних і програмних засобів та правил спрягання процесорного блока з периферійною апаратурою називають інтерфейсом введення – виведення.

 

Контрольні запитання для самостійної роботи

1.Які існують види діагностичних програм для контролю апаратних засобів IBM-сумісних комп’ютерів?

2. Назвіть способи тестування послідовних і паралельних портів.

3.Характерізуйте несправностім адаптерів та моніторів, звукових плат.

4.Способи розв‘язання конфліктів ресурсів.

5. Пошук несправностей клавіатури, комп‘ютерної миши.