Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем

Скачать 1.95 Mb.

Название	Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем
страница	9/24
Дата публикации	20.08.2013
Размер	1.95 Mb.
Тип	Лекция

100-bal.ru > Информатика > Лекция

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 24

Традиционный метод

При традиционном подходе к обслуживанию ЭВМ для определения отказа применяются обычные электронные приборы (вольтметр, осциллограф) и производится отслеживание сигналов от выхода на вход или обратно.

Часто такой подход несостоятелен при ремонте цифровых устройств. Основным препятствием отслеживания сигналов является наличие большого числа перекрестных и обратных связей, свойственных цифровым схемам. Программное обеспечение компьютера часто увеличивает их число. Применение вольтметра из-за его низкого быстродействия оправдано только при анализе цепей питания. Осциллограф также относительно бесполезен в силу того, что:

источники и приемники сигналов ЭВМ нагружены на одну и ту же линию шины, имеющей три состояния; локализация конкретного источника ошибки на шине – сложная задача;
сигналам к шине свойственна апериодичность, что затрудняет или практически исключает их наблюдение на осциллографе;
в ряде случаев сбой или отказ происходит из-за изменения величины задержки временного интервала, который не отслеживается осциллографом.

Достоинства традиционного подхода:

использование только стандартной радиоизмерительной аппаратуры;
отсутствие необходимости специального, подготовленного персонала, может использоваться ремонтный персонал с общей радиотехнической подготовкой.

Традиционный подход применяется тогда, если для сведения задачи нахождения неисправности к обследованию небольшого числа элементов уже были применены другие методы. Другой практически интересный случай – диагностика источников питания.

Метод полезен также для диагностики некоторых отказов при перезапуске. При традиционном подходе поиска неисправности полезно применять простые цифровые приборы, способные определить логические уровни и соответственно годность (негодность) элементов.

Перечислим эти приборы и устройства:

логический пробник для обнаружения обрыва (рис.8.1) (с помощью наиболее сложных пробников можно обнаружить короткие импульсы и изменение состояния, а также определить активное состояние, выполнять измерение коэффициента заполнения К_зап (рис. 8.2));

Рис.8.1. Схема логического пробника

В следующей таблице истинности приведены состояния логического пробника, показанного на схеме.

Вход	А	Б
0	1	0
1	0	1
Обрыв	0	0

Рис. 8.2. Параметры импульсного сигнала

логический импульсный генератор (позволяет вводить последовательность импульсов с малым коэффициентом заполнения в любой доступный узел, эта последовательность блокирует автономную систему управления узлом, при этом другие схемы, связанные с узлом не повреждаются);
цифровой токовый детектор, определяющий относительный уровень тока. Его применение оправдано для нахождения закороченных логических входов на информационных и адресных шинах, а также закороченных конденсаторов в фильтрах источников питания.

Кроме того, имеется ряд других цифровых приборов, позволяющих измерить частоту, период, длительность передних и задних фронтов и другие характеристики импульсных сигналов.
Пошаговый метод поиска неисправностей.

При этом методе выполняемый машинный цикл по шагам сравнивается с образцом (эталонным циклом). К информационным и адресным шинам присоединяются специальные схемы - защелки для фиксации данных.

Различают два типа пошагового испытания:

одиночные команды;
одиночные циклы.

При первом способе данные на шинах фиксируются в конце каждого цикла выборки кода операции (применяется для быстрого обнаружения неисправности).

При втором способе данные фиксируются в конце шинного цикла (применяется для анализа характера ошибок).

При работе компьютера в пошаговом режиме допустимо использовать стандартную контрольно-измерительную аппаратуру. Однако для фиксации данных на шинах при отладке оборудования используют специальные схемы - защелки промышленного выпуска, построенных на D-триггерах, выходы которых управляют двоичным или шестнадцатеричным дисплеем. Управляющая цепь схемы защелки позволяет определить, когда данные на шине стабильны и, в случае необходимости, приостановить работу процессора.

При отладке в пошаговом режиме полезно также использовать логический анализатор, позволяющий накапливать информацию нескольких машинных циклов. В основе логических анализаторов лежит матрица памяти, информация из нее может выводиться в виде цифровых или временных диаграмм. Управляющий вход логического анализатора также может синхронизироваться на выборке кода операции или по окончании машинного цикла. Как только логический анализатор опознает заранее заданное слово запуска, он начинает сбор информации, записывая слова на шинах адреса, данных, управления предшествующее или следующее за словом запуска. В некоторых логических анализаторах имеются дополнительные входы квалификатора, позволяющие расширить запускающее слово, синхронизируя его управляющими сигналами.

С помощью защелок и логического анализатора можно проверить работу ОЗУ. Если записана правильная информация, а считана неверная, то неисправны ячейки ОЗУ, либо схемы управления записью/считыванием или дешифратор верхних адресов, или контроллер информационной шины.

Последние ошибки распознаются подключением логического анализатора к управляющим линиям, разрешающим запись (

), считыванием (

), выбор кристалла (

), отпирания информационной шины.

Если неисправные данные считываются из ПЗУ, дефекты могут быть в самой микросхеме, в схемах дешифратора верхних адресов или в контроллере шины. В некоторых случаях неисправные данные считываются из памяти вследствие того, что на конкретный адрес реагируют не одна, а несколько ячеек памяти. Это является признаком неисправности дешифратора адресов.

Если процессор считывает правильный код операции и правильные данные, выдавая неверный результат, ошибку следует искать в нем самом.

Основные недостатки пошагового метода:

для успешного применения необходим определенный объем знаний, аппаратных средств компьютера;
необходимость наличия схемы системы у наладчика, что не всегда выполнимо в современных условиях;
необходимость наличия ассемблерных и машинных кодов испытательных программ, к которыми обычно относится загрузчик BIOS (схемы и программы BIOS обычно не поставляются потребителю);
для работы со схемами-защелками и анализаторами также требуется определенный практический опыт;
процесс пошагового анализа занимает достаточно большое количество времени.

Основным достоинством пошагового метода является принципиальная простота и возможность детального анализа работы схемы (часто возможно определение неисправности с точностью до микросхемы).
Лекция 9

Практические методы поиска неисправностей ЭВМ (продолжение)

План лекции:

Диагностический самоконтроль
Сигнатурный анализ
Простейшие методы диагностики и ремонта

Диагностический самоконтроль (метод диагностической программы).

Используется прогон тестовой программы, проверяющей аппаратные средства компьютера и определяющей их неисправность. Эти программы можно подразделить на:

программное обеспечение самотестирования (при запуске);
тестовые утилиты (запуск по желанию пользователя, либо работающего в фоновом режиме).

При тестах ОЗУ обычно производится запись и чтение одной или нескольких кодовых комбинаций ОЗУ. Выбранные комбинации считаются хорошим испытанием чувствительности ОЗУ.

Для испытания ПЗУ наиболее часто употребляется сравнение контрольных сумм. Контрольные суммы получаются сложением содержимого всех ячеек ПЗУ без учета переполнения, т.е. она представляет собой пример арифметического контрольного кода.

Интерфейсы проверяют с помощью специальных диагностических программ, позволяющих оценить качество ввода/вывода в удобной для пользователя форме, при этом следует обращать внимание на то, что информация в этом случае всегда идет через интерфейс вывода, надежность которого должна быть предельна. Интерфейсы с комбинированным вводом/выводом проверяются обычно методом закольцовывания.

Центральный процессор обычно имеет встроенную систему самоконтроля. Иногда возможность самотестирования операционной части закладывается при проектировании микросхем и системных плат. Примером такого конструирования может служить упомянутый ранее метод последовательного сканирования (метод двойного сдвигающего регистра) для сканирования состояний элементов схем (рис.9.1).

Рис. 9.1. Схема двойного триггера

Сущность метода: в объекте тестирования предусматриваются элементы памяти, состоящих из двух триггеров – информационного Т1 и тестирующего Т2. Вход С синхронизирует установку Т1 в состояние, соответствующее входу D. Тактовый вход А синхронизирует установку Т1 в положение, соответствующее входу J.

Пары триггеров объединяются в многоразрядный сдвиговый регистр путем подключения входа Q2 на вход J следующей пары. На вход D начального элемента поступает тестовая последовательность данных. Путем переменной подачи тактовых сигналов на линии А и В биты данных сдвигаются по регистру и на выходе сравниваются с исходной последовательностью. Очевидный недостаток метода – увеличение громоздкости схем.

Достоинства самоконтроля:

Быстрота локализации источника неполадок.
Удобство и простота обращения с тестовыми программами.

Недостатки:

Для определения конкретного неисправного физического элемента применение тестовой программы часто бывает недостаточно.
Иногда самоконтроль не позволяет определить причину и характер возникновения отказа. Невозможно создать программу, позволяющую выявить все возможные неполадки системы.
Диагностическая программа должна быть создана в исправной системе. Она должна быть максимально совместимой с разными конфигурациями систем. Ее составление требует детального знания аппаратных средств и опыта программирования.

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 24

Похожие:

	Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования...		Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов...
	Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов...		Архитектура ЭВМ и систем конспект лекций Обучающие: Учить детей понимать эмоциональное состояние героев постановки, придавать физическим действиям куклы максимум выразительности...
	Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи		Программа учебной дисциплины «эвм и периферийные устройства» Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия...
	Рабочая программа учебной дисциплины ЭВМ и периферийные устройства Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия...		Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины «организация... М является усвоение базовых знаний о принципах организации современных ЭВМ и систем, на основе которых студенты могли бы самостоятельно...
	Рефератов по дисциплине «Организация ЭВМ и систем» Сравнительный анализ процессоров мобильных устройств и встраиваемых систем (Intel Atom, pxa, armx)		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для студентов специальностей ”эвм и системы“, “Автоматизированные системы обработки информации...
	Конспект лекций по дисциплине: «Операционные системы и среды» «Системы баз данных», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы»,...		Программа учебной дисциплины «эксплуатация систем электроснабжения» Целью изучения дисциплины «Эксплуатация систем электроснабжения» является формирование у студентов профессиональных навыков по использованию...
	Рабочая программа учебной дисциплинЫ «монтаж и эксплуатация оборудования... Целью освоения дисциплины «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения» является получение студентами базовых знаний...		Учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена... Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень...
	«архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные...		Конспект лекций по учебной дисциплине «Правоведение»: учебное пособие.... «Геоэкология», 020501 «Картография», 120202 «Аэрофотогеодезия», 080500 «Менеджмент», 080507 «Менеджмент организации», 170101 «Испытание...

Школьные материалы