Программные средства диагностики сети. Система мониторинга ресурсов и сервисов локальной вычислительной сети Аппаратные средства функционального контроля и диагностики
Система работы РС включает четыре взаимосвязанных уровня взаимодействия прикладной программы с аппаратными средствами:
1) аппаратные средства (Hardware). Это – все электронное оборудование, кабельное хозяйство, электромеханические блоки и устройства компьютера;
2) -аппаратно-программные средства (Firmware). Это – программы ROM BIOS на SB и на картах расширения, встроенные программы, системные драйверы, и т. п.;
3) DOS (DOS-Software). 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 (Software). Это 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:
Рис.58. Уровни взаимодействия программных и аппаратных средств
Для работы прикладной программы (Software) 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 – Firmware, 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.
Работа тест-программ
Тестирование в среде Windows, затруднено из-за специфических особенностей этой операционной системы. Разработчики ОС Windows ставили перед собой задачу – создать интеллектуальную операционную систему, способную в большой части заменить пользователя, оснастив программу множеством функций самонастройки и саморегулирования. Но эта задача оказалась настолько сложной, что программа во время работы живет как бы сама по себе, создавая множество временных файлов, частных настроек и функций управления прикладными программами и периферией, потребности в которых оказываются маловероятными, но которые чрезвычайно осложняют работу самой ОС.
Наиболее известные тест-программы в среде Windows – Sandra-2000, AIDA-32, PC Wizard, BurnInTest, призваны решать задачи почти исключительно оценочного характера.
AIDA-32 поможет подробно разобраться в конфигурации аппаратной части компьютера. Ее интерфейс организован в стиле проводника, поэтому для многих пользователей окажется привычной средой. В отличие от Sandra, AIDA-32 дает достаточно подробную информацию об установленных модулях памяти и жестких дисках. Для каждого модуля памяти в отдельности можно просмотреть и техническую информацию, хотя и неполную, с SPD. SPD – это ИМС энергонезависимой памяти, устанавливаемые в каждом модуле памяти, начиная с РС 100. В эту память производитель записывает все характеристики данного модуля. Для жестких дисков, кроме имени его производителя с его URL-адресом, выводятся технические характеристики диска, а также раздел S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Alerting and Reporting Technology – система самодиагностики накопителя). Именно атрибуты S.M.A.R.T. могут предоставить информацию о текущем состоянии наработки жесткого диска. Среди тестов производительности в AIDA-32 есть только тесты скоростей чтения и записи системной памяти.
PC Wizard – мощная информационная утилита, кроме подробной информации о системе предоставляет возможность провести ряд простых тестов компонент компьютера В частности, тесты производительности для микропроцессора, видео подсистемы, скоростные тесты для памяти всех уровней, в том числе сводный, и тесты по отдельности для каждого логического диска HDD. Тесты выполняются за несколько минут, но характер такого тестирования вызывает сомнения в его достоверности.
WINCheckit. Для диагностики компьютера в среде Windows можно использовать хорошо себя зарекомендовавшую программу WINCheckit 6.5 фирмы Touchstone Software. Ее функция QuickCheckit выполняет быструю диагностику всех устройств компьютера.
При обнаружении неисправности, диагностическая программа WINCheckit запускается в стиле “мастера”, и предлагает возможные пути решения обнаруженной проблемы.
Помимо исчерпывающего набора детальных диагностических программ и отчетов о состоянии АПС, WINCheckit обеспечивает ссылки на важный встроенный инструментарий Windows, начиная от хорошо известных программ Scandisk и Defrag и до малоизвестной утилиты Automatic Scip Driver.
Sandra-2000 углубленных режимов диагностики компонент не выполняет, но зато измеряет и сохраняет в протоколе все характеристики быстродействия, производительности всех составляющих АПС, с подробным указанием режимов работы, совмещений и приводит сравнительные характеристики быстродействия по разным использованным режимам тестирования.
Как информационный комплекс, Sandra сегодня не имеет себе равных. В ее ассортименте около 60 информационных модулей, каждый из которых может заключать в себе не один, а несколько тестов. Все тесты в Sandra подразделяются на информационные и сравнительные. Информационные тесты выдают всю информацию о системе и ее составляющих, а сравнительные – прогоняют множество разнообразных режимов работы, сравнивая скоростные характеристики всех составляющих АПС с параметрами эталонных комплектующих из своей базы данных. И те и другие тесты выдают множество полезных советов по настройкам и конфигурированию АПС и сведений об ошибках, обнаруженных при тестировании, или неподдерживаемых функциях.
Аппаратный и программный аспекты диагностики АПС
Диагностика неисправностей ПЭВМ имеет два аспекта: аппаратный и программный.
Аппаратный аспект подразумевает использование аппаратурных средств диагностики – стандартной КИА, специальной КИА, сервисных плат, устройств и комплексов.
При аппаратном методе диагностики, используются инструменты и приборы для измерений напряжений, параметров сигналов и логических уровней в схемах PC. Этот метод требует глубоких знаний логики работы РС, микросхемотехники, радиоэлектроники, ЭРИ и определенных навыков работы с сервисным тестовым оборудованием.
Следует отметить, что чисто аппаратная
диагностика практически не встречается, разве что при диагностике с использованием словарей неисправностей или таблиц эталонных состояний, да и то – симптомы, которыми в этих случаях приходится руководствоваться, выработаны либо ОС, либо
тест-программой, либо микропрограммным тестом, а это уже не чисто аппаратная диагностика. Чисто аппаратной можно считать диагностику отдельных узлов ЭВМ, таких как ТЭЗ, которые проверяются не при автоматическом выполнении АПС проверочных тестов, а при подаче тестирующих последовательностей на исследуемый узел непосредственно от сервисного устройства, например УТК, или генератора стимулирующих воздействий.
Программный аспект диагностики подразумевает использование тестирующих программ различных классов: микропрограммные тесты, встроенные тест-программы, внешние тест-программы общего применения, наконец, – внешние тест-программы углубленного тестирования. Сюда же следует отнести и те небольшие программы или примеры, которые приходится писать самим обслуживателем АПС, для конкретных случаев диагностики неисправностей отдельного узла ЭВМ, ПЭВМ в конкретном режиме его работы.
При программном методе диагностики, большая часть диагностических процедур возлагается на диагностические программные средства. Этот метод требует определенных знаний различных диагностических программ, начиная с POST-программы и кончая программными средствами углубленной диагностики компонент ВС.
Тем не менее, насколько трудно обойтись без программных средств диагностики, настолько и невозможно точно определить место неисправности с точностью до компоненты схемы (ИМС БИС, конкретного ЭРЭ), или до конкретной цепи, без применения аппаратных средств диагностики (осциллографа, мультиметра и т. д.).
2.4.1.1) Стандартная контрольно-измерительная аппаратура
Для замеров уровней напряжений, токов, сопротивлений, наблюдения осциллограмм сигналов в контрольных точках, измерений параметров электрических сигналов, можно использовать обычную, стандартную КИА, с характеристиками, соответствующими измеряемым сигналам и их параметрам.
Ее краткий перечень и назначения:
1) низковольтный тестер (с напряжением питания не более 1,5 В, но лучше – цифровой мультиметр).
Им можно:
Измерять потенциалы на выводах ИМС, определяя уровни логических 0 и 1, или высокоимпедансное состояние (“воздух”);
Проверять целостность линий связи в печатных платах, без риска повреждения ИМС;
Определять, часто без выпаивания, целостность p-n -переходов в полупроводниковых диодах и транзисторах;
Грубо проверять исправность резисторов и конденсаторов;
Измерять величины питающих напряжений и токи потребления от каналов БП;
2) обычный осциллограф (синхроскоп), к сожалению, не всегда помогает при анализе дефектов в РС, так как на SВ РС очень мало синхронно повторяющихся процессов. Осциллограф применим только для просмотра синхросигналов, сигналов интервального таймера, циклов шины, да и то только в том случае, если удается зациклить процесс обращения к порту или ОЗУ по одному и тому же адресу. Осциллограф, однако, поможет разобраться в работе схемы, имеющей дефекты типа замыкания, приводящие к монтажному ИЛИ (когда выходы двух или более ИМС объединяются замыканием в монтаже). В этом случае, если и не удается просмотреть осциллографом развертку всей последовательности импульсов, можно заметить наличие импульсов неправильной, урезанной амплитуды, но для этого все-таки нужно уметь зациклить нужный кусок программы или микропрограмму;
3) телевизионный осциллограф
просто незаменим при анализе работы видеомонитора.
TV-осциллограф позволяет выделить одну строку изображения, засинхронизировать ее, и увидеть на экране синхросигналы строчной развертки, бланкирующие импульсы, уравнивающие сигналы и аналоговый видеосигнал с его уровнями яркости и цветности.
Это удобно в том случае, когда используются видеокарты, формирующие полный телевизионный сигнал для модуляции кинескопа и управления развертками.
4) частотомер в диагностике РС применяется редко, и только для точного определения частот задающего генератора синхросигналов и таймеров. Частотомеры обычно имеют довольно низкое входное сопротивление и сильно нагружают исследуемую схему, поэтому к ним дополнительно нужны бестоковые входные адаптеры на полевых транзисторах, или, если хватает чувствительности частотомера, использовать индуктивную петлю связи.
5) двухканальный (многоканальный) осциллограф используются для измерений фазовых характеристик сигналов, например так, как проиллюстрировано на рисунке 2.1.
6) запоминающий осциллограф содержит специальную оперативную память и позволяет зарегистрировать однократный или переходной процесс, в том числе, обнаружить помеху в зарегистрированной последовательности сигналов. Прибор очень дорог и имеет малое быстродействие, часто недостаточное для анализа быстрых процессов в РС. Емкости памяти запоминающего осциллографа часто недостаточно для регистрации длинных последовательностей. Возникают и проблемы с поиском сигнала для синхронизации (запуска регистрации) осциллографа. Но важно то, что такой осциллограф позволяет зафиксировать форму однократного исследуемого сигнала и в этой роли ему нет равных;
синхросигнал Е
─┐ ┌──┐ ┌─канал А
└──────┘ └───────┘
│<───T───>│ период повторения сигнала Е
синхросигнал Q
──────┐ ┌──┐ канал В
│
└──────┘ └────
│ │<───T───>│ период повторения сигнала Q
──>│ t │<── задержка сигнала Q относительно сигнала Е
Рисунок 2.1. Осциллограмма сдвинутых последовательностей.
7) генератор прямоугольных импульсов вырабатывает непрерывную последовательность импульсов с заданными параметрами и используется, совместно с осциллографом, – для проверки работы пересчетных схем, таймеров и т. п. в СВТ вообще и РС в частности.
Контрольные вопросы.
1. Для чего можно использовать мультиметр, при диагностике неисправностей в СВТ?
2. Где, при диагностике РС, следует использовать телевизионный осциллограф?
3. В чем достоинство и недостатки запоминающего осциллографа?
4. Для чего используется генератор прямоугольных импульсов в диагностике неисправностей СВТ?
Программные средства диагностики
Среди программных средств диагностики компьютерных сетей, можно выделить специальные системы управления сетью (Network Management Systems) - централизованные программные системы, которые собирают данные о состоянии узлов и коммуникационных устройств сети, а также данные о трафике, циркулирующем в сети. Эти системы не только осуществляют мониторинг и анализ сети, но и выполняют в автоматическом или полуавтоматическом режиме действия по управлению сетью - включение и отключение портов устройств, изменение параметров мостов адресных таблиц мостов, коммутаторов и маршрутизаторов и т.п. Примерами систем управления могут служить популярные системы HPOpenView, SunNetManager, IBMNetView.
Средства управления системой (System Management) выполняют функции, аналогичные функциям систем управления, но по отношению к коммуникационному оборудованию. Вместе с тем, некоторые функции этих двух видов систем управления могут дублироваться, например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого трафика.
Экспертные системы. Этот вид систем аккумулирует человеческие знания о выявлении причин аномальной работы сетей и возможных способах приведения сети в работоспособное состояние. Экспертные системы часто реализуются в виде отдельных подсистем различных средств мониторинга и анализа сетей: систем управления сетями, анализаторов протоколов, сетевых анализаторов. Простейшим вариантом экспертной системы является контекстно-зависимая help-система. Более сложные экспертные системы представляют собой так называемые базы знаний, обладающие элементами искусственного интеллекта. Примером такой системы является экспертная система, встроенная в систему управления Spectrum компании Cabletron.
Анализаторы протоколов
В ходе проектирования новой или модернизации старой сети часто возникает необходимость в количественном измерении некоторых характеристик сети таких, например, как интенсивности потоков данных по сетевым линиям связи, задержки, возникающие на различных этапах обработки пакетов, времена реакции на запросы того или иного вида, частота возникновения определенных событий и других характеристик.
Для этих целей могут быть использованы разные средства и прежде всего - средства мониторинга в системах управления сетью, которые уже обсуждались ранее. Некоторые измерения на сети могут быть выполнены и встроенными в операционную систему программными измерителями, примером тому служит компонента ОС Windows Performance Monitor. Даже кабельные тестеры в их современном исполнении способны вести захват пакетов и анализ их содержимого .
Но наиболее совершенным средством исследования сети является анализатор протоколов. Процесс анализа протоколов включает захват циркулирующих в сети пакетов, реализующих тот или иной сетевой протокол, и изучение содержимого этих пакетов. Основываясь на результатах анализа, можно осуществлять обоснованное и взвешенное изменение каких-либо компонент сети, оптимизацию ее производительности, поиск и устранение неполадок. Очевидно, что для того, чтобы можно было сделать какие-либо выводы о влиянии некоторого изменения на сеть, необходимо выполнить анализ протоколов и до, и после внесения изменения.
Анализатор протоколов представляет собой либо самостоятельное специализированное устройство, либо персональный компьютер, обычно переносной, класса Нtebook, оснащенный специальной сетевой картой и соответствующим программным обеспечением. Применяемые сетевая карта и программное обеспечение должны соответствовать топологии сети (кольцо, шина, звезда). Анализатор подключается к сети точно также, как и обычный узел. Отличие состоит в том, что анализатор может принимать все пакеты данных, передаваемые по сети, в то время как обычная станция - только адресованные ей. Программное обеспечение анализатора состоит из ядра, поддерживающего работу сетевого адаптера и декодирующего получаемые данные, и дополнительного программного кода, зависящего от типа топологии исследуемой сети. Кроме того, поставляется ряд процедур декодирования, ориентированных на определенный протокол, например, IPX. В состав некоторых анализаторов может входить также экспертная система, которая может выдавать пользователю рекомендации о том, какие эксперименты следует проводить в данной ситуации, что могут означать те или иные результаты измерений, как устранить некоторые виды неисправности сети.
Несмотря на относительное многообразие анализаторов протоколов, представленных на рынке, можно назвать некоторые черты, в той или иной мере присущие всем им:
Пользовательский интерфейс. Большинство анализаторов имеют развитый дружественный интерфейс, базирующийся, как правило, на Windows или Motif. Этот интерфейс позволяет пользователю: выводить результаты анализа интенсивности трафика; получать мгновенную и усредненную статистическую оценку производительности сети; задавать определенные события и критические ситуации для отслеживания их возникновения; производить декодирование протоколов разного уровня и представлять в понятной форме содержимое пакетов.
Буфер захвата. Буферы различных анализаторов отличаются по объему. Буфер может располагаться на устанавливаемой сетевой карте, либо для него может быть отведено место в оперативной памяти одного из компьютеров сети. Если буфер расположен на сетевой карте, то управление им осуществляется аппаратно, и за счет этого скорость ввода повышается. Однако это приводит к удорожанию анализатора. В случае недостаточной производительности процедуры захвата, часть информации будет теряться, и анализ будет невозможен. Размер буфера определяет возможности анализа по более или менее представительным выборкам захватываемых данных. Но каким бы большим ни был буфер захвата, рано или поздно он заполнится. В этом случае либо прекращается захват, либо заполнение начинается с начала буфера .
Фильтры. Фильтры позволяют управлять процессом захвата данных, и, тем самым, позволяют экономить пространство буфера. В зависимости от значения определенных полей пакета, заданных в виде условия фильтрации, пакет либо игнорируется, либо записывается в буфер захвата. Использование фильтров значительно ускоряет и упрощает анализ, так как исключает просмотр ненужных в данный момент пакетов .
Переключатели - это задаваемые оператором некоторые условия начала и прекращения процесса захвата данных из сети. Такими условиями могут быть выполнение ручных команд запуска и остановки процесса захвата, время суток, продолжительность процесса захвата, появление определенных значений в кадрах данных. Переключатели могут использоваться совместно с фильтрами, позволяя более детально и тонко проводить анализ, а также продуктивнее использовать ограниченный объем буфера захвата .
Поиск. Некоторые анализаторы протоколов позволяют автоматизировать просмотр информации, находящейся в буфере, и находить в ней данные по заданным критериям. В то время, как фильтры проверяют входной поток на предмет соответствия условиям фильтрации, функции поиска применяются к уже накопленным в буфере данным.
Методология проведения анализа может быть представлена в виде следующих шести этапов:
1. Захват данных.
2. Просмотр захваченных данных.
3. Анализ данных.
4. Поиск ошибок. (Большинство анализаторов облегчают эту работу, определяя типы ошибок и идентифицируя станцию, от которой пришел пакет с ошибкой.)
5. Исследование производительности. Рассчитывается коэффициент использования пропускной способности сети или среднее время реакции на запрос.
6. Подробное исследование отдельных участков сети. Содержание этого этапа конкретизируется по мере того, как проводится анализ.
Обычно процесс анализа протоколов занимает относительно немного времени - 1-2 рабочих дня.
Большинство современных анализаторов позволяют анализировать сразу несколько протоколов глобальных сетей, таких, как X.25, PPP, SLIP, SDLC/SNA, frame relay, SMDS, ISDN, протоколы мостов/маршрутизаторов (3Com, Cisco, Bay Networks и другие). Такие анализаторы позволяют измерять различные параметры протоколов, анализировать трафик в сети, преобразование между протоколами локальных и глобальных сетей, задержку на маршрутизаторах при этих преобразованиях и т. п. Более совершенные приборы предусматривают возможность моделирования и декодирования протоколов глобальных сетей, "стрессового" тестирования, измерения максимальной пропускной способности, тестирования качества предоставляемых услуг. В целях универсальности почти все анализаторы протоколов глобальных сетей реализуют функции тестирования ЛВС и всех основных интерфейсов. Некоторые приборы способны осуществлять анализ протоколов телефонии. А самые современные модели могут декодировать и представлять в удобном варианте все семь уровней OSI. Появление ATM привело к тому, что производители стали снабжать свои анализаторы средствами тестирования этих сетей. Такие приборы могут проводить полное тестирование сетей АТМ уровня E-1/E-3 с поддержкой мониторинга и моделирования. Очень важное значение имеет набор сервисных функций анализатора. Некоторые из них, например возможность удаленного управления прибором, просто незаменимы .
Таким образом, современные анализаторы протоколов WAN/LAН/ДTM позволяют обнаружить ошибки в конфигурации маршрутизаторов и мостов; установить тип трафика, пересылаемого по глобальной сети; определить используемый диапазон скоростей, оптимизировать соотношение между пропускной способностью и количеством каналов; локализовать источник неправильного трафика; выполнить тестирование последовательных интерфейсов и полное тестирование АТМ; осуществить полный мониторинг и декодирование основных протоколов по любому каналу; анализировать статистику в реальном времени, включая анализ трафика локальных сетей через глобальные сети.
Профилактическое обслуживание компьютеров может делится на:
аварийное;
плановое (ежемесячное, ежегодное);
профилактическое обслуживание копировальной техники.
Аварийное техническое обслуживание проводится при выходе СВТ из строя. ТО проводится специалистом по обслуживанию средств ВТ. Оно включает в себя следующие виды работ:
диагностика аппаратными и программными средствами компьютера или копировальной техники;
устранение аппаратной (замена вышедшего из строя блока исправным) или программной неисправности (переустановка ОС, переустановка программ).
Ежемесячное профилактическое обслуживание включает в себя:
удаление пыли с наружных частей ПЭВМ (при отключенном питании);
визуальный осмотр кабелей: питания, интерфейсных кабелей монитора, клавиатуры, мыши, принтера, кабеля локальной сети;
чистка с помощью чистящей дискеты магнитных головок накопителей на гибких дисках;
профилактика клавиатуры, монитора, процессора и других устройств (проверка с помощью специальных тестовых программ и внешний осмотр).
В ходе выполнения ежегодных работ по профилактическому обслуживанию средств СВТ выполняются следующие действия:
выполнение визуального осмотра компьютера;
проверка работоспособности системы охлаждения процессора, жесткого диска, видеокарты;
чистка монитора, клавиатуры, мышки и корпуса от пыли чистящими средствами;
чистка дисковода и оптического привода специальными чистящими дискетами и оптическими дисками;
дефрагментация жесткого диска;
проверка жесткого диска на наличие вирусов антивирусными программами;
проверка соответствия программ установленных на компьютере с программами записанными в техпаспорте.
Также периодически проводится техническое обслуживание (ТО) копировальной техники. ТО включает в себя:
очистка принтера снаружи от пыли и отходов процесса печати;
очистка принтера изнутри (очистка внутреннего зеркала с помощью очищающей щетки, протирание валиков спиртом);
проверка качества печати с помощью теста.
При возникновении шума во время работы компьютера или при сильном нагревании ПК или принтера производится чистка систем охлаждения:
очистка от пыли с помощью кисточки или кусочка ткани (снаружи и изнутри);
удаление посторонних предметов, которые попали в вентилятор/радиатор в процессе работы;
смазка оси вентилятора.
9. Средства диагностики и техническое обслуживание
9.1 Программные и аппаратные диагностические средства
Все методы поиска неисправностей и диагностики устройств можно разделить на две основных группы:
аппаратный метод;
программный метод.
К программным средствам диагностики относятся различные программы и утилиты с помощью которых можно проверить компьютера:
MHDD 4.6 предназначена для тестирование жесткого диска на наличие логических и аппаратных ошибок;
MemoryTest предназначена для тестирования памяти;
Actra1.40 утилита, которая собирает всю информацию о компьютере, а также всю информацию о программном обеспечении, которое установлено на компьютере.
Аппаратный метод включает внешний осмотр, проверку правильности соединения с помощью специальных устройств – тестеров. Для проверки медного кабеля предназначен тестер SLT3 (UTP) и SLT3S (UTP/STP/FTP), показанные на рисунке 3.
Рисунок 3 - Тестеры
SLT3 (UTP) - легкие, небольших размеров тестеры, показанные на рисунке 3 а, состоят из 2-х частей (master н remote), имеют встроенные по 3 гнезда типа RJ45 для проверки соответственно 3-х способов расшивки кабеля (последовательностей) USOC, 568A, 568В Для удобства транспортировки обе части тестера соединяются друг с другом (помещаются в чехол, закреплен на поясе монтажника), при этом отключаются элементы питания, продлевая тем самим срок их службы. Тестер в состоянии обнаружить короткое замыкание, разрыв линии и несоответствие данной последовательности (жилы или пары перевернуты). Диоды LED определенным способом сигнализируют нам об этих всех ошибках.
Для измерения затухания оптических линий рекомендуется применять тестер типа FLT4, показанный на рисунке 3 б. Тестер состоит из 2-х частей: источника светового сигнала (FLT4-S) и измерителя оптической мощности приемника (FLT4-M). Источник света очень прост в обслуживании. Единственным устанавливаемым вручную параметров является длина волны излучаемого сигнала (850 нм или 1300 нм). Источник имеет выключатель, который сигнализирует нам также о необходимости замены элементов питания (один источник питания напряжением в ЭВ типа Кроне). Приемник снабжен выключателем, кнопкой установки уровня отношения (обнуление тестера при включенном «эталонном" шнуре), кнопкой выбора длины волны, а также кнопкой выбора опции измерения: затухание или оптическая мощность. Результаты измерения высвечиваются на экране LCD.
Введение
1 Этапы и процесс устранения неисправностей СВТ
1.1 Процесс поиска неисправностей
1.2 Особенности проявления неисправностей СВТ и РС
1.2.1 Системные ошибки при загрузке ОС
1.2 Ошибки при прогоне прикладных программ
2. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика СВТ
2.1 Функциональный контроль АПС
2.1.1. Контроль и диагностика компонент системной платы
2.1.1.1 Контроль работы CPU и FPU
2.1.1.2 Контроль средств системной поддержки CPU
2.1.1.3 Контроль и диагностика DRAM
2.1.1.4 Контроль работы системной шины
2.1.2 Контроль и диагностика периферийных устройств АПС
2.1.2.1 Контроль и диагностика средств ввода оперативной информации
2.1.2.2 Контроль и диагностика средств вывода оперативной информации
2.1.2.3 Функциональный контроль и диагностика НЖМД
2.2 Контроль функционирования аппаратно-программных комплексов
Заключение
Список литературы
Введение
Современные компьютеры будут использовать весь спектр конструкторских решений, разработанных за всё время развития вычислительной техники. Эти решения, как правило, не зависят от физической реализации компьютеров, а сами являются основой, на которую опираются разработчики.
Анализ неисправностей СВТ;
Этапы и процесс устранения неисправностей;
Диагностика неисправностей СВТ.
Информационно-методической основой для написания работы послужили работы М.В. Васильева, В.П. Леонтьева, И.А. Орлова, В.Ф. Корнюшко, В.В. Бурляева и др.
1. Этапы и процесс устранения неисправностей
1.1. Процесс поиска неисправностей
Ремонт ВС более чем на 9 / 10 состоит из диагностики АПС и состоит из пяти этапов: анализ ситуации отказа; тестирование; ремонт; тестирование после ремонта; восстановление рабочей конфигурации и проверка функционирования.
При выполнении работы по диагностике неисправностейрекомендуется:
1) подробно документировать работу;
2) предположить одну из похожих по симптомам неисправность (идентифицировать неисправность);
3) выделить неисправное устройство (интерпретировать вид ошибки);
4) воспользоваться, если возможно, эталонной таблицей состояний ВС;
5) выделить неисправную компоненту в устройстве;
6) если симптомов несколько, - классифицировать их на первичные и вторичные (зависимые от первичных). На этапе анализа ситуации следует:
Проанализировать, в каком режиме работы АПС, при выполнении какой программы и в каком месте программы произошел отказ;
Зафиксировать симптомы неисправности:
1) состояние индикаторов РС,
2) сообщения программы (диспетчера, ОС, оболочек и т. д.),
3) звуковые сигналы, штатные и нештатные;
3. попытаться перезапустить программу;
4. перезагрузить систему ("теплый" рестарт, или "холодный" старт);
5. внимательно просмотреть, как проходят рестарт, POST-контроль;
6. проверить параметры АПС в CMOS-памяти, с помощью процедур SETUP;
7. выключить ВС, проверить качество соединений кабелей интерфейсов, подключения питания, температурный режим всех ИМС (наощупь), степень загрязненности плат;
8. если POST-программа не выполняется, перейти к локализации компоненты, используя видео- или аудио-коды, сообщаемыми POST-программой;
9. если POST-программа выполняется, - перейти к тестовой диагностике ВС. Если все было подключено верно, - вернуть ВС в исходное состояние: выключить только что установленное ПУ и/или контроллер и вновь проверить работоспособность ВС.
Если ошибка осталась, значит, компонента определена неверно, и нужно повторить анализ по пунктам. Если ошибка устранилась, следует по-очереди заменять элементы узла на заведомо исправные в следующем порядке:
Периферийное оборудование, относящееся к выделенной подсистеме (дисковая, VIDEO, коммуникации, манипуляторы и т. д.), обращая внимание на их конфигурирование;
Кабельные соединения (не спутать подключение шлейфов: выделенная цветом жила плоского шлейфа подключается к 1 контакту разъема);
Контроллер, обращая внимание на установленную конфигурацию соответственно типу, объему буферной памяти и т.д. принтера, манипулятора, дисковода и т. п.
Если ошибка осталась, значит, дело не в аппаратной, а в программной конфигурации:
Драйвер не соответствует данному конкретному устройству;
Конфликт драйверов;
Конфликт запросов прерываний;
Пересечение областей векторов прерываний в DRAM и следует тщательно проверять программную конфигурацию РС при вводе нового оборудования. При обнаружении несоответствия - откорректировать программную конфигурацию АПС.
1.2. Особенности проявления неисправностей СВТ и РС
При локализации неисправностей, возможнопоявление следующих симптомов:
1. При загрузке ОС:
Индикатор включения питания не загорается;
Операционная система не загружается;
Появляются системные ошибки при запуске;
Нет загрузки с жесткого диска.
2. При прогоне прикладных программ:
Не читает один FDD;
Не читают оба FDD;
Не пишет один FDD;
Не пишут оба FDD;
Не читает HDD;
Не пишет HDD;
FDD и/или HDD не выбираются;
РС "завис", ввод с клавиатуры заблокирован.
3. Возможные симптомы неисправности системы отображения информации. Цветной графический монитор и плата его адаптера:
Нет изображения на экране;
Нет синхронизации по кадрам;
Нет синхронизации по строкам;
Нет текстового режима, графика работает;
На экране искаженные символы;
Искаженный цвет или его отсутствие;
Нет текстового режима высокого или низкого разрешения.
4. Неисправности КЛАВИАТУРЫ:
Клавиатура не работает (заблокирована);
Клавиатура печатает неправильные символы;
Одна или несколько клавишей не работают;
Нет переключения регистров верхний/нижний и/или наоборот.
5. Неисправности ВВОДА-ВЫВОДА:
Динамик не работает;
Манипулятор не работает;
Нет загрузки с НГМД;
Нет загрузки с НЖМД.
1.2.1. Системные ошибки при загрузке ОС
1. Неисправности при включении РС. Если индикатор включения питания не загорается, следует проверить поочередно:
Наличие питающего напряжения в сетевой розетке,
Исправность штепсельного подключения РС, кабеля питания,
Исправность сетевого фильтра или устройства бесперебойного питания,
Исправность блока питания ПЭВМ.
2. Не загружается операционная система. Если нет загрузки с жесткого диска, следует попробовать повторить загрузку и внимательно пронаблюдать за процессом выполнения POST-программы, при неудаче - загрузиться со “спасательной” дискеты и протестировать НЖМД, в первую очередь - его загрузочную запись и вообще всю системную область.
Все сообщения POST-программы об ошибках принято делить на типы: аудио сигналы; коды системных ошибок на дисплее; коды ошибок ввода-вывода на дисплее; другие ошибки на экране дисплея.
Таким образом, общее количество кодов ошибок достигает сотен, и коды ошибок для каждой конкретной модели РС, точнее разновидности ROM BIOS, которым укомплектована данная модель РС, следует искать в инструкции по эксплуатации данного РС.
1.2.2. Ошибки при прогоне прикладных программ
При прогоне пользовательских программ возможны следующие ошибки. Один из дисководов НГМД не читает или не пишет. Возможные причины:
1) плохая дискета. Заменить дискету;
2) плохой дисковод. Попробовать работать с другого дисковода;
3) загрязнен разъем интерфейса на дисководе. Очистить разъем от пыли и промыть спиртом;
4) плохо или неверно подключен шлейф к дисководу. Проверить правильность подключения кабелей: разъем до перекрутки обычно должен подключаться ко второму FDD, после перекрутки - к первому.
5) неверно закоммутирован адрес дисковода FDD, или неверно установлены перемычки конфигурации дисководов на контроллере и/или дисководах. Проверить и исправить конфигурацию дисков в соответствии с инструкцией по эксплуатации контроллера и дисководов;
6) неверно установлен тип дисковода в CMOS-памяти. Проверить и, при необходимости, переустановить его через утилиту SetUp.
Неуверенное чтение данных с FDD. Возможные причины:
1) не установлен, или неправильно установлен, или установлены два терминатора на магистрали управления/данных на 5,25” FDD. Проверить и исправить: терминатор должен быть установлен только на одном, последнем FDD;
2) загрязнены головки чтения-записи НГМД. Почистить головки дисковода с помощью специального чистящего диска. Чистить головки НГМД можно только специальными жидкостями или изопропиловым спиртом. Этиловый спирт растворяет защитное покрытие дискет.
3) скорость вращения шпиндельного двигателя НГМД выходит за допустимые пределы. Протестировать НГМД программой NDiags и, при необходимости, отрегулировать скорость вращения шпиндельного двигателя.
Ни один из дисководов не читает. Возможные причины:
1) неисправность в разъеме слота подключения контроллера НГМД. Почистить разъем слота, в котором стоял контроллер дисководов, или переставить контроллер в другой слот;
2) неисправен контроллер дисководов. Отключить все, кроме одного, дисководы от контроллера, проверить запись/чтение на оставшийся дисковод, при необходимости, загружая DOS с дискеты. Если опыт оказался удачным, то, подключая по очереди остальные дисководы, определить, в какой части контроллера содержится ошибка. Можно для пробы заменить контроллер на заведомо исправный, не забыв про конфигурирование (перемычки, переключатели на плате контроллера).
Прикладная программа не выполняется, или выполняется неверно (неправильные результаты, или зависание РС в программе). Возможные причины:
1) не отлажена программа. Воспользоваться средствами отладки программ: дизайнер, дебаггер и т. д.;
2) конфликт в программной конфигурации. Проверить текущую программную конфигурацию: просмотреть файлы config.sys, autoexec.bat и карту распределения оперативной памяти в части драйверов, TSR-программ, на предмет конфликтов, при необходимости - откорректировать;
3) неисправность аппаратной части РС. Провести углубленное тестирование АПС, с помощью встроенных или внешних тест программ.
4) просмотреть сообщение BIOS об определенных ей аппаратных ресурсах РС;
5) при исполнении системных файлов IBMBIO.COM и IBMDOS.COM, проверить результаты исполнения конфигурационных файлов config.sys и autoexec.bat, на отсутствие в них логических ошибок. Для контролируемого пошагового исполнения конфигурационных файлов нужно сразу после появления на дисплее таблицы аппаратных ресурсов, еще до появления сообщения “Starting PC DOS…”, нажать клавишу F8;
6) протестировать компоненты РС с помощью сервисной платы;
7) если система с дискеты загрузилась, а с жесткого диска - нет, нужно с той же системной дискеты запустить диагностику логической структуры НЖМД, используя утилиты NDD или Scandisk и, при обнаружении ошибок, - восстановить логическую структуру диска;
8) исправить возможные нарушения загрузочной записи и системных файлов, используя утилиту SYS.COM9
9) проверить память и системный диск компьютера на отсутствие вирусных заражений (антивирусный пакет минимального размера, например, DrWeb-413, может поместиться и на системную дискету);
10) если ошибка осталась - перейти к тестированию компонент РС с использованием встроенных программ: POST (с помощью анализатора шины), ROM Diagnostics, или программ общего тестирования CheckIt, NDiags и др., запуская их с той же дискеты;
11) если ошибка носит плавающий характер, - проводить углубленное тестирование компонент АПС с использованием соответствующих программ, например PC-Doctor.
Разобранные выше симптомы неисправностей далеко не исчерпывают все возможные ошибки, возникающие при прогоне пользовательских программ, и даны только для примера симптомов ошибок. Другие ошибки будут иметь другие симптомы.
2. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика СВТ
Некоторые из достаточно интеллектуальных средств вычислительной техники, такие как принтеры, плоттеры, могут иметь режимы автономного тестировании. Так, автономный тест принтера запускается без подключения к компьютеру, нажатием комбинаций клавишей на пульте его управления. Принтер, исполняя имеющуюся в его ПЗУ специальную микропрограмму, печатает диагонально все доступные ему символы, и оператор, просматривая и сравнивая полученную при этом распечатку, определяет правильность его работы в режимах различной плотности и качества печати.
Аппаратно-программная система имеет возможность автономной проверки функционирования компонент ее вычислительного ядра, используя встроенные или загружаемые тест-программы. АПС может выполнять и внешние тест-программы для ее компонент, а также тест-программы комплексного тестирования, имитирующие многозадачный и многопользовательский режимы работы АПС.
2.1 Функциональный контроль АПС
Контроль функционирования компонент специализированных АПС типа Main Frame осуществляется, во время ее работы, аппаратурными средствами (специальными схемами контроля сумматоров, счетчиков, дешифраторов, средств передачи данных и т. д.). Контроль вычислительного процесса в таких АПС выполняется специальными программными средствами, контролирующими правильность выполнения алгоритмов вычислений, допустимость получаемых результатов, их достоверность. Чаше всего такой контроль использует метод двойного пересчета отдельных частей общей задачи. При разработке специализированных АПС разрабатываются одновременно и специальные тест-программы их комплексного тестирования. Комплексные тест-программ типа ТКП (Тесты Контрольно-Проверочные), должны периодически запускаться обслуживающим персоналом, во время планово-предупредительного и текущего технического обслуживания АПС. Поэтому, для функционального контроля РС используются тест-программы общего применения , такие как рассмотренные выше CheckIt, NDiags, Sandra и т. п.
2.1.1. Контроль и диагностика компонент системной платы
Системные платы РС, в зависимости от их модификаций, могут содержать либо только собственно вычислитель (CPU с его системной обвеской, оперативную память и систему шин со своими контроллерами и формирователями), либо дополнительно - некоторые из контроллеров периферийных устройств (НЖМД, видеоконтроллер, коммуникационные порты, аудиоконтроллер, сетевые средства межкомпьютерной связи и т. д.). Это нужно иметь в виду и, когда разговор пойдет о контроле и диагностике системной платы , то будет подразумеваться системная плата минимальной конфигурации, без интегрированных в нее контроллеров периферийных устройств.
2.1.1.1 Контроль работы CPU и FPU
Функциональный контроль центрального процессора РС происходит первым и обязательно - при каждом выполнении POST-программы. При этом тестируется файл регистров процессора, его переключения из режима RМ в PM и обратно, и его реакция на запросы прерывания. CPU, как известно, имеет собственную микропрограмму самотестирования, которая запускается автоматически, если CPU достаточно долго находится в режиме простоя (Ti Idle). Контроль функционирования CPU можно проводить специально, с использованием внешних тест-программ. Так, если в программе CheckIt выбрать пункт меню Tests, а в его контекстном меню пункт System Board, то этот тест проверит в части микропроцессора:
Общие функции CPU (General Function),
Ошибки по прерывания CPU (Interrupt Bug),
32-разрядное умножение (32-bit Multiply),
Защищенный режим работы (Protected Mode),
Арифметические функции FPU (NPU Arithmetic Functions),
Тригонометрические функции FPU (NPU Trigonometric Functions),
Функции сравнения FPU (NPU Comparison Function).
Если в программе NDiags выбрать пункт СИСТЕМА/ТЕСТ СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ, то тест-программа проведет: общий тест ЦПУ, тест регистров ЦПУ, арифметический тест ЦПУ, тест защищенного режима работы ЦПУ.
Если в программе PC-Doctor выбрать пункт Diagnostics/CPU/Coprocessor, то будут выполнены тесты: CPU Registers, CPU Arithmetic’s, CPU Logical Operations, CPU String Operations, CPU Interrupt/Exceptions (/исключение), CPU Buffer/Cache, CPU C&T/Cyrix Specific (если ЦПУ их поддерживает), CoProc Registers, CoProc Commands, CoProc Arithmetic’s, CoProc Transcendental, CoProc Exceptions, CoProc Cyrix/IIT.
Как видно, самый большой набор проверок предлагает программа PC-Doctor.
2.1.1.2 Контроль средств системной поддержки CPU
Тестирующие способности системной поддержки процессора у программы CheckIt весьма скромные. Если в программе CheckIt выбрать пункт меню Tests, а в его контекстном меню пункт System Board, то этот тест проверит из средств системной поддержки CPU только контроллер(ы) DMA и контроллер(ы) прерываний (Interrupt Controllers).
ПрограммаNDiags, при выборе пункта меню СИСТЕМА/ТЕСТ СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ,из устройств системной поддержки процессора тестирует контроллер ПДП и контроллер прерываний.
ПрограммаPC-doctor в пункте Diagnostics/Motherboard тестирует те же средства системной поддержки процессора контроллер прерываний и контроллер ПДП.
2.1.1.3 Контроль и диагностика DRAM
Оперативная память персонального компьютера выполняется, как известно, на микросхемах динамического типа, что и соответствует аббревиатуре DRAM - Dynamics-Random-Access Memory (динамическая память произвольного доступа). Запоминающими элементами таких микросхем являются элементарные конденсаторы, образованные плавающими затворами полевых транзисторов. Эти переходы могут находиться в заряженном (логическая единица) или разряженном (логический нуль) состояниях.
Таким образом, динамическая память имеет склонность к искажениям отдельных бит информации. Это может иметь фатальные последствия для компьютера, т. к. в DRAM хранятся как данные, так и рабочие программы, и сама операционная система. Искажение одного бита в машинной команде может привести к тому, что, вместо операции чтения выполнится операция записи, которая может испортить данные, программу и даже саму ОС.
Именно поэтому динамическая оперативная память снабжается схемой паритетного контроля - свертки каждого записанного байта по модулю-2. В ответственных ЭВМ используются коды, исправляющие ошибки, например, код Хемминга. При записи, каждый байт информации сопровождается контрольным разрядом, вырабатывающимся схемой свертки, а при чтении, той же схемой свертки каждый байт проверяется на четность и, в случае нарушения паритета, вырабатывается немаскируемое прерывание, формирующее сообщение об ошибке DRAM. В этом случае автоматическое выполнение дальнейших операций блокируется и на экране дисплея появляется сообщение: Error Parity DRAM. System Halted (Ошибка четности динамической памяти. Система остановлена). Контроль работоспособности оперативной памяти РС выполняется соответствующими секциями POST-программы при каждом включении питания компьютера, или при “холодном” рестарте системы (нажатие кнопки RESET).
При появлении симптома ошибки DRAM, следует перезагрузить операционную систему и попытаться снова запустить ту же прикладную программу. Если ошибка не повторится, то этот случай классифицируется как одиночный сбой. Если же ошибка повторяется, то это - симптом жесткой ошибки. В таком случае следует отключить механизм выработки NMI и запустить программу диагностики ошибок памяти, например, CheckIt/Tests/Memory. Можно воспользоваться и услугами программы NDiags, выбрав пункт меню ПАМЯТЬТест основной (базовой) памяти, иТест расширенной памяти, а если конфигурация предусматривает и дополнительную память, то и ее тест. NDiags протестирует выбранную память следующими шаблонами:
Записью и проверкой нулей во все разряды всех ячеек проверяемой памяти,
Записью и проверкой единиц во все разряды всех ячеек проверяемой памяти,
Пробегом и проверкой единицы по всем разрядам по-очереди в каждом адресе,
Пробегом и проверкой нуля по всем разрядам по-очереди в каждом адресе,
Записью и проверкой кода 10101010 в каждый адрес (шахматный код),
Записью и проверкой кода 01010101 в каждый адрес (инверсный шахматный код).
Обе эти программы достаточно подробно тестируют DRAM, но программа CheckIt позволяет протестировать память как минимальным (Quick Memory Test Only), так и расширенным набором тестов и даже повторить тестирование не один раз, а до 999 раз, чтобы обнаружить плавающие ошибки памяти. Кроме того, программа CheckIt позволяет локализовать ошибку памяти до компоненты (ИМС или модуля SIMM).
Тестирование памяти с помощью программыPC-doctorвыполняется при выборе пункта Diagnostics/RAM Memory.
Программа предлагает выбрать режим тестирования:
Fast - быстрый, по одному проходу каждого теста,
Medium - средний, по 10 раз,
Heavy - тяжелый, по 20 раз,
Тип тестирования:
Pattern - 18-ти шаблонный,
Address - по адресным линиям выборки ИМС,
Bus Throughput - случайными сигналами выборки,
Code Test - случайными кодами.
Base - базовую память до 640 КБ.
Extended - расширенную, до 16 МБ.
Expanded - дополнительную, от 1 до 32 МБ,
UMB - блок высшей памяти, от 1 до 1,064 МБ.
Таким образом, можно тестировать не всю, а только выбранные участки памяти. Временные характеристики оперативной памяти под Windows прекрасно определяются с помощью программы Sandra, но если память неисправна, или ошибается, Sandra просто откажется ее тестировать.
2.1.1.4 Контроль работы системной шины
Все типы системной шины, от ISA до PCI и USB, формируются из локальной шины центрального процессора, с помощью шинных формирователей и контроллеров системной шины. Для более подробной локализации неисправностей системной шины можно зациклить начальные секции POST-программы и просматривать осциллографом адресные сигналы, сигналы передачи данных по системной шине и сигналы управления шиной: запрос и подтверждение захвата шины, состояние линий запросов прерываний, сигналы циклов шины - IOR, IOW, MemR, MemW, Lock, Unlock и т. д. Бегло просмотреть исправность шинных формирователей можно, если замерить и сравнить с таблицей эталонных состояний уровни напряжений на всех контактах разъемов слотов расширения в режиме, оговоренном таблицей эталонных состояний.
2.1.1.5 Контроль ROM BIOS и CMOS -памяти
ПрограммаCheckIt на проверку и тестирование ROM DIOS не ориентирована, но может протестировать счетчик часов реального времени, если выбрать пункт меню Tests/Real Time Clock. Этот тест состоит из сравнения реального времени со временем DOS - Compare Real-Time Clock time to DOS time, сравнения реальной даты с датой DOS - Compare Real-Time Clock date to DOS date, сравнения истекшего времени - Compare Elapsed Time.
Программа NDiags в пункте меню СИСТЕМА/ТЕСТ СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ содержит окно проверки часов реального времени (ЧРВ), проверка которых состоит из проверки выработки сигнала запроса прерывания от ЧРВ и теста интервального таймера DOS.
Если выбрать пункт СИСТЕМА/СТАТУС CMOS, то будет проверено:
Состояние батареи питания CMOS,
Часы текущего времени в CMOS,
Опрос контроллера жесткого диска на соответствие его параметров записанным в CMOS ,
Правильность конфигурации оперативной памяти,
Правильность аппаратной конфигурации,
Правильность контрольной суммы CMOS-памяти.
Программа PC-doctor, в пункте Diagnostics/System Board, содержит контекстное меню, в которое входят и пункты проверки ROM BOIS, CMOS и RTC Clock:
System Timer - проверка прерываний от интервального таймера DOS,
BIOS Timer - сравнение DOS-таймера с таймером часов времени,
RTC Clock (счетчик часов в системе CMOS), проверяет правильность обновления счетчика, период повторения меток прерываний от часов, прерывания от RTC-будильника и соответствие текущих часов и даты
CMOS RAM - проверяет память CMOS шаблонным тестом, как оперативную.
2.1.2 Контроль и диагностика периферийных устройств АПС
Для проверки периферийных устройств в комплексе с центральным вычислителем, следует использовать программы комплексного тестирования.
2.1.2.1 Контроль и диагностика средств ввода оперативной информации
Контроллер клавиатуры тестируется POST-программой перед загрузкой операционной системы. Специальная секция POST-программы, после сброса и инициализации клавиатуры, проверяет отсутствие “залипших” клавишей. Как известно, удержание клавиши в нажатом состоянии, через небольшой период времени, который может быть задан специально в пункте Advanced CMOS SetUp/Typematic Rate Delay (установка расширенных параметров CMOS/время задержки автоповтора) утилиты SETUP, заставляет контроллер клавиатуры повторять ввод того же символа с заданной частотой. “Залипшая” клавиша приводит к тому же эффекту, что и фиксируется POST-программой с выдачей видео кода типа хх 301, где хх- порядковый номер “залипшей”клавиши.
Программа CheckIt в пункте меню Tests/Input Devices/Keyboard предназначена для проверки клавиатур РС/ХТ, АТ и расширенной в режимах:
Press Each Key - проверка срабатываний всех клавишей,
Typematic Repeat Test - проверка автоповторов при удерживании нажатой клавиши,
Keyboard Lights Test - проверка индикаторов клавиатуры.
Раскладка клавишей по мембране весьма специфична для каждой модели клавиатуры, так что, в этом случае целесообразнее просто заменить клавиатуру целиком.
Если же в клавиатуре шилдового типа обнаружена неисправность группы клавишей , то вероятность неисправностей всех клавишей этой группы маловероятна. Вероятнее всего, дефект заключен в отказе дешифратора строк матрицы клавишей, или в отказе одного из информационных входов контроллера, либо в обрыве связи этой группы клавишей с выходом дешифратора строк или информационным входом контроллера. Для локализации подобной неисправности нужно, прежде всего, по принципиальной схеме клавиатуры разобраться, как организована в ней матрица клавишей.
Если окажется, что вся неисправная группа принадлежит одному столбцу и кроме них, в том же столбце нет исправных клавишей, тогда, вероятно, неисправен информационный вход контроллера, связанный с эти столбцом, или оборвалась связь его со столбцом клавишей. Второе предположение также проверяется мультиметром. Для проверки первого предположения нужно включить компьютер и проверить осциллографом наличие отрицательных импульсов на этом входе контроллера при нажатой одной из клавишей этого столбца и если они есть - придется заменить ИМС контроллера.
Ошибка при проверке автоповтора свидетельствует о неисправности контроллера клавиатуры, установленного на плате клавиатуры.
Ошибки при проверке индикаторовтребуют, для их локализации, анализа работы их схем. Светодиоды индикаторов получают питание от источника +5 В, ток через них ограничивается специальными резисторами, а протекание тока или его отсутствие управляется состоянием усилительных элементов (часто - ИМС инверторов). Инверторы, в свою очередь, управляются непосредственно выходами соответствующих портов контроллера. Если не зажигается или не гаснет индикатор, нужно проверить логическим пробником или мультиметром подачу на него питания +5 В, затем соответствие падения напряжения на светодиоде его характеристике, падение напряжения на токоограничительном резисторе, затем на выходе и входе инвертора, наконец, на соответствующем выходе контроллера.
Программа NDiags выполняет те же тесты (кроме теста автоповтора), а при проверке нажатия клавишей дополнительно высвечивает скан-код нажатой клавиши. Это может быть важно, если все клавиши срабатывают, но путают скан-коды. Это может быть следствием нарушения таблицы перевода кода сканирования матрицы клавишей в скан-код клавиатуры, находящейся в ПЗУ контроллера клавиатуры. Этот дефект может возникать и вследствие некорректного ремонта клавиатуры, когда ИМС контроллера клавиатуры была заменена на ИМС контроллера от клавиатуры другого типа.
Программа PC-Doctor в пункте меню Diagnostics/System Board/Keyboardпроводит тестирование контроллера клавиатуры, точнее - его части, расположенной на системной плате, в режимах:
Completed - укомплектованность, наличие,
KBD Power-On Self test - самотестирование по включению питания,
KBD IRQ Test - проверка выработки запроса прерывания IRQ1 от клавиатуры,
KBD Interface Test - проверка работы интерфейса клавиатуры.
В пункте Interactive Tests/Keyboard содержатся три теста:
Keyboard Keys - тест нажатия клавишей с индикацией скан-кодов,
Keyboard LEDs - тест светодиодных индикаторов состояния клавиатуры,
Keyboard Repeat - тест автоповтора.
Для проверки манипуляторов “мышь” можно воспользоваться файлом теста манипулятора (test.exe), обычно имеющимся на дистрибутивной дискете с драйвером мыши. Тест позволяет проверить функции манипулятора и его настройки, такие как начальная позиция курсора мыши, область и скорость перемещения манипулятора, символ, идентифицирующий курсор и т. д. Можно использовать и тест-программы общего тестирования.
Программа CheckIt предоставляет в пунктах меню:
Tests/Input Devices/Mouse - тестирование манипулятора мышь,
Tests/Input Devices/Joystick - тестирование игрового манипулятора.
При тестировании мыши программа предлагает проверки:
Press each mouse button - проверка нажатия кнопок мыши,
2.1.2.2 Контроль и диагностика средств вывода оперативной информации
Наличие, исправность портов ввода-вывода и самодиагностика видеоконтроллера (видеокарты) тестируется POST-программой перед загрузкой операционной системы. Подробное тестирование видеомонитора в автоматическом режиме без участия оператора невозможно, т. к. сама программа не может проверить правильность отображения шрифтов, линейность развертки, цветовую палитру, правильность отработки атрибутов символов и т. д. Тест-программа только генерирует и выводит на экран монитора соответствующие картинки, снабжая изображение указаниями признаков правильной работы, а оператор, выполняя указания программы, должен отвечать программе - соответствует ли изображение требованиям программы.
Встроенная программа ROM Diagnostic, программы сервисных плат RACER, ROM&DIAG и комплекса PC-tester содержат соответствующие пункты проверки видеоподсистемы РС, но, в силу ограниченности емкости их памяти, полноценную проверку организовать не могут. Поэтому, для более тщательной проверки качества видеосистемы следует воспользоваться внешними (загружаемыми) тест-программами.
Программа CheckIt имеет пункт меню Tests/Video, который состоит из трех основных частей: Video RAM - для автоматической проверки видео-памяти и аппаратных средств подкачки; Text - проверяет все текстовые режимы, доступные данному РС. На каждом экране, в левом верхнем углу отображаются название шага, режим экрана и номер текущего шага. Что должен оператор увидеть на экране, сообщается перед началом каждой группы режимов и оператор, выполняя эти задания, должен сообщить программе, соответствует ли изображение требованиям программы, на каждом шаге теста; Graphics - проверяет графические режимы работы видеосистемы. Вывод сетки позволяет оценить линейность горизонтальной и вертикальной разверток, а следующим тестом - выводятся 6 экранов с цветными блоками; цвет каждого блока должен соответствовать надписи о его цвете. Это позволяет оценить правильность работы цветообразующих узлов видеокарты и монитора.
Метод замены подозреваемого устройства на заведомо исправное (видеокарта, монитор) не может быть рекомендован, т. к. есть серьезный риск испортить исправное устройство. Если предварительная локализация окажется неправильной, а вторая составляющая видеоподсистемы имеет серьезный дефект, например, высокое напряжение на входах или выходах интерфейса, то замена первой компоненты может повлечь за собой выход из строя замененной исправной компоненты.
Методы тестирования подобные программе CheckIt предлагает и программа NDiags,в пункте меню Видео, отличаясь только несколько большим набором режимов тестирования.
Программа PC-doctor отличается углубленностью режимов тестирования. В пункте меню Diagnostics/Video Adapter предлагаются пункты:
Video Memory - шаблонное тестирование видеопамяти,
Video Pages - тестирование восьми видеостраниц,
VGA Controller Registers - тестируются регистры контроллера, и если обнаружена версия видеокарты VESA или SVGA, то и в их стандартах,
VGA Color-DAC Registers - тестируются 6-битовые регистры цветовых составляющих, всего с палитрой из 262144 цветовых оттенков.
В пункте меню Interactive Tests предлагаются тесты:
Character Sets - 12 модификаций в текстовых и графических режимах,
Color Palettes - 12 модификаций в графических режимах цветовой палитры,
Monitor Quality - предлагает свое контекстное меню:
Solid Block - чисто белый экран высокой яркости,
Flashing Block - белый экран с атрибутом мерцания,
Vertical Lines - вывод чередующихся черных и белых вертикальных полос,
Horizontal Lines - вывод чередующихся черных и белых горизонтальных полос,
Checkerboard - на экран выводится черно-белая шахматка,
Flashing Checkerboard - на экран выводится черно-белая шахматка с мерцанием,
VGA Functionality со своим подменю:
Horizontal Pan - на экран выводится рамка с качанием по горизонтали,
Vertical Pan - на экран выводится рамка с качанием по вертикали,
Display Start Address - периодическое переключение 1-й и 2-й страниц,
Split Screen - периодический скроллинг двух страниц по вертикали,
Split Screen with Horizontal Pan - периодический скроллинг двух страниц по горизонтали,
512 Display Characters - вывод 512 ASCII-символов в стандартах 9х16 и 8х8 пикселей.
2.1.2.3 Функциональный контроль и диагностика НЖМД
Если в подсистеме жесткого диска (контроллере, накопителе, соединительных кабелях и т. д.) возникает неисправность, она может быть обнаружена при выполнении соответствующих секций POST-программы, при этом на экран дисплея выводится POST-код ошибки. Ошибки с кодами 17хх - свидетельствуют о неисправностях накопителей и контроллеров с интерфейсом ST-506/412, с кодами 104хх - о неисправностях тех же устройств с интерфейсом ESDI, с кодами 210хх - о неисправностях накопителей и HOST-адаптеров SCSI. Конкретные коды ошибок и их описание можно найти в специальной литературе.
Во многих случаях диск не находится потому, что:
Неправильно установлен тип диска в CMOS-памяти;
Неправильно установлена конфигурация диска (перемычка статуса накопителя);
Неправильно подключен кабель управления к НЖМД;
- "залипание" дисков и головок.
Современные дисководы имеют служебную запись параметров на самом диске, в этом случае, они могут быть считаны и установлены в CMOS самой утилитой SetUp, если выбрать в меню SetUp пункт Auto Detect Hard Disk.
Способов задания адреса устройства на канале шины АТА существует два - с помощью кабельной выборки или явным заданием адреса на каждом из устройств. Режим кабельной выборки включается установкой на диске перемычки CS (Cabel Selekt). В этом случае оба устройства на шине конфигурируются одинаково - в режим CS, а адрес устройства определяется его положением на специальном кабеле-шлейфе. В отличие от обычного кабеля, у которого все одноименные контакты всех разъемов равнозначны, в этом кабеле контакт 28 (CSEL) для устройства-0 (Master) заземлен через хост-адаптер, а для устройства-1 (Slave) - не подключен (перерезан в кабеле-шлейфе). Кабельная выборка будет работать, если ее применение поддерживается и задано на всех устройствах данного канала шины, включая хост-адаптер. Недостатком такой выборки является привязка физического подключения диска к кабелю: диск-0 должен быть подключен к ближнему от адаптера разъему шлейфа, а диск-1 - к дальнему.
Режим явной адресации использует обычный «прямой» кабель. В этом случае перемычка в положение CS не устанавливается, а адрес каждого из устройств задается перемычками, состав которых у разных моделей НЖМД варьируется. Достаточно указать устройству его номер (0 или 1) или роль (Master или Slave), но в устройствах, разработанных до принятия стандарта АТА, ведущему (Master) диску еще «подсказывали» наличие ведомого (Slave). Таким образом, на дисках IDE можно увидеть следующие джамперы:
M/S - если на шине присутствует лишь одно устройство, оно должно конфигурироваться как Master. Если устройств два, то второе должно конфигурироваться как Slave. Иногда джампер того же назначения обозначается как «C/D» (диск C:/диск D:), но для второго канала IDE такое название уже некорректно.
SP (Slave Present), DSP (Drive Slave Present) - устанавливается на диске-0 (Master) для указания на присутствие диска-1 (Slave). Если этот переключатель установлен, а устройство-1 не подключено, BIOS выдаст сообщение об ошибке.
ACT (Drive Active) - устанавливается на диске-0 (встречается редко).
Для полностью АТА-совместимых дисков (например, модели Seagate), джамперы SP DSP не требуются и отсутствуют. Перемычка ставится только на диске-0, а наличие диска-1 Master определит автоматически.
Кабель управления должен подключаться к контроллеру (или адаптеру) и дисководу с соблюдением нумерации контактов разъемов: первый провод шлейфа, обычно отличающейся цветом, - к первым контактам разъемов. В противном случае диск опознаваться не будет, и признаком такой ошибки является постоянное свечение индикатора "Дисковод выбран".
Современные версии PnP BIOS и соответствующие им диски позволяют не указывать тип IDE диска, если выбрать в SetUp опцию AUTO, для автоматической установки его типа во время POST-процедуры, по ответу на команду идентификации диска. Накопители на жестких дисках, подключаемые к внешним интерфейсам шин USB и FireWire конфигурируются уже на этапе загрузки операционной системы.
Надежность считывания информации с диска в большой степени зависит от точности позиционирования. Позиционирование, обеспечиваемое сервоприводом, особенно с выделенной сервоповерхностью , может быть не оптимальным для каждой головки и требовать коррекции. Интеллектуальные контроллеры хранят карту отклонений для всех цилиндров и головок, создается и корректируется в процессе работы.
Предсказуемые отказы (Predictable Failure) являются следствием постепенного ухода параметров от номинальных значений, когда этот уход переходит некоторый порог. Если специально контролировать такие параметрами диска, как время разгона шпиндельного двигателя до нужной скорости, время, затрачиваемое диском на позиционирование, процент ошибок позиционирования, высота полета головок, производительность (зависящая от числа вынужденных повторов для успешного выполнения функций), количество использованных резервных секторов и других параметров, то становится возможным предсказание отказов. Сообщение о приближении отказов операционной системе и пользователю позволяет принять необходимые меры для предотвращения потери данных на диске.
Целям предупреждения отказов служит технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology - технология самонаблюдения, анализа и сообщения), применяемая в современных накопителях. Эта технология, разработанная фирмой Seagate, имеет корни в технологии IntelliSafe, фирмы Compaq, и PFA (Predictive Failure Analysis - анализ предсказуемых отказов), фирмы IBM.
Задачи слежения за параметрами накопителя при этом возлагаются на контроллер, а программному обеспечению остается только периодически проверять, все ли в порядке в накопителе, или приближается время отказа. Спецификации S.M.A.R.T. существуют в двух версиях - для интерфейсов ATA и SCSI, которые различаются как по системам команд, так и по способам сообщений о состоянии накопителя. Конечно, остаются непредсказуемые отказы (Non-Predictable Failure), которые случаются внезапно, но они вызываются, чаще всего, отказами электронных компонент накопителя, под действием импульсных помех, или от механических узлов накопителя - вследствие внешних вибраций и ударов. При соблюдении же правил эксплуатации накопителей их вероятность не столь велика, как предсказуемые отказы.
2.2 Контроль функционирования аппаратно-программных комплексов
Аппаратно-программные комплексы, как известно, строятся на комплексе АПС и, кроме самостоятельного тестирования входящих в него АПС, могут быть проверены на функционирование в комплексе, с помощью комплексных тестов. Примеры таких комплексных тестов - программы СКАТ (Система Комплексного Автоматизированного Тестирования) и АИСТ (Автоматизированная Интерактивная Система Тестирования), которые запускаются, по специальному заданию оператора. Эти системы выполняют до 120 одновременно решающихся комплексом вычислительных задач, на фоне разнообразных операций ввода-вывода на обобщенных для всего комплекса периферийных устройствах.
Это самый тяжелый режим работы комплекса. При возникновении отказов, сбоев, конфликтных ситуаций, СКАТ автоматически переходит в режим изоляции , постепенно, по-очереди, выключая из работы отдельные составляющие комплекса (общие периферийные устройства, отдельные АПС, входящие в комплекс), - до устранения обнаруженных коллизий. Режим изоляции повторяется несколько раз, с другим порядком исключения компонент комплекса. Выделенные при этом сбойные компоненты комплекса из работы и тестирования автоматически исключаются, а в конце тестирования СКАТ распечатывает обобщенные результаты теста, для анализа их оператором. Параметры тестирования и режима изоляции заранее задаются оператором в диалоге со СКАТ, или могут использоваться установки этих параметров, по умолчанию.
АИСТ имеет особенность в том, что, при обнаружении ошибок функционирования, сразу, не прекращая работы, сообщает оператору - где, когда, в каком режиме обнаружены нарушения функционирования. Оператор, в свою очередь, также, не прекращая работы комплексной
тест-программы, может внести в режим тестирования свои коррективы, для локализации мест неисправностей. В конце работы весь протокол тестирования распечатывается.
Заключение
Таким образом, поиск неисправностей целесообразно проводить от более простых элементов к более сложным и дорогостоящим по заранее составленному плану. Предпочтителен метод последовательного исключения подозреваемых в отказе компонентов, если имеются заведомо исправные компоненты для замены.
Для выбора метода диагностики и определения первичных и вторичных симптомов отказа необходимо уметь классифицировать неисправность, т. к. первичный отказ часто вызывает целый спектр отказов вторичных, являющихся следствием первичного и затеняющих причину неисправности.
8. В.П. Леонтьев. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003. "ОЛМА-ПРЕСС, М., 2003.
9. И.А. Орлов, В.Ф. Корнюшко, В.В. Бурляев. Эксплуатация и ремонт ЭВМ, организация работы вычислительного центра. "Энергоатомиздат", М., 1989.
10. Б. Богумирский. Эффективная работа на IBM PC в среде Windows 95. "ПИТЕР", СПб, М., Харьков, Минск. 1997.
11. Ю.М. Платонов, Ю.Г. Уткин. Диагностика, ремонт и профилактика персональных компьютеров. М.,”Горячая линия-Телеком”, 2010.
