Диагностика и тестирование компьютерной системы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Алтайская государственная академия образования имени В.М. Шукшина»

Факультет технологии и профессионального педагогического образования

Кафедра информатики

Диагностика и тестирование компьютерной системы

Курсовая работа

по дисциплине «Архитектура ЭВМ»

Выполнил студент

Группа              Т-ПРОИ 091

              Киреев

                               фамилия

              Алексей Александрович

                                  имя, отчество

Научный руководитель

  канд. пед. наук, доцент

                                     Ученая степень, звание

              Леготкин Николай Валерьевич

                                фамилия, имя, отчество

Оценка _________________________

«______»_____________20____г.

              подпись__________________

Бийск - 2012

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.2 Основные задачи контроля и диагностики ЭВМ

1.3 Структура контроля и диагностики ЭВМ

1.4 Необходимость диагностирования компьютерной системы

1.5 Описание программы производительности системы

1.6 Как влияют антивирусы на производительность

2. Практическая часть

2.1 Сводная информация о тестируемом компьютере

2.2 Стресс-тестирование компьютерной системы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Быстро увеличивается число ЭВМ, находящихся в эксплуатации, и возрастает их сложность. В результате растет численность обслуживающего персонала и повышаются требования к его квалификации. Увеличение надежности машин приводит к тому, что поиск неисправных элементов и ремонт их производятся сравнительно редко. Поэтому наряду с повышением надежности машин наблюдается тенденция потери эксплуатационным персоналом определенных навыков отыскания и устранения неисправностей. Таким образом, возникает проблема обслуживания непрерывно усложняющихся вычислительных машин и систем в условиях, когда не хватает персонала высокой квалификации.

Современная вычислительная техника решает эту проблему путем создания систем автоматического диагностирования неисправностей, которые призваны облегчать обслуживание и ускорить ремонт машин.

Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных и аппаратурных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов).

Метод диагностирования характеризуется объектом элементарной проверки, способом подачи воздействия и снятия ответа.

Существуют следующие методы тестового диагностирования:

­       двухэтапное диагностирование;

­       последовательное сканирование;

­       эталонные состояния;

­       микродиагностирование;

­       диагностирование, ориентированное на проверку сменных блоков.

1. Теоретическая часть

1.2 Основные задачи контроля и диагностики ЭВМ

Большинство пользователей беззаботно работают на компьютере и не задумываются о том, что в какой-то момент компьютер может выключиться и больше не включиться вовсе. Да и достаточно часто возникает проблема – только что собранный или обновленный компьютер не включается. А еще хуже, если компьютер внезапно перестает работать. В таком случае главное – правильно идентифицировать поломку. Ведь может и ремонт не понадобится.

Для начала стоит разобраться с причинами, которые могут вызвать такое явление. Как известно и пыль и неблагоприятные климатические условия ухудшают состояние компонентов ПК. Соответственно, выход аппаратных средств из строя может быть вызван окислением контактов, попаданием пыли (и следственно, статического электричества) на микросхемы и разъемы, их перегрев. Перегрев также может быть вызван и плохим охлаждением.

Также могут стать следствием скачка напряжения, нестабильностью блока питания, а также неправильного заземления. Первое, что здесь можно сделать – использовать сетевые фильтры, UPS и заземление компьютера. Но лучше вообще не заземлять компьютер, чем заземлять его неправильно. Во-первых, заземлять корпус ПК и модем с телефонной линией надо отдельно. Не стоит заземлять корпус на отопительную батарею, поскольку на тот же стояк ваши соседи могут заземлять, например, холодильник, стиральную машину или перфоратор. В таком случае, эта «земля» уже станет фазой с разностью потенциалов. Нежелательно заземлять несколько устройств в одну «землю» одновременно. Кстати говоря, поэтому не рекомендуется бытовую технику подключать в один сетевой фильтр с компьютером, а вот монитор, принтер и системный блок лучше запитать от одного сетевого фильтра.

К искрению из микросхем может привести и закорачивание какого-либо провода или попаданием питания на земляной контакт. Поэтому всегда стоит следить за качеством подключения кабелей и их состоянием.

1.3 Структура системы контроля и диагностики ЭВМ

В первую очередь при неисправности ПК следует произвести визуальный осмотр, нужно снять боковую крышку системного блока  и постараться найти характерный запах гари и выяснить, откуда он идет. Если его нет, то стоит проверить надежность подключения питания. Если проверка не помогла, то стоит включить ПК и проверить, крутятся ли вентиляторы блока питания (БП), корпуса и кулера процессора (заодно нужно проверить крепление кулера). Если не крутятся, и винчестер не издает характерного звука раскручивания шпинделя, то вышел из строя блок питания. Наличие напряжения на его выходе можно проверить тестером померив величину напряжения на контактах системной платы в том месте, где жгут проводов питания соединен с БП. Стоит подключить новый БП и проверить целостность остальных компонентов. Для начала их необходимо визуально осмотреть на предмет наличия горелых элементов. Несмотря на то, что рабочий монитор ломается достаточно редко, стоит проверить, подаются ли на него сигналы с видеоадаптера. Для этого осциллографом на контактах 10 и 13 (земля и синхронизация соответственно) 15-контактного разъема D-Sub видеоадаптера, вставленного в материнскую плату, нужно проверить наличие рабочих сигналов.

В материнских платах наиболее  часто встречающаяся поломка –  выход из строя дискретных элементов,  особенно конденсаторов в VRM

(Voltage Regulation Module, представляет собой LC-фильтр). Да и  сам этот блок может выгореть. Нередко электролитические  конденсаторы попросту вздуваются,  что требует их замены. Также часто встречающийся момент – «выбивание» транзисторов в районе северного моста, модулей памяти и VRM. Их можно определить по подгоревшим ножкам и потемнениям в этой области. Встречаются и выходы из строя тактовых генераторов и линий задержки, а также выгорание портов.

Также иногда встречающееся явление – нарушение контакта на плате. Это может быть вызвано помещением платы расширения в слот не до конца, прогибом платы, закорачиванием контактов на обратной стороне платы на корпус, нехваткой длины проводов, идущих от БП к материнской плате.

В винчестерах самое уязвимое место – перегревшийся контроллер и IDE-разъем.

Сгоревший контроллер можно определить по потемнениям рядом с местами его крепления. Перегрев микросхемы приводит и к ухудшению контакта между контроллером HDD и гермоблоком. Механические проблемы двигателя винчестера можно определить по сильной вибрации корпуса HDD при вращении дисков. Массовые неполадки были замечены у дисков IBM серии DTLA и Ericsson (70GXP и 60GXP), Maxtor 541DX, Quantum Fireball 3, Fujitsu серии MPG.

В CD-приводах чаще всего выходит из строя оптико-механическая часть. В частности механизм позиционирования лазера и определения диска. Как правило, такая поломка вызывается неисправностью МСУ (микропроцессор системного управления), который вырабатывает управляющие сигналы, а также драйвера двигателя лазерного считывателя, который отвечает за сигнал возбуждения. Для их проверки необходимо промерить выходные сигналы на соответствующих контактах МСУ. Характерным симптомом неисправности МСУ является отсутствие перемещения лазерного считывателя при первоначальном включении питания. У флоппи-дисководов чаще всего встречаются механические поломки, связанные с подъемником и прижимом дискеты.

Программно-аппаратная диагностика

Если все вышеперечисленное не помогло определить поломку, то придется перейти к программно-аппаратной диагностике. А для того, чтобы она прошла успешно необходимо точно знать, каков порядок включения устройств ПК.

Итак, рассмотрим порядок загрузки компьютера.

1. После включения питания БП выполняет самотестирование. Если все выходные напряжения соответствуют требуемым, БП выдает на материнскую плату сигнал Power_Good (P_G) на контакт 8 20-контактного разъема питания ATX. Между включением ПК и подачей сигнала проходит около 0,1-0,5 с.

2. Микросхема таймера получает сигнал P_G и прекращает генерировать подаваемый на микропроцессор сигнал начальной установки Reset. Если процессор не исправен, то система зависает.

3. Если CPU жив, то он начинает выполнять код, записанный в ROM BIOS по адресу FFFF0h (адрес программы перезагрузки системы). По этому адресу находится команда безусловного перехода JMP к адресу начала программы загрузки системы через конкретный ROM BIOS (обычно это адрес F0000h).

4. Начинается выполнение конкретного кода ROM BIOS. BIOS начинает проверку компонентов системы на работоспособность (POST – Power On Self Test). Обнаружив ошибку, система подаст звуковой сигнал, так как видеоадаптер пока еще не инициализирован. Проверяется и инициализируется чипсет, DMA и происходит тест определения объема памяти. Если модули памяти вставлены не до конца или некоторые банки памяти повреждены, то или система зависает или звучат длинные повторяющие сигналы из системного динамика.

5. Происходит разархивирование образа BIOS в оперативную память для более быстрого доступа к коду BIOS.

6. Инициализируется контроллер клавиатуры.

7. BIOS сканирует адреса памяти видеоадаптера, начиная с С0000h и заканчивая C7800h. Если BIOS видеоадаптера найден, то проверяется контрольная сумма (CRC) его кода. Если CRC совпадают, то управление передается Video BIOS, который инициализирует видеоадаптер и выводит на экран информацию о версии Video BIOS. Если контрольная сумма не совпадает, то выводится сообщение «C000 ROM Error». Если Video BIOS не найден, то используется драйвер, записанный в BIOS ROM, который инициализирует видеокарту.

8. ROM BIOS сканирует пространство памяти начиная с C8000h в поисках BIOS других устройств, таких как сетевые карты и SCSI-адаптеры, и проверяется их контрольная сумма.

9. BIOS проверяет значение слова по адресу 0472h, чтобы определить, какая загрузка должна быть выполнена – «горячая» или «холодная». Если по этому адресу записано слово 1234h, то процедура POST не выполняется, происходит «горячая» загрузка.

10. В случае холодной загрузки выполняется POST. Инициализируется процессор, выводится информация о его марке, модели и т.д. Выдается один короткий сигнал.

11. Тестируется RTC (Real Time Clock).

12. Определение частоты CPU, проверка типа видеоадаптера (в том числе встроенного).

13. Тестирование стандартной и расширенной памяти.

14. Присвоение ресурсов всем ISA-устройствам.

15. Инициализация IDE-контроллера. Если используется 40-контактный шлейф для подключения ATA/100 HDD, то появится соответствующее сообщение.

16. Инициализация FDC-контроллера.

17. ROM BIOS ищет системную дискету или MBR жесткого диска и читает сектор 1 на дорожке 0 стороны 0, копирует этот сектор по адресу 7С00h. Далее происходит проверка этого сектора: если он оканчивается сигнатурой 55AAh, то MBR просматривает таблицу разделов (Partition Table) и ищет активный раздел, а затем пытается загрузиться с него. Если первый сектор оканчивается любой другой сигнатурой, то вызывается прерывание Int 18h и на экран выводится сообщение «DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER» или «Non-system disk or disk error».

В общем-то, все. Что касается последнего пункта, то ошибки указанные в нем говорят о неисправности винчестера (программной или аппаратной). Теперь вам остается только выявить, в какой именно момент перестает работать ваш компьютер. Если это происходит до появления сообщений на мониторе, то неисправность можно определить по звуковым сигналам.

1.4 Необходимость диагностирования компьютерной системы

Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных и аппаратурных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов). Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования воздействия на диагностируемое устройство (ДУ) поступают от средств диагностирования (СД). В системах функционального диагностирования воздействия, поступающие на ДУ, заданы рабочим алгоритмом функционирования. В средних и больших ЭВМ используются, как правило, встроенные (специализированные) средства диагностирования. В микро-ЭВМ чаще используются встроенные средства подачи тестовых воздействий во внешние универсальные средства (например, сигнатурные анализаторы) для снятия ответов и анализа результатов. Процесс диагностирования состоит из определенных частей (элементарных проверок), каждая из которых характеризуется подаваемым на устройство тестовым или рабочим воздействием, снимаемым с устройства ответом.