Взаимодействие и сравнительные характеристики систем автоматического контроля, диагностирования и восстановления.

В ходе ТО различные СВТ подвергаются различным видам автоматизированного контроля: профилактическому, на работоспособность и диагностическому. Неисправности могут возникать как в электромеханических, так и в электронных устройствах. Сущность профилактических работ сводится к подготовке СВТ для решения поставленных задач не только программными, но и аппаратными методами. При активном профилактическом обслуживании основная цель — продлить срок безотказной работы компьютера. Пассивные профилактические меры позволяют обеспечить безопасность компьютера. В зависимости от разновидности СВТ различают два основных вида контроля работоспособности: программный и аппаратный. Программный контроль основан на использовании специальных программ, контролирующих работу машины. В качестве программных средств контроля и диагностики СВТ используют наладочные, проверочные и диагностические тесты, входящие в комплекс программно-технического обслуживания, который включает также ряд управляющих и сервисных программ. Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных и аппаратных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов). Для сравнения различных систем диагностирования и оценки их качества чаще всего используются следующие показатели: вероятность обнаружения неисправности (F); вероятность правильного диагностирования (D). Неисправность диагностирована правильно, если неисправный блок указан в соответствующем его коду останова разделе диагностического справочника. В противном случае неисправность считается обнаруженной, но не локализованной. Если неисправность только обнаружена, то необходимы дополнительные процедуры по ее локализации. Однако благодаря возможностям, которые система диагностирования предоставляет обслуживающему персоналу (зацикливание тестового примера для осцилло- графирования, эталонные значения сигналов в схемах на каждом примере, останов на требуемом такте), локализация неисправности после ее обнаружения не требует больших затрат времени. Все вышеперечисленные мероприятия можно объединить в единую систему технического контроля, которая направлена на поддержание безотказной работы СВТ, но оперативность нахождения и устранения неисправностей в большей степени зависит от квалификации и опыта обслуживающего персонала. В процессе технического обслуживания СВТ все вышеперечисленные системы дополняют друг друга. Для определения и устранения неисправностей необходимо последовательно использовать процедуры автоматического контроля, диагностирования и восстановления. Так, при запуске ПК процедура POST производит контроль исправности основных блоков и узлов ЭВМ. В случае же обнаружения отказов необходимо воспользоваться методами и средствами автоматического диагностирования для более подробной локализации (поиска) неисправности. Для устранения аппаратных неисправностей достаточно часто используют замену поврежденных элементов. Для устранения программных неисправностей удобнее воспользоваться системой автоматического восстановления.

Виды контроля

Для определения и устранения неисправностей необходимо последовательно использовать процедуры автоматического контроля, диагностирования и восстановления. Так, при запуске ПК процедура POST производит контроль исправности основных блоков и узлов ЭВМ. В случае же обнаружения отказов необходимо воспользоваться методами и средствами автоматического диагностирования для более подробной локализации (поиска) неисправности. Для устранения аппаратных неисправностей достаточно часто используют замену поврежденных элементов. Для устранения программных неисправностей удобнее воспользоваться системой автоматического восстановления. Аппаратный контроль Аппаратный контроль производится путем введения в состав СВТ специального дополнительного контрольного оборудования, работающего независимо от программ. Этот вид контроля обеспечивает проверку правильности функционирования СВТ практически без снижения их быстродействия. Аппаратный контроль классифицируется по назначению, режиму работы, степени использования и конструктивному исполнению. В зависимости от вида аппаратного контроля применяется различная аппаратура. Каждый вид контроля используется в режиме реального времени и в режиме профилактических проверок, причем контроль может быть как автоматическим, так и с привлечением обслуживающего персонала. В настоящее время серийно выпускается большой парк современной контрольно-испытательной аппаратуры, имеющей повышенные технические и эксплуатационные характеристики, расширенные функциональные возможности и высокую степень автоматизации.[5 c. 912] В связи с малыми размерами интегральных схем и низкой ценой комплектующих для ПК сфера применения аппаратуры этого рода в IT-индустрии распространяется в основном на «мэйнфреймы» и суперкомпьютеры. Использование только аппаратного контроля приводит к удорожанию и усложнению средств СВТ. Однако применение отдельных встроенных средств аппаратного контроля довольно широко используется производителями компьютерной техники. Так, практически все последние модели системных плат ведущих производителей оснащены термодатчиками для определения температуры процессора. Пользователь может, изменяя настройки BIOS, указать предельную температуру, при достижении которой происходит выключение компьютера (по умолчанию обычно используется значение 70 °С). Таким способом осуществляется аппаратная защита процессора от перегрева. Кроме того, многие системные платы оснащены датчиками частоты вращения вентиляторов внутри корпуса (например, кулера процессора). Значения, получаемые этими датчиками, можно узнать, используя программы мониторинга или аппаратные индикаторы. Наблюдая за их показаниями, пользователь может определить, когда требуется провести техническое обслуживание или замену вентилятора. Комбинированный контроль Для проверки правильности функционирования СВТ использовать только программный или только аппаратный контроль нецелесообразно, так как это приводит к значительным затратам по обслуживанию и ремонту СВТ. Поэтому обычно применяют комбинированный метод контроля, представляющий собой оптимальное сочетание программных и аппаратных средств. Комбинированный контроль классифицируется по назначению и режиму. По назначению комбинированный контроль подразделяется на наладочный, проверочный и мониторинг. Комбинированный контроль может производиться как в режиме реального времени при работе СВТ, так и при проведении профилактических мероприятий. С помощью программы ping проверяется работоспособность каждой рабочей станции в сети. Если она не «пингуется», значит либо неправильно настроен данный узел сети, либо поврежден кабель, либо имеются проблемы с коммутатором. С проверочным комбинированным контролем мы сталкиваемся сразу же, как только включаем ПК. При его загрузке начинает свою работу программа POST, и если она выдает ошибки (например не опознается видеокарта или жесткий диск), то далее мы должны решать эти проблемы аппаратно. Самым распространенным примером мониторинга является проверка количества чернил в картридже принтера. Диагностическая программа показывает нам количество чернил в картридже, а когда они заканчиваются, мы решаем эту проблему аппаратно. Существуют и более сложные диагностические программы, контролирующие, например, термодатчики материнской платы, но проблему нагревания мы опять же решаем аппаратно. Комбинированный метод позволяет существенно сократить время поиска и устранения ошибок. Диагностическое программное обеспечение чрезвычайно необходимо в том случае, если система начинает выдавать сбои, происходит модернизация системы, добавление новых устройств, и т.д. Диагностические программы позволяют проверить работу как всей системы так и её отдельных компонентов. Самый простой первичный контроль ПК - это контроль при его загрузке - POST (Power-On Self Test - «процедура самопроверки при включении»). В микропрограмме, записанной в BIOS, есть раздел, который носит название «Power-On Self Test» (POST). Эта процедура выполняется каждый раз, когда пользователь включает питание ПК или выполняет перезапуск с помощью кнопки Reset или комбинации клавиш Ctrl + Alt + Del. Эта программа призвана обнаружить правильно подключенные обязательные устройства и проверить их работоспособность. Запросный код размером в один байт от 0 0h до FFh, сформированный в результате работы программы POST, записывается в специально отведенное адресное пространство с адресом 8 0h. Полученные для каждого устройства результаты заносятся в соответствующие ячейки памяти. Таким образом, при каждом включении компьютера автоматически выполняется проверка всех его основных компонентов - процессора, микросхемы ПЗУ (ROM), вспомогательных элементов системной платы, оперативной памяти и основных периферийных устройств. Эти тесты проводятся быстро и не очень тщательно по сравнению с тестами, выполняемыми диагностическими программами; их цель — выявить наиболее грубые неисправности или отсутствие обязательного компонента. При обнаружении неисправного компонента выдается соответствующее предупреждение или сообщение об ошибке (неисправности). Программа POST выполняет самые первые защитные функции ПК. Она всегда выдает сообщение о неисправности, если обнаруживаются критичные неполадки на системной плате. Если окажется, что неполадка достаточно серьезная, то дальнейшая загрузка системы будет приостановлена и появится сообщение об ошибке (неисправности), по которому, как правило, можно определить причину ее возникновения. Такие неисправности иногда называют «фатальными ошибками» (fatal error). Процедура POST обычно предусматривает три способа индикации неисправности: звуковые сигналы; текстовые сообщения, выводимые на экран монитора; шестнадцатеричные коды ошибок, выдаваемые на порт ввода-вывода. Для звукового сигнала используется встроенный звуковой динамик, подключенный к системной плате. Для просмотра шестнадцатеричных контрольных кодов, отправляемых на порт ввода-вывода, необходимо установить специальный адаптер в слот ISA (для старых моделей компьютеров) или PCI. Сообщения об ошибках выводятся на экран монитора только после инициализации видеоадаптера. При обнаружении процедурой POST той или иной неисправности компьютер издает характерные звуковые сигналы, по которым можно определить неисправный элемент (или их группу). Если компьютер исправен, то при его включении вы услышите один короткий звуковой сигнал; если же обнаружена неисправность, то выдается целая серия коротких или длинных звуковых сигналов, а иногда — их комбинация. Характер звуковых кодов зависит от версии BIOS и ее фирмы-разработчика. Программный контроль основан на использовании специальных программ, контролирующих работу машины. В качестве программных средств контроля и диагностики СВТ используются наладочные, проверочные и диагностические тесты, входящие в комплекс программно-технического обслуживания, который включает также ряд управляющих и сервисных программ Контроль с помощью тестов сводится к выполнению на ПК определенных действий (заданий) и сравнению полученных результатов с известными. В случае несовпадения результатов фиксируется ошибка. Виды диагностических программ: Наладочные тесты служат для проверки правильности функционирования устройств и блоков во время наладки СВТ. Эти тесты предназначены для обнаружения грубых ошибок (в монтаже, логике работы отдельных устройств и т. д.). Обычно наладочные тесты используются для проверки центральных процессоров, устройств ввода-вывода, оперативной памяти. Проверочные тесты предназначены для периодической проверки работоспособности СВТ и обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации. Эти тесты обеспечивают более полный контроль и проверяют разнообразные режимы работы узлов машины. Наладочные и проверочные тесты свидетельствуют лишь о факте появления ошибки в том или ином устройстве, но не указывают место ее возникновения. Диагностические тесты служат не только для обнаружения ошибки, но и для локализации места неисправности. Проверочные и диагностические тесты работают под управлением специальной тестовой программы проверки - монитора (часть управляющей программы), которая осуществляет вызов, выполнение каждого отдельного теста и управление им. Проверка устройства может производиться как в профилактическом, так и в оперативном (мультипрограммном) режиме. Программа проверки устройства позволяет: периодически осуществлять профилактическую проверку работы устройства; при появлении ошибок в работе устройства указывать места возникновения этих ошибок; убеждаться в правильности работы устройства после устранения ошибки или внесения в устройство технических изменений. Для различных устройств существуют свои тестовые программы. В современных вычислительных системах запуск тестов может производиться автоматически по сигналу ошибки с контрольных схем машины.[6 c. 452]