Кэш-память

Функционально кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например, как динамическая память, с относительно быстрым процессором. Никакое прикладное программное обеспечение не “видит” кэш-памяти, ее работа для прикладных программ полностью прозрачна, поэтому отсутствие кэш-памяти неопытный пользователь просто не замечает. Оно проявляется в замедлении работы программ. В 1994-1996 гг рынок был наводнен системными платами китайского производства, в которых внешняя кэш-память отсутствовала либо частично, либо полностью. Вместо работоспособных микросхем были впаяны неисправные, либо пустые пластмассовые корпуса. Пакеты тестов общего назначения того времени не выявляли этот дефект.

Простым способом контроля наличия кэш-памяти является сравнение скорости многократного чтения маленьких и больших массивов данных. При нормальной работе кэш-памяти скорость повторных обращений к маленьким массивам (байт/с) должна быть ощутимо выше того же показателя для больших массивов. Примерное равенство этих показателей говорит об отсутствии или неисправности кэш-памяти.

На рис. 12 - 13 приведены примеры графического вывода информации программой CCT386.

Рис. 12. Скорость обращения к памяти при исправных внутренней и внешней кэш памяти (CCT386).

Рис. 13. Скорость обращения к памяти при отсутствии внешней кэш памяти (CCT386).

Чипсет

Сверхбольшие интегральные схемы поддержки процессора (чипсет) могут иметь дефекты следующих видов:

- внутренние ошибки проектирования;

- нестабильность и ухудшенные параметры из-за нарушения технологии производства;

- перемаркировку под чипсет более надежной фирмы.

В отличие от процессоров технологические нормы для чипсета менее жестки, поэтому существует большее количество фирм, производящих эти изделия и для изготовителя системной платы есть соблазн воспользоваться продукцией подешевле. Кроме того, ошибки чипсета даже более опасны, так как вполне способны привести к потере информации на дисковом накопителе.

Как и в случае процессора ошибки чипсета мало заметны и приводят к повреждению информации только при определенных условиях. Месяцами можно о них не догадываться, а последующий ущерб может быть катастрофическим.

Пока единственным средством проверки на подобные ошибки являются специализированные тесты, разработанные производителями системных плат.

Накопитель на жестких дисках (hdd - Hard Disk Drive)

Наиболее широко опубликованный вид дефектов HDD - явные плохие секторы (bad blocks). Теоретически современный HDD на заводе форматируется так, что дорожки с плохими секторами маркируются как неиспользумые и заменяются резервными. Поэтому наличие явных плохих секторов надо рассматривать как очень плохой признак, говорящий или об очень низком качестве, или о неправильном обращении с накопителем.

Наличие явных плохих секторов выявляется утилитой сканирования диска, имеющейся во многих пакетах, в частности ScanDisc в Windows. Однако они не могут выявить накопитель, потенциально склонный к образованию плохих секторов.

Фирмы-производители накопителей имеют сборочные предприятия в регионах с дешевой рабочей силой. Хотя это снижает цены, качество накопителей одной и той же модели может быть разным в партиях, произведенных разными заводами. Кроме того, между разработчиками HDD существует гонка за увеличением удельной емкости и скорости накопителей. Иногда соображения этой конкуренции заставляют выпускать на рынок не до конца отлаженные изделия. Существуют неофициальные или недобросовестные дистрибьюторы, которые организуют сбыт некондиционных партий. Скрытые дефекты приводят к явным отказам не сразу, а тогда, когда накопитель заполнен информацией, зачастую после гарантийного срока. По этим причинам средства для выявления скрытых дефектов целесообразно включать в состав тестовых программ в период эксплуатации компьютеров.

В таблице приведены примеры скрытых дефектов HDD.

Проявления	Причина	Последствия
Кратковременная периодическая самоостановка	Электронный способ компенсации конструктивных недоработок	Не годится для применений, не допускающих задержку реакции системы
Несовместимость с вторым накопителем	Недоработки электроники накопителя	Ограничения расширяемости компьютера
Неверная работа интерфейса в некоторых режимах обмена	Недоработки электроники накопителя	Ограничение возможностей накопителей в многозадачных операционных системах
Неверная работа при включении	Недоработки микропрограмм накопителя	Не загружается операционная система, возможен выход HDD из строя
Скрытые плохие секторы	Низкое качество поверхности диска	Потеря информации

Некоторое приближение к решению этой задачи дают тесты, строящие графики зависимостей временных параметров диска, например, скорости чтения от номера дорожки.

Существуют также программы, разработанные самими производителями HDD. В современные накопители встраивается система самодиагностики, сообщающая такой программе о количестве скрытых плохих блоков, степени износа и других параметрах надежности.

Более подробно тестирование накопителей и других периферийных устройств будет рассмотрено далее.

POST

На этапе загрузки производится автоматическое тестирование его основных компонентов, включая процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Все эти операции являются составными частями процедуры, которая называется POST (Power On Self Test) - “самотестирование при включении питания компьютера”.

После включения блока питания процессор переходит к процедуре POST, записанной в системной ROM BIOS. Он начинает выполнение команд с инструкции, записанной по адресу FFFF:0000h. Для IBM PC- совместимых компьютеров первой такой иструкцией будет команда “длинного” перехода (FAR JUMP) на начало процедуры POST, располагаемой в сегменте F000h. В первую очередь тестируется сам процессор, тесты включают выполнение базовых команд, работу с флагами, проверку регистров общего назначения.

После проверки процессора процедура POST тестирует саму себя, проверяя, правильно ли считываются инструкции из системного ROM BIOS. POST далее тестирует микросхему энергонезависимой памяти (CMOS RAM), поскольку в дальнейшем использует ее свободные байты памяти для хранения своих промежуточных данных.

Далее следует проверка системного таймера. После этого POST начинает выполнять записи-чтения регистров контроллера прямого доступа к памяти (DMA) и, если не возникает ошибок, приступает к периодической регенерации основной памяти, то есть фактически включает ее в рабочее состояние.

Далее тестируется контроллер клавиатуры, также расположенный на системной плате. После него начинается тестирование первых 64 Кбайт памяти, которая впоследствии также интенсивно используется в процессе тестирования в качестве рабочей области.

Далее тестируются еще два важных узла: контроллер прерывания и кэш-контроллер. Только когда все эти микросхемы работают нормально, компьютер может выполнять любые внутренние операции. Поскольку видеосистема компьютера в это время еще не инициализирована, то все сообщения об ошибках выдаются в виде звуковых сигналов динамика.

В таблице приведены звуковые коды, характерные для BIOS фирмы AMI.

Число гудков	Значение гудков BIOS
Нет	Предполагается, что должен быть хотя бы один гудок. Если ничего не слышно, то неисправность заключается в блоке питания, системной плате или динамике
1	Обычно один гудок свидетельствует о полной работоспособности компьютера. Если же при этом ничего не появилось на экране, проверьте видеосистему: видеокарту и монитор. Если же все эти компоненты исправны, неисправность заключается в системной плате
2	Неисправна память
3	Ошибка в первых 64 Кбайтах оперативной памяти
4	Сбой программируемого таймера
5	Сбой в работе процессора. Ошибка в работе CMOS RAM
6	Ошибка контроллера клавиатуры. Неисправна системная плата
7	Ошибка виртуального режима процессора. Неисправны системная плата или процессор
8	Ошибка видеокарты
9	Ошибка в работе ROM BIOS
10	Ошибка в системной плате
11	Ошибка кэш-памяти