Понятие аппаратно- программной системы.

Каждый специалист, занимающийся обслуживанием персональных компьютеров, дол­жен хорошо представлять себе взаимосвязь между аппаратными средствами и про­граммным обеспечением.

На заре вычислительной техники главное внимание уделялось аппаратуре. Первые программы создавались для конкретных компьютеров, программное обеспечение, как правило, запаздывало в своем развитии по отношению к аппаратуре и зачастую носило вторичный характер. С появлением в середине 1970-х годов персональных компьютеров разработчики поняли, что компьютер будет привлека­телен для пользователей лишь при наличии большого выбора программного обеспечения. Вместо программ, ориентированных на конкретные типы машин, необходимо было соз­дать универсальную оболочку, которая управляла бы ресурсами компьютера и запускала на исполнение прикладные программы. При таком подходе они должны были стать перено­симыми, т.е. выполняться на системах с различными аппаратными средствами. Подобные универсальные программные оболочки стали называться операционными системами (ОС). Когда инженеры компании IBM разработали первый персональный компьютер, они вы­брали для него простую операционную систему с пользовательским интерфейсом в виде командной строки. Эту ОС IBM приобрела по лицензии у малоизвестной в то время фир­мы под названием Microsoft. Далее понадобилось множество программ, которые позволяли управлять аппаратными средствами компьютера, изменять их характеристики тестировать и т.д.

Взаимосвязь между аппаратными и программными средствами часто изображаются в виде иерар­хической структуры, показанной на рисунке.

На каждом из уровней иерархии в процессе работы компьютера выполняются свои строго определенные задачи. Таких уровней три- аппаратные средства, BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода), ПО.

Ядром иерархии компьютера являются аппаратные средства, поскольку что-то должно исполнять написанные программы. К аппаратным средствам относятся различные электронные компоненты, накопители, платы расширения, источники питания, периферийные устройства и соединяющие их проводники и кабели. К ним же относятся внешние по отношению к системному блоку компьютера компоненты: мониторы, клавиатуры, манипуляторы, принтеры и т.п.

Посылая соответствующие цифровые коды в различные порты ввода/вывода, или записывая их в различные ячейки памяти, можно управлять практически всем, что прямо или косвенно подключено к центральному процессору системы. Однако для того чтобы управлять устройствами, входящими в состав вычислительной системы, на аппаратном уровне, необходимо очень хорошо разбираться их схемотехнике.

Посредником между аппаратными средствами и программами является BIOS- базовая система ввода/вывода.

BIOS — это набор небольших программ (функций BIOS), каждая из которых предназначена для управления одной из основных подсистем компьютера (видео и дисковой системы, клавиатуры и т.п.). Эти функции инициализируется с помощью стандартных вызовов первоначально разработанных фирмой IBM.

Когда необходимо, чтобы BIOS выполнила какую-либо стандартную процедуру, то вызывается соответствующая программа BIOS (операционной системой или программным путем), обслуживающая конкретное устройство в компьютере и разработанная специально для этого устройства. Кроме выполнения функций по обслуживанию аппаратных средств, BIOS при каждом включе­нии компьютера проводит процедуру его самопроверки (POST— Power-On Self-Test). Она необходима для того, чтобы проверить все основные подсистемы компьютера перед по­пыткой загрузить операционную систему.

Поскольку для каждой модели системной платы разрабатывается собственная BIOS, она хранится на самой плате в интегральной микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ или ROM — Read-Only Memory). В новейших системах в качестве «храни­лища» BIOS используется электрически перепрограммируемое постоянное запоминаю­щее устройство (flash-ROM), позволяющее модернизировать BIOS без замены самой мик­росхемы.

Программное обеспечение является очень широким понятием, включающим:

• системное программное обеспечение компьютеров;

• прикладное программное обеспечение, используемое для решения задач любой предметной области (в виде пакетов прикладных программ);

• инструментарий технологии программирования (программное обеспечение сферы производства программ).

Для оптимальной работы компьютера необходимо:

• уметь диагностировать аппаратные составляющие, изменять их характеристики.

• грамотно устанавливать и настраивать программы ,

• разбираться в настройках BIOS setup.

Это позволяет выделить следующие направления курса:

1. Изучение тестовых программ для процессора, жесткого диска, видеокарты и монитора, CD приводов.

2. Изучение программ для оптимизации работы ОС: восстановление данных, настройка реестра и т.д.

3. Изучение настроек BIOS setup.

4. Знакомство с инструментальной средой программирования для разработки программно- аппаратных систем.

Если вы профессионально занимаетесь ремонтом компьютеров, то всегда должны помнить об основном законе бизнеса: время — деньги. Независимо от того, являетесь ли вы частным предпринимателем или работаете по найму, ваши деловые успехи будут во многом зависеть от способности быстро и уверенно распознавать симптомы и выявлять причины неисправностей компьютеров и периферийных устройств. Для этого нужно иметь острый глаз, обладать здравым смыслом и некоторой долей интуиции. Кроме того, вы должны хорошо представлять себе алгоритм поиска и локализации неисправностей и четко планировать свои действия. Дело в том, что, несмотря на практически безграничное разнообразие конструкций и модификаций, а также вариантов настроек компьютеров, методология подготовки их к ремонту практически одинакова во всех ситуациях.

Универсальный алгоритм поиска неисправностей

Процедура ди­агностики и локализации неисправностей состоит из четырех основных этапов: выявления симптомов неисправности; идентификации и локализации ис­точника (или места) неисправности; замены или ремонта подозреваемого узла; повторной проверки компьютера с целью подтверждения его работоспособности. Если проблему устранить не удалось, то процедуру придется повторить заново. Приведенный алгоритм поиска неисправностей является универсальным, и им можно пользоваться при ремонте не только компьютерного оборудования.

Универсальный алгоритм поиска неисправностей

Выявление симптомов.

Причины выхода компьютера из строя могут быть как очень простыми (обрыв провода или плохой контакт в разъеме), так и весьма сложными (отказ интегральной схемы или целого узла). В любом случае, прежде чем браться за инструменты, вы должны тщательно проанализировать симптомы неисправности. Вот типичные вопросы, на которые вы должны ответить в первую очередь:

• Правильно ли вставлен- сменный диск (дискета)?

• Светятся ли индикаторы включения питания и активности жесткого диска?

• Не возникла ли проблема после того, как к компьютеру подключили что-нибудь новое (принтер, сетевой кабель) или просто переставили его в другое место?

Чем яснее и полнее вы представите себе симптомы неисправности - тем быстрее и легче вы сможете выявить ее причину и определить вышедший из строя узел или компонент.

Важно записывать все симптомы, с которыми вам приходится сталкивать- на первых порах это может показаться вам бессмысленной затеей. Но через некоторое время приступив к ремонту очередной системы, вы вдруг обнаружите в своих записях такие симптомы и обстоятельства, которые, возможно, и не будут полностью соответствовать конкретному случаю, но, во всяком случае, помогут существенно сузить круг поисков неисправности

Идентификация и локализация неисправности

Прежде чем начать поиск неисправности в аппаратной части компьютера, надо убедиться в том, что виновато именно «железо». Это не всегда очевидно, хотя, конечно, бывают однозначные ситуации (например, компьютер не включается, экран дисплея пуст и т.д.). Не забывайте о том, что функционирование персонального компьютера — это процесс тесного взаимодействия аппаратуры и программного обеспечения.

Неправильно установленный или настроенный компонент программного обеспечения может стать причиной системной ошибки.

Когда вы убедитесь, что неисправность возникла именно на аппаратном уровне, выявив потенциальный источник можно приступать к ремонту!

Ремонт или замена

Поскольку компьютер и его периферийные устройства в подавляющем большинстве случаев собраны из функционально законченных узлов, практически всегда легче заме­нить узел целиком, чем пытаться найти неисправность на уровне его отдельных компо­нентов. Даже если у вас есть время, документация и диагностическая аппаратура, многие сложные узлы и компоненты запатентованы, и раздобыть запасные детали к ним будет весьма непросто. Усилия и нервы, затраченные на поиск и получение этих деталей, могут обойтись вам дороже, чем замена узла в целом. В пользу замены говорит и то обстоятельст­во, что многие фирмы-производители и продавцы в течение достаточно длительного вре­мени хранят на складах нераспроданные запасы узлов и оборудования. Однако учтите, что зачастую, для того чтобы заказать и получить необходимое для ремонта комплектующее изделие, необходимо знать его заводской шифр.

В процессе ремонта могут возникнуть непредвиденные осложнения, которые вынудят вас на некоторое время приостановить работу. В частности, вам, возможно, придется по­дождать несколько дней до тех пор, пока вы не получите заказанные комплектующие. Возьмите за правило максимально собирать ремонтируемую систему, прежде чем оста­вить ее на какое-то время в покое. Оставшиеся детали упакуйте в полиэтиленовые пакеты, заклейте их и подпишите. Если вы имеете дело с электронными компонентами (печатны­ми платами), то хранить их надо в антистатической упаковке (пакетах или коробках). Час­тичная сборка (а также подробные записи и тщательная маркировка компонентов) изба­вят вас от сомнений и ошибок при последующем восстановлении компьютера.

Другая проблема, порожденная так радующим нас быстрым техническим прогрессом, состоит в том, что компоненты компьютеров редко залеживаются на полках магазинов и складов. Например, видеокарту, купленную год назад, почти наверняка уже сняли с про­изводства. Дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью считывания ,(4х), считав­шиеся несколько лет назад чудом техники, сейчас можно купить за гроши, и то лишь на распродажах компьютерного «антиквариата». Новые модели работают на порядок быст­рее. Поэтому при выходе компьютера из строя и необходимости замены какого-либо узла не исключен вариант, что придется его модернизовать — просто потому, что вам не удаст­ся разыскать необходимую запасную часть. Именно поэтому во многих случаях предпоч­тительнее сразу приступать к модернизации, а не тратить время на диагностику и ремонт.