Методы и технические средства диагностирования элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Общие сведения

Современные средства вычислительной техники средней и большой производительности относят к сложным техническим системам. Эта сложность определяется большим числом входящих в них элементов, значительным числом связей между элементами, наличием в составе машины разнообразного по выполняемым функциям и принципу действия оборудования.

ЭВМ как сложная техническая система проходит все стадии жизненного цикла систем — проектирование, изготовление и эксплуатацию. На каждой из этих стадий ЭВМ существует в определенном виде —в виде технической документации, набора отдельных физических блоков, комплекса взаимодействующих блоков и узлов.

Элементно-техническая база ЭВМ характеризуется высокой степенью интеграции (до 100 тыс. транзисторов на кристалл), ограниченным числом доступных для проверки вводов и выводов.

Программное обеспечение состоит из операционных систем, организующих процесс вычислений, средств автоматизации подготовки программ (трансляторов и интерпретаторов) и прикладных программ, предназначенных для решения прикладных задач. Зачастую ЭВМ объединяют ввычислительные системы, комплексы и сети. Для этого используютлинии связи и соответствующую аппаратуру для приема и передачи данных.

Условия эксплуатации средств вычислительной техники могут быть самые различные: от комфортных до весьма жестких, характеризуемых воздействием перепадов температур, вибрацией, радиацией, электромагнитными помехами.

Целью диагностирования ЭВМ является определение вида технического состояния ЭВМ с обнаружением и локализацией различных дефектов на всех стадиях жизненного цикла и во всех компонентах ЭВМ. Различают следующиевиды технического состояния ЭВМ: исправное и неисправное, работоспособное и неработоспособное, правильное функционирование и неправильное функционирование.

Классификация дефектов в устройствах ЭВМ. По влиянию на процесс обработки информации различаютотказы и сбои.

Отказ — это событие, состоящее в частичной или полной утрате работоспособности ЭВМ.Сбой — это временная утрата работоспособности ЭВМ, возникает в элементах вследствие помех по цепям питания, действия альфа-частиц и других причин.

Информационным проявлением отказа или сбоя являются ошибки: искажение одного или нескольких символов обрабатываемой информации.Ошибки возникают на всех стадиях обработки информации от ввода до представления ее потребителю.

Классификация видов диагностирования ЭВМ: 1) тестовое и функциональное; 2) динамическое, статическое, параметрическое; 3) со штатными и дополнительными контрольными точками; 4) с временной заменой блоков (эмуляцией) на время проверок; 5) внешнее и внутреннее (самодиагностирование); 6) с преобразованием структуры объекта и без преобразования; 7) постоянное и периодическое; 8) поэлементное и в целом всего блока; 9) детерминированное и вероятностное.

Технические средства диагностирования:аппаратные; программные; комбинированные.

Операции, связанные с диагностированием ЭВМ, заключаются в определении вида технического состояния, в частности установления наличия ошибки в ЭВМ (исправно - неисправно, работоспособно - неработоспособно, правильно функционирует — неправильно функционирует) — задача контроля;определении характера ошибки (сбой или отказ) — задача классификации;поиск отказавшего сменного элемента (локализация),устранение ошибки — задача восстановления.

ЭВМ как объект диагностирования имеет иерархическую модульную конструкцию: вычислительный комплекс и тракты обмена информацией, совокупность устройств, стойку, раму, панель, типовой элемент замены (ТЭЗ), корпус логических элементов (ЛЭ), электрорадиоэлементов (ЭРЭ), интегральных схем (ИС).