МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭВС

Лабораторный практикум

для учащихся специальности 2-40 02 02

«Электронные вычислительные средства»

МИНСК 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………….3

Лабораторная работа № 1 Определение основных технических характеристик ЭВС…………………………………………………4

Лабораторная работа №2 Использование логического анализатора для эксплуатационного обслуживания ЭВС………………11

Лабораторная работа №3 Использование сигнатурного анализатора для эксплуатационного обслуживания ЭВС…………….17

Лабораторная работа № 4 Построение схем и проведение различных видов анализов в Electronics Workbench………………..21

Лабораторная работа № 5 Схемы контроля при передаче информации из регистра в регистр при помощи кода с проверкой на четность………………………………………………………...25

Лабораторная работа № 6 Изучение диагностической программы общего назначения Sisoftware Sandra…………………..28

Лабораторная работа №7 Тестирование оперативной памяти.34

Лабораторная работа №8 Калибровка монитора……………...44

Лабораторная работа № 9 Тестирование видеоадаптера……..54

Лабораторная работа № 10 Методика поиска неисправностей элементов БП ПК………………………………………………….64

Лабораторная работа №11 Восстановление информации на жёстком диске и Flash-накопителе……………………………….70

Лабораторная работа №12 Тестирование работоспособности жёсткого диска…………………………………………………….79

Литература......................................................................................92

Введение

Дисциплина «Техническая эксплуатация электронных вычислительных средств» базируется на знаниях, полученных учащимися при изучении дисциплин «Основы логического проектирования», «Проектирование цифровых устройств», «ЭВМ и микропроцессоры». В свою очередь она дает знания для изучения предметов целевой подготовки, для выполнения курсового и дипломного проектирования. Для углубленного изучения учебного материала предусматриваются лабораторные работы.

При изучении технических специальностей необходимо закреплять полученные знания практическими навыками. Современные информационные технологии способны заменить целые лаборатории, мастерские и другие соответственно оборудованные помещения. Например, учащимся очень помогут так называемые «виртуальные машины», программно имитирующие работу отдельного компьютера.

В результате работы с практикумом учащиеся смогут освоить основные принципы диагностики неисправностей и получить навыки технического обслуживания таких узлов, блоков и периферийных устройств персонального компьютера как процессор, оперативная память, видеоадаптер, монитор, CD-привод и жёсткий диск.

Лабораторная работа № 1

Определение основных технических характеристик ЭВС

Цель работы: изучить основные эксплуатационные характеристики и научиться на практике определять основные технические характеристики электронных средств.

1 Краткие теоретические сведения

Степень пригодности вычислительного средства к использованию по назначению и возможности его технического обслуживания определяется эксплуатационными характеристиками. Выделяют следующие основные эксплуатационные характеристики:

• Работоспособность – способность электронного средства функционировать, обеспечивая выполнение заданных функций с параметрами, установленными требованиями технической документации. Эта характеристика позволяет судить о состоянии электронного средства в определённый момент времени.

• Безотказность – способность электронного средства сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени при определённых условиях эксплуатации.

• Сохранность – способность электронного средства сохранять исправное состояние при заданных условиях хранения.

• Ремонтопригодность – характеристика, применяемая для оценки машины с точки зрения пригодности к ремонту: удобство доступа к блокам и монтажу, приспособленность электронного средства к устранению неисправностей и т.п. Однако требования к ремонтопригодности электронного средства предъявляется в зависимости от условий её эксплуатации.

• Долговечность – свойство электронного средства сохранять работоспособность для определённого состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

• Производительность – среднее быстродействие электронного средства , характеризуемое средним количеством операций в единицу времении выражаемое через скорость выполнения каждой операции:

,

(1.1)

где k – общее количество операций, выполняемых данным электронным средством.

• Надёжность – свойство функционировать при заданных условиях обслуживания и эксплуатации электронного средства. Для оценки надёжности служат её количественные характеристики, рассчитываемые на базе статистической информации об обслуживании и эксплуатации электронного средства. Количественные характеристики надёжности позволяют изучить закономерности возникновения неисправностей, разработать меры их предупреждения, что в свою очередь даёт возможность активно влиять на качество услуг, предоставляемых системой обслуживания электронного средства.

Основные характеристики надёжности электронного средства:

• Коэффициент использования показывает степень загруженности электронного средства, то есть только организационную сторону его использования.

,

(1.2)

где

n – число отказов;

m – число сбоев;

k – число профилактических испытаний;

t_i – интервал времени исправной работы ПК;

t_вср – время восстановления достоверной информации после n-ого сбоя;

t_k – суммарное машинное время, потраченное на контроль;

t_nфs – время, затраченное на профилактической обслуживание;

t_воj – время восстановления после j-ого отказа.

• Коэффициент технического использования - отношение времени полезной работы электронного средства за определённый периодко времени нахождения его во включенном режиме. отражает, с одной стороны, деятельность пользователей электронного средства, а с другой – качество технического обслуживания.

,

(1.3)

где

t₀, t_у – время обнаружения и устранения неисправностей;

t_сб – время, потерянное на сбои и устранение их последствий;

t_пот – время потерь исправным электронным средством по организационным причинам (ошибки оператора, неправильная программа, некачественные носители информации и т.п.).

• Коэффициент готовности даёт оценку готовности электронного средства обеспечивать свою работоспособность в любые промежутки времени при непрерывной работе; также характеризует долю времени правильного функционирования электронного средства и не включает время, израсходованное на проведение профилактических мероприятий.

,

(1.4)

где

T₀ – время безотказной работы электронного средства за рассматривай период;

T_в – суммарное время восстановления работоспособности электронного средства за рассматриваемый период.

• Коэффициент эффективности профилактики определяет вероятность выявления отказа при проведении профилактик и характеризует существующую систему профилактического обслуживания электронного средства в процессе эксплуатации.

,

(1.5)

где

n_проф - количество неисправностей (отказов), выявленных при профилактике;

n₀ - количество отказов за рассматриваемый период, происшедших за полезное время работы электронного средства.

• Среднее время безотказной работы электронного средства характеризует общую надёжность работы электронного средства и отдельных устройств при длительной непрерывной эксплуатации и реальную эксплуатационную надёжность электронного средства.

,

(1.6)

• Среднее время восстановления электронного средства – среднее время вынужденного и нерегламентированного простоя, вызванного обнаружением и устранением отказа.

,

(1.7)

Для оценки эффективности работы электронного средства также используются среднестатистические показатели неисправностей и ошибок электронного средства.

Неисправности можно классифицировать по следующим признакам: характеру возникновения, длительности существования, внешнему проявлению, степени влияния на работоспособность машины и причинам возникновения.

Ошибки возникают по разным причинам и могут носить характер отказов или сбоев.

Отказ – событие заключающееся в полной или частичной утрате машиной (системы) работоспособности. Отказ электронного средства – такое нарушение её работоспособности, для восстановления которого требуются определённые действия по ремонту (замене) неисправного элемента, блока или устройства.

Классификация отказов:

1. По характеру возникновения:

- Внезапные возникают в результате резкого изменения одного или нескольких основных параметров элементов машины, вызывая при этом нарушение её логической структуры. К таким отказам относятся короткие замыкания, обрывы в электрических цепях, нарушения контактов, пробои диэлектриков и др. Внезапные отказы не поддаются прогнозированию и обнаруживаются лишь после проявления.

- Постепенные отказы возникают в результате постепенного изменения параметров элементов машины, например по причине их старения. Причиной старения являются сложные физико-химические процессы, происходящие в элементах (структурные изменения в полупроводниковых материалах). Поскольку эти процессы протекают постепенно, появляется возможность предсказывать их возникновение, то есть прогнозировать их. Большинство таких отказов выявляются и устраняются при проведении профилактических работ. В зависимости от степени ухода параметра постепенные отказы могут привести к постоянным или случайным ошибкам в вычислениях.

- Зависимые возникают в результате действия другого отказа. В сложных схемах электронного средства между элементами существуют взаимосвязи, которые могут существенно затруднить выявление первопричины отказа. Такие взаимосвязи характерны для цепей синхронизации, управления и др., появление ошибки в которых может нарушить работу устройства машины.

- Независимые возникают без причин связи с действием другого отказа.

2. По внешнему проявлению:

- Явные – пропадание напряжения, поломка механических узлов и т.п.

- Скрытые – нарушения контактов в разъёмах, появление микротрещин в печатных платах и др.

3. По степени влияния на работоспособность машины:

- Частичный – если в результате возникновения отказа машина продолжает функционировать, пусть даже с потерей первоначальной производительности.

- Полный – машина прекращает работать

Наряду с отказами для электронного средства характерно проявление другого вида ошибки – сбоя.

Сбой – кратковременное нарушение нормальной работы машины вследствие кратковременного изменения параметров элементов. После сбоя машина может длительное время продолжать работать нормально. Однако сбой сопровождается искажением информации при её передаче, хранении или обработке. Следовательно, если не устранить последствия сбоя, то задача может оказаться неправильно решённой из-за искажений в данных, промежуточных результатах или в самой программе. Но если при отказе для восстановления работоспособности машины необходимо устранить неисправность в аппаратуре, то при сбое для получения правильного решения задачи требуется восстановить лишь достоверность информации путём её повторной передачи или повторного прогона искажённой части программы.

Таким образом, возникновение неисправностей в машине не вызывается появлением случайных событий – отказов и сбоев, которые в информационном плане приводят к появлению ошибок в работе электронного средства.