Исследование процессов самотестирования компьютерной системы при включении

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНИ

ХЕРСОНСКИЙ НАЦЫОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра информационных технологий



















ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Организация функционирования ЕОМ»









Выполнила

студентка группы 1зКСС Петрова К.В.

Проверил Бараненко Р.В.













Херсон 2006


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1



Тема: Исследование процессов самотестирования компьютерной системы при включении (POST).

Цель: Анализ алгоритмов тестирования клавиатуры, CMOS-памяти и спикера и выявление особенностей процессов их диагностики.

Задача: Ознакомиться и выучить алгоритмы тестирования клавиатуры, CMOS-памяти и спикера с учетом выявленных особенностей процессов их диагностики.



Теоретические сведения



Когда в 1981 году фирма IBM начала выпуск персональных компьютеров, в них были предусмотрены методы повышения надежности, которые ранее никогда не применялись. Имеется в виду программа POST и контроль четности памяти. POST — последовательность коротких подпрограмм, предназначенных для проверки основных компонентов системы сразу после ее включения.

При каждом включении компьютера автоматически выполняется проверка его основных компонентов: центрального процессора, ПЗУ, вспомогательных элементов материнской платы, оперативной памяти и основных периферийных устройств. Эти тесты выполняются быстро и не очень тщательно по сравнению с тестами, выполняемыми диагностическими программами. При обнаружении неисправного компонента выдается предупреждение или сообщение об ошибке (неисправности).

Хотя выполняемая программой POST диагностика не совсем полная, она является первой "линией обороны", особенно если обнаруживаются серьезные неисправности в материнской 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 неисправности. Такие неисправности иногда называют фатальными ошибками (fatal error). Процедурой POST обычно предусматривается три способа индикации неисправности: звуковые сигналы, сообщения, выводимые на экран монитора; шестнадцатеричные коды ошибок, выдаваемые в порт ввода-вывода.

Звуковые коды ошибок, выдаваемые процедурой POST. При обнаружении процедурой POST неисправности компьютер издает характерные звуковые сигналы, по которым можно определить неисправный элемент (или их группу). Если компьютер исправен, то при его включении слышен один короткий звуковой сигнал, а при обнаружении неисправности выдается целая серия коротких или длинных звуковых сигналов, а иногда и их комбинация. Характер звуковых кодов зависит от версии BIOS и разработавшей ее фирмы.



Табл. 1 - Звуковые коды, используемые в IBM-совместимых компьютерах, и соответствующие им неисправности

Звуковой сигнал 

Место возникновения неисправности

1 короткий

Процедура POST завершена, система в порядке

2 коротких 

Есть неисправность: код ошибки выведен на экран

Нет сигнала 

Блок питания, системная плата

Непрерывный сигнал

Блок питания, системная плата

Повторяющиеся короткие сигналы

Блок питания, системная плата

1 длинный, 1 короткий

Системная плата

1 длинный, 2 коротких

Адаптер дисплея (MDA, CGA)

1 длинный, 3 коротких

Расширенный графический адаптер (EGA)

3 длинных

Плата клавиатуры 3270




Табл. 2 - Коды звуковых сигналов AMI BIOS, посылаемые в процессе выполнения процедуры POST

Звуковой сигнал

Фатальная ошибка

1 короткий

Ошибка регенерации динамического O3У

2 коротких

Ошибка схемы контроля четности

3 коротких

Неисправность в первых 64 Кбайт O3У

4 коротких

Неисправность системного таймера

5 коротких

Ошибка процессора

6 коротких

Ошибка в схеме управления линией А20 в контроллере клавиатуры

7 коротких

Ошибка переключения в виртуальный режим

8 коротких

Ошибка чтения/записи видеопамяти

9 коротких

Ошибка контрольной суммы ROM BIOS

10 коротких

Ошибка чтения/записи CMOS-памяти

11 коротких

Ошибка кэш-памяти

Звуковой сигнал

Нефатальная ошибка

1 длинный, 3 коротких

Ошибка в основной или расширенной памяти

1 длинный, 8 коротких

Не выполняется тест на ответный сигнал дисплея



Табл. 3 - Критические ошибки, сообщения о которых могут быть выведены во время загрузки при выполнении процедуры POST Phoenix BIOS

Звуковой код

Код порта 80h

Описание

Нет

01h

Выполняется тестирование регистров CPU

1-1-3

02h

Ошибка считывания или записи в CMOS-память

1-1-4

03h

Неправильная контрольная сумма системной BIOS

1-2-1

04h

Неисправность программируемого таймера интервалов

1-2-2

05h

He удалась попытка инициализации прямого доступа к памяти

1-2-3

06h

Ошибка считывания или записи в регистры страниц прямого доступа к памяти

1-3-1

08h

Ошибка при проверке схемы регенерации памяти

Нет

09h

Выполняется тестирование первых 64 Кбайт памяти

1-3-3

0Ah

Неисправность микросхемы или линии данных в первых 64 Кбайт памяти (несколько битов)

1-3-4

0Bh

Логическая ошибка четности/нечетности в первых 64 Кбайт памяти

1-4-1

0Ch

Неисправность линии адреса в первых 64 Кбайт памяти

1-4-2

0Dh

Ошибка контроля четности в первых 64 Кбайт памяти

2-1-1

10h

Ошибка в бите 0 первых 64 Кбайт памяти

2-1-2

11h

Ошибка в бите 1 первых 64 Кбайт памяти

2-1-3

12h

Ошибка в бите 2 первых 64 Кбайт памяти

2-1-4

13h

Ошибка в бите 3 первых 64 Кбайт памяти

2-2-1

14h

Ошибка в бите 4 первых 64 Кбайт памяти

2-2-2

15h

Ошибка в бите 5 первых 64 Кбайт памяти

2-2-3

16h

Ошибка в бите 6 первых 64 Кбайт памяти

2-2-4

17h

Ошибка в бите 7 первых 64 Кбайт памяти

2-3-1

18h

Ошибка в бите 8 первых 64 Кбайт памяти

2-3-2

19h

Ошибка в бите 9 первых 64 Кбайт памяти

2-3-3

1Ah

Ошибка в бите 10 первых 64 Кбайт памяти

2-3-4

1Bh

Ошибка в бите 11 первых 64 Кбайт памяти

2-4-1

1Ch

Ошибка в бите 12 первых 64 Кбайт памяти

2-4-2

1Dh

Ошибка в бите 13 первых 64 Кбайт памяти

2-4-3

1Eh

Ошибка в бите 14 первых 64 Кбайт памяти

2-4-4

1Fh

Ошибка в бите 15 первых 64 Кбайт памяти

3-1-1

20h

Ошибка в ведомом регистре прямого доступа к памяти

3-1-2

21h

Ошибка в ведущем регистре прямого доступа к памяти

3-1-3

22h

Ошибка в ведущем регистре маски прерываний

3-1-4

23h

Ошибка в ведомом регистре маски прерываний

Нет

25h

Выполняется загрузка векторов прерываний

3-2-4

27h

Ошибка при выполнении теста контроллера клавиатуры

Нет

28h

Неисправность питания CMOS-памяти или выполняется подсчет контрольной суммы CMOS-памяти

Нет

29h

Выполняется проверка правильности конфигурации экрана

3-3-4

2Bh

Ошибка при инициализации экрана

3-4-1

2Ch

Ошибка при проверке возвратного сигнала дисплея

3-4-2

2Dh

Выполняется поиск ПЗУ видеоадаптера

Нет

2Eh

Вывод на экран обеспечивается ПЗУ видеоадаптера

Нет

30h

Видеосистема работоспособна

Нет

31h

Монохромный монитор работоспособен

Нет

32h

Цветной монитор (на 40 столбцов) работоспособен

Нет

33h

Цветной монитор (на 80 столбцов) работоспособен

4-2-1

34h

Выполняется проверка прерывания синхроимпульсов таймера или обнаружена неисправность

4-2-2

35h

Выполняется проверка отключения или обнаружена неисправность

4-2-3

36h

Неисправность схемы управления линией А20

4-2-4

37h

Непредусмотренное прерывание в защищенном режиме

4-3-1

38h

Выполняется проверка ОЗУ или обнаружена неисправность по адресу, превышающему FFFFh

4-3-3

3Ah

Проверяется канал 2 таймера или обнаружена неисправность

4-3-4

3Bh

Выполняется проверка часов текущего времени или обнаружена неисправность

4-4-1

3Ch

Проверяются последовательные порты или обнаружена неисправность

4-4-2

3Dh

Проверяются параллельные порты или обнаружена неисправность

4-4-3

3Eh

Проверяется сопроцессор или обнаружена неисправность

Low 1-1-2

41h

Ошибка выбора системной платы

Low 1-1-3

42h

Неисправность расширенной CMOS-памяти



"Low " означает, что звук более низкого тона предшествует всем остальным звукам.

Сообщения об ошибках, выдаваемые на экран процедурой POST. В компьютерах XT, AT, PS/2 и в большинстве IBM-совместимых моделей процедура POST отображает на экране ход тестирования оперативной памяти компьютера. Последнее выведенное на экран число является количеством памяти, успешно прошедшей проверку.

В общем случае последнее выведенное во время тестирования число должно совпадать с объемом всей установленной в компьютере памяти (как основной, так и расширенной). Однако в некоторых компьютерах может быть отображено несколько меньшее значение, например, в том случае, если не тестируется вся верхняя память UMA (Upper Memory Area) объемом 384 Кбайт или ее часть. Если по окончании тестирования число на экране не соответствует общему объему памяти, значит, в системной памяти обнаружена ошибка.

Информацию о служебных клавишах содержат два байта, которые находятся по адресу 0:0417 и 0:0418

Содержимое байта 0:0417



Бит

Описание

0

Правый Shift нажат

1

Левый Shift нажат

2

Ctrl нажат

3

Alt нажат

4

ScrollLock нажат

5

NumLock нажат

6

CapsLock нажат

7

Insert нажат



Содержимое байта 0:0418

Бит

Описание

0

Левый Ctrl нажат

1

Левый Alt нажат

2

SysReq нажат

3

Ctrl + NumLock – пауза

4

ScrollLock нажат

5

NumLock нажат

6

CapsLock нажат

7

Insert нажат



Структура CMOS-памяти

00h – 0Dh	used by real-time clock

0Eh		POST diagnostics status byte

0Fh		shutdown status byte

10h		diskette drive type

11h		reserved

12h		hard disk drive type

13h		reserved

14h		equipment byte

15h –16h	base memory size

17h –18h	extended memory above 1M

19h		hard disk 1 type

1Ah		hard disk 2 type

1Bh – 2Dh	reserved

2Eh – 2Fh	storage for checksum of СМО addresses 10h through 20h

30h – 31h	extended memory above 1M

32h 		current century in BCD (eg, 19h)

33h		miscellaneous info

34h – 3Fh	reserved