Методические указания по выполнению лабораторных работ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Московский государственный институт
радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет)”

Подлежит возврату

№ 0000

ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ЭВМ И ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания по выполнению

лабораторных работ

МОСКВА 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Московский государственный институт
радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет)”

Подлежит возврату

№ 0000

ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ЭВМ И ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания по выполнению лабораторных работ

Для студентов специальности 230101

«Вычислительные машины, системы, комплексы и сети»

МОСКВА 2007

Составители: Романов А.М.

Редактор: Антик М.И.

Выполнение лабораторных работ с помощью данных методических указаний позволяет студентам на практике изучить структуру и принципы построения систем ввода-вывода, отображения и хранения информации вычислительных систем различного назначения что соответствует Учебному плану специальности 230101.

Печатаются по решению Редакционно – издательского совета Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технический университет).

Рецензенты: Бражникова Е.В.

Красовский В.Е.

© МИРЭА, 2007

Подписано в печать 00.00.2007. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л.00,00 Усл. кр.-отт. 00,00. Уч.-изд. л. 00,00

Тираж 000 экз. С 00

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Московский государственный институт радиотехники,
электроники и автоматики (технический университет)”

119454, Москва, пр. Вернадского, 78

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современные периферийные устройства представляют собой сложные технические устройства, построенные на различных физических принципах и позволяющие проводить обмен информацией между вычислительной системой и внешним миром, а также между вычислительными системами. Многообразие форм представления информации привело к разработке широкого спектра периферийных устройств различного функционального назначения. В зависимости от класса ЭВМ различны и требования по быстродействию, надежности, стоимости, габаритам и т.д., предъявляемые к таким устройствам.

Широкое использование персональных ЭВМ ставит при разработке предназначенных для них периферийных устройств дополнительные условия, основными из которых являются простота эксплуатации и широкие функциональные возможности. Это, в свою очередь, требует применения в таких периферийных устройствах микропроцессорной техники и сложного программного обеспечения.

После выполнения цикла лабораторных работ по курсу «Персональные ЭВМ и периферийные устройства» студенты должны знать общие принципы построения структуры микропроцессорной вычислительной системы, принципы построения и подключения к такой системе периферийных устройств различного назначения, их конструктивные особенности и принципы обмена информацией в таких системах.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

«Изучение состава тестов компьютера PC диагностической
программы «Checkit»

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Диагностическая программа CHECKIT представляет собой комплекс, включающий программы:

• оценки системной конфигурации;

• представляющие карты памяти, использование прерываний, таблицу конфигурации, хранимую в CMOS, драйверы устройств;

• представляющие параметры процессора, видеосистемы и винчестера;

• представляющие сервис по установке системного времени, включению пользовательских программ;

• обеспечивающие задание вида протокола и формы работы с программой CHECKIT.

Рассматриваемый комплекс программ включает следующий набор тестов:

• полный тест;

• памяти;

• винчестера;

• гибкого диска;

• процессорного блока;

• реального времени;

• ИРПС;

• ИРПР;

• принтера;

• видеосистемы;

• устройств ввода информации;

• тест системного времени.

Рассмотрим проверки, проводимые некоторыми из тестов.

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Тесты базовой, расширенной и дополнительной памяти всегда выполняют одну и ту же серию шаблонных тестов.

• Базовая (Base) память – это память от 0 до 640 Кб.

• Расширенная (Extended, XMS) – это память от 640 Кб.

• Дополнительная (Expanded, EMS) – это память от 1 Мб.

Физическая память от 1 Мб может одновременно трактоваться как расширенная, так и дополнительная. Суть различия XMS и EMS памяти состоит в методах адресации. Если отсутствуют EMS или XMS, то соответствующие команды меню блокируются.

При тестировании ОП производятся следующие тесты:

• Program Buffers – Буфер программ

• Base Memory – Базовая память

• Extended Memory – Расширенная память

• Expanded Memory – Дополнительная память

• High Addr. Lines – Ряд верхних адресов

ЖЕСТКИЙ ДИСК

Производится проверка на чтение секторов НЖМД. Причем тестируется физический, а не логический диск.

При тестировании о диске выводятся следующие параметры, представленные в правом верхнем углу экрана:

• Drive – Имя физического диска ( С или D ),

• Cylinders – Количество цилиндров на диске,

• Heads – Количество головок винчестера,

• Sectors/Track – Количество секторов на дорожку,

• Total Bytes – Общий объем диска.

Для НЖМД производится тестирование:

• Controller Diags – Контроллера,

• Linear Read – Линейного чтения,

• Butterfly Read – Скачкообразного чтения,

• Random Read – Произвольного чтения.

При неисправностях выводятся номер дефектного цилиндра и считывающей головки.

НАКОПИТЕЛЬ НА ГИБКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКАХ

Производится проверка правильности чтения/записи на ГМД, тестируются головки дисковода.

При тестировании выводятся следующие параметры диска, отображаемые в правом верхнем углу экрана:

• Drive – Диск (А или В),

• Maximum Capacity – Максимальный объем диска,

• Currently Testing – Тестируемый в данном случае объем диска.

При тестировании выводится следующее:

• Insert Disk – Ожидание установки диска,

• Random Read – Произвольное чтение информации,

• Random Write – Произвольная запись информации.

Примечание: тест предупредит оператора, что на диске имеются данные и спросит о возможности выполнения теста "Произвольная запись". Ответьте «S» – пропустить тест.

ТЕСТ СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ

При тестировании системной платы выполняется тестирование следующих функций:

• CPU General Functions – Основные функции процессора,

• CPU Interrupt Bug – Прерывания процессора,

• CPU 32–bit Multiply – Мультипрограммный режим работы,

• CPU Protected Mode – Защищенный режим работы,

• NPU Arithmetic Functions – Арифметические функции сопроцессора,

• NPU Trigonometric Functions – Тригонометрические функции сопроцессора,

• NPU Comparison Functions – Функции сравнения сопроцессора,

• DMA Controller(s) – Контроллеры прямого доступа к памяти (DMA),

• Interrupt Controller(s) – Контроллеры прерываний.

ТЕСТ СИСТЕМНЫХ ЧАСОВ

Производится сравнение текущего времени со временем, выдаваемым системой DOS.

При тестировании выводится следующая информация:

• Compare Real–Time Clock time to DOS time – Сравнивается текущее время с временем DOS и указывается отличие,

• Compare Real–Time Clock date to DOS date – Сравнивается текущая дата с датой D0S и указывается отличие,

• Test Real–Time Clock alarm – Тестируется «будильник»,

• Compare Elapsed Time – Сравнивается прошедшее время.

ТЕСТ COМ И LPT ПОРТОВ

При тестировании портов сначала выводится вопрос о том, есть ли внешняя заглушка.

При тестировании СОМ порта проводится следующее тестирование:

• Describe serial port – Указывается, есть ли заглушка.

• Test data register – Тестируются регистры данных.

• Test interrupt enable – Тестируются возможные прерывания.

• Test-interrupt id – Тестируются идентификаторы прерываний.

• Test line control – Тестируется контроль линий.

• Test modem control – Тестируется контроль модема.

• Test line status – Тестируется статус линии.

• Test modem status – Тестируется статус модема.

• Test different baud rates – Тестирует различные разряды БОД.

При тестировании LPT порта выводится следующее:

• Describe parallel port – Указывает есть ли заглушка.

• Test parallel data register – Тестируются параллельные регистры данных.

• Test with external loop back – Тест с внешней заглушкой.

ВИДЕОСИСТЕМА

При тестировании видеосистемы проводятся следующие тесты:

• All Tests – Все последующие ниже тесты.

• Video RAM – Тест видеопамяти.

• Text – Тест текстового режима.

• Graphics – Тест графического режима.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. После включения компьютера и получения приглашения к работе, найдите и запустите программу Checkit.exe.

2. Нажмите «Ввод». Программа произведет оценку системной конфигурации и попросит оператора нажать любую клавишу. Зафиксируйте оценку конкретной конфигурации компьютера, на котором вы выполняете работу. Далее нажмите любую клавишу.

3. Программа выведет на экран монитора «Основное меню». Зафиксируйте его. Далее, выбирая последовательно все пункты основного меню, зафиксируйте в табличном виде типы проверок или тестов, предусмотренных данным тестом.

4. Далее, последовательно выбирая все пункты в каждом разделе основного меню, входя при этом и в подпункты, предусмотренные тестом, ознакомьтесь с полным набором предлагаемых действий и проверок. При этом фиксируйте в сокращенном табличном виде все выводимые тестом перечни проверок. В результате должен быть зафиксирован полный перечень проверок, предусмотренных «Checkit». Обратите внимание на пункт "Назначение" основного меню, в котором предусмотрено задание порядка ведения протокола работы в Checkit.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Оценка тестом конфигурации компьютера, на котором выполнялась работа.

2. Перечень проверок в табличном (сокращенном) виде, предусмотренных в программе «Checkit».

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

ЧАСТЬ 1. «Тест компонентов системной платы с использованием диагностических процедур «Checkit»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучение структуры системной платы при использовании диагностической программы «Checkit». Проведение проверок, предусмотренных в «Checkit».

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В данной лабораторной работе изучается тестирование таких компонентов системной платы как центральный процессор (ЦП), математический сопроцессор (МС), контроллер ПДП – прямого доступа к памяти, таймер.

ТЕСТ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА

При тестировании выполняются сдвиги информации в регистрах, функции обращения и команды условных переходов.

1. Тест регистров.

Выполняется побитное дублирование информации каждого регистра ЦП.

2. Арифметический тест.

Проверяется правильность выполнения ЦП арифметических вычислений.

3. Защищенный режим.

Проверяется, как ЦП может переключаться между реальным и защищенным режимом. Если уже загружена среда, работающая в защищенном режиме, тест проходит автоматически.

ТЕСТ МАТЕМАТИЧЕСКОГО СОПРОЦЕССОРА

1. Тест регистров.

Выполняется простой шаблонный тест для каждого регистра МС. Также проверяется для ЦП и МС отклонение в частоте синхронизации.

2. Арифметический тест.

Сравниваются результаты сложения, вычитания, умножения и деления чисел с плавающей запятой с известными результатами.

3. Тригонометрический тест.

Сравниваются результаты вычисления синуса, косинуса и тангенса с известными результатами.

4. Тест сравнений.

Сравниваются результаты 32-битных арифметических вычислений МС с результатами, полученными на ЦП.

ТЕСТ КОНТРОЛЛЕРА ПРЯМОГО ДОСТУПА К ПАМЯТИ

Тестируются обе микросхемы контроллеров и их регистры. При тестировании выполняются операции пересылки данных между ЦП и периферийными устройствами. Далее проверяется правильность выполнения этих операций.

ТЕСТ КОНТРОЛЛЕРА ПРЕРЫВАНИЙ

Тестируются два контроллера прерываний с целью проверки правильности их работы.

ТЕСТ ТАЙМЕРА

Тестируется системный таймер, который управляет внутренними часами и аудиосистемой.

Тест часов реального времени (ЧРВ) проверяет функционирование ЧРВ и часов DOS. Также проверяется синхронность хода обоих часов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Запустите Checit.exe.

2. Ознакомьтесь с системной конфигурацией и зафиксируйте ее в отчете.

3. Войдите в меню "Тест" и зафиксируйте в отчете перечень тестов, предлагаемых «Checkit» (рис.1).

4. Выполните следующие тесты:

• Тест ЦП,

• Тест реального времени;

фиксируя в отчете информацию проводимых проверок.

Рис.1