Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Наиболее известной областью применения микропроцессоров дома и в офисах на сегодняшний день являются, видимо, персональные компьютеры, которые появились в 1970 году и в настоящее время стали обычными бытовыми приборами в каждом доме. Несколько изготовителей вышли на рынок за это время, но мы здесь остановимся на машинах, ориентированных на MS-DOS и Microsoft Windows, где прогресс просто поразительный.

Первые персональные компьютеры IBM использовали микропроцессор 8088 с шиной данных 8 бит и возможностью обработки 16 бит. Выпускаемый в настоящее время Pentium имеет полную шину данных 64 бит.

Основные тенденции развития технологий: увеличение быстродействия, объема оперативной памяти и дисковых накопителей, эффективное выполнение операций. Данный раздел описывает общие методы сервисного обслуживания современных ПК.

Персональный компьютер состоит из трех элементов: аппаратное обеспечение (hardware), аппаратно-программное обеспечение (firmware) и программное обеспечение (software).

Аппаратное обеспечение — это реальные электрические схемы и механизмы, которые образуют компьютерную систему.

Аппаратно-программное обеспечение состоит из микросхем памяти, в которых записан набор инструкций, имеющихся внутри каждого компьютера, которые говорят ему, что надо делать при включении питания. Обычно это специальный тест (power-on self-test — POST), обращение к драйверу дисков и загрузка операционной системы. Программы firmware записаны в ПЗУ на системной плате и часто называются загрузочными программами, поскольку они выполняют действия, необходимые после того, как компьютер начинает работу.

Программное обеспечение загружается через драйверы дисков в рабочую область ОЗУ.

Операционная система — это первая программа, которая загружается в ОЗУ и обеспечивает доступ к другим программам, выполняя огромное количество разных операций.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Персональные компьютеры состоят из тех же базовых блоков, что и все компьютерные системы: ЦПУ, память и устройства ввода-вывода (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Блок-схема персонального компьютера

Выполненные на системной плате блоки различны у разных систем, некоторые блоки необязательны. Системная плата обычно содержит, как минимум, микропроцессор и минимальную системную намять. Она включает и ПЗУ и ОЗУ. ПЗУ содержит программы основной системы ввода вывода (basic input/output system BIOS) и эта память не изменяется при выключении питания. Системная память формируется с помощью динамических микросхем ОЗУ. Эти микросхемы компактны и требуют меньше мощности, чем статические ОЗУ, но их необходимо регенерировать примерно каждые две миллисекунды. Для выполнения этой операции предусмотрены специальные схемы, поэтому с точки зрения программирования эта память прозрачна для пользователя. Системную память, как правило, можно расширить за счет добавления ИС памяти, установленных на специальные небольшие платы с однорядным расположением выводов (single-in-line memory module — SIMM) или с двурядным расположением выводов (dual in-line — DIMM). Технология этих систем памяти постоянно совершенствуется, обеспечивая быстрый доступ и большие объемы хранения.

Остальные элементы блок-схемы представляют собой различные тины устройств ввода-вывода. Основным устройством вывода является экран монитора. Для того чтобы подать изображение на экран, необходима схема графического интерфейса , хранящая информацию, которая должна быть показана на экране, и генерирующая все необходимые сигналы для запуска электронно-лучевой трубки или жидкокристаллической панели внутри монитора. Для компьютеров есть несколько различных типов мониторов, каждый имеет соответствующую карту графического адаптера, которая вставляется в материнскую плату.

Основное устройство ввода — клавиатура позволяет заносить различные типы данных и сама имеет небольшой встроенный микроконтроллер, который отслеживает состояние клавиш и запоминает введенные пользователем символы до того, как ЦПУ будет готово принять их. Она посылает эту информацию в виде последовательных данных по 1 биту.

Каждая система имеет, как минимум, один дисковый накопитель. Эти устройства обеспечивают большие объемы памяти для хранения данных и средства загрузки программного обеспечения.