Во всех системах на основе ОЗУ одно или два ПЗУ содержат программу, называемую программой самозагрузки илн загрузчиком программы раскрутки. Программа самозагрузки загружает операционную систему в ОЗУ при первом включении питания. Нажатие кнопки сброса компьютера также будет повторно загружать операционную систему. Загрузку операционной системы из ПЗУ программы самозагрузки называют холодным пуском.

Пользователь системы осуществляет горячий пуск путем нажатия специальной клавиши на пульте оператора. Горячий пуск происходит быстрее холодного, потому что в нем используется часть операционной системы в ОЗУ для повторной загрузки оставшейся части операционной системы.

В компьютерах, ориентированных на ПЗУ, часть ОЗУ заменена на ПЗУ. Для хранения большого объема информации в них могут применяться кассеты с магнитной лентой или диски..

Управляющую программу для системы, ориентированной на ПЗУ, называют монитором. Обычно для составления монитора используется язык программирования типа БЕЙСИК.

14.1.4. ВВОД-ВЫВОД ДАННЫХ

Компьютеры связываются с периферийными устройствами системы посредством входных и выходных портов. Во многих персональных компьютерах используются интегральные схемы ввода-вывода специального назначения, предназначенные для сопряжения вычислительной машины с конкретным периферийным устройством. Такие интегральные схемы называют программируемыми периферийными интегральными схемами (управляющие устройства на гибких дисках, дисплеи на электронно-лучевых трубках, универсальные асинхронные приемопередатчики и программируемые параллельные порты ввода и вывода данных).

14.1.5. МАШИННЫЕ ЦИКЛЫ

Все компьютеры выполняют команды в виде последовательности машинных циклов. В микропроцессорах используются по крайней мере два типа машинных циклов - циклы записи и считывания.

Во время цикла считывания центральный процессор считывает содержимое ячейки памяти. Он передает адрес ячейки в память с помощью набора линий, называемого адресной шиной. Это происходит в течение первой части цикла считывания.

По получении адреса интегральная схема памяти передает данные, хранящиеся по этому адресу, на другой набор линий, называемый шиной данных. В конце цикла центральный процессор фиксирует эту информацию.

Во время цикла записи центральный процессор записывает данные в ячейку памяти. Во время первой части цикла адрес передается на адресную шину. Приблизительно в это же время данные помещаются на шииу данных. В конце цикла ОЗУ фиксирует данные.

По одной или нескольким управляющим линиям в интегральные схемы памяти и устройства ввода-вывода поступают сведения о том, производит ли машина цикл записи или считывания. Управляющие линии информируют также ИС периферийных устройств о моменте фиксации данных во время цикла записи. В зависимости от типа процессора управляющие линии работают по-разному.

В некоторых микропроцессорах используется больше двух машинных циклов. Архитектура или конструкция некоторых компьютеров пре дусматривает специальный цикл считывания, называемый циклом выборки операционного кода. Его используют тогда, когда центральный процессор считывает первое слово команды. (В большинстве микропроцессоров команды могут состоять из одного, двух, трех и даже четырех слов.) Первое слово называют операционным кодом. Специальная уп равляющая линия показывает, когда цикл считывания является циклом выборки операционного "кода.

В машинах другой архитектуры для ввода-вывода данных имеется специальное адресное пространство. Эту особенность машины называют раздельным вводом-выводом. Циклы записи и считывания из раздельного пространства ввода-вывода называют циклами ввода н вывода соответственно. Одна или несколько управляющих линий позволяют периферийным устройствам различать циклы ввода-вывода и работы, памяти или циклы ввода и считывания, записи и вывода.

В некоторых компьютерах применяются и другие специальные ма шинные циклы. Выполнение центральным процессором одного из этих циклов определяется специальными управляющими линиями или комбинацией управляющих линий.

14.1.6. ДРУГИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Ряд больших интегральных схем не обладает достаточной нагрузочной способностью для передачи сигналов по информационным и адресным шинам. В таких случаях между выходами больших интегральных схем и шинами устанавливаются драйверы. Применение драйверов позволяет также объединить две однонаправленные шины в одну двунаправленную

Дешифраторы верхних адресов - это интегральные схемы, которые декодируют информацию с линий верхних адресов и передают сигналы на выводы «Выбор ИС» или «Разрешение» запоминающего устройства и ИС ввода-вывода. Дешифраторы верхних адресов не позволяют двум или нескольким ИС памяти реагировать на такие же адреса нижних адресных линий.

В некоторых микропроцессорах управляющие сигналы перед подачей на интегральные схемы памяти и ввода-вывода обрабатываются соответствующим образом с помощью простых схем (НЕ И, НЕ ИЛИ, И, ИЛИ и т. д.).

14.2. ВИДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Большинство неисправностей в интегральных схемах вызвано повреждениями соединений между корпусом и кремниевой пластиной-подложкой. Внешне такая неисправность воспринимается так, как будто вывод оборван, замкнут на землю, закорочен на источник питания или на другой вывод. Ряд отказов вызван повреждением элементов интегральных схем. Внешне это выглядит как частичная утрата функций ИС. Примером может служить добавление бита или его пропадание в перепрограммируемом ПЗУ из-за стирания в нем информации рентгеновским излучением.

Устойчивые отказы - это постоянные отказы. Примером может быть закорачивание контактов ввода или вывода данных на логический О или логическую 1. Устойчивые отказы обнаружить сравнительно легко.

«Смягченные» отказы происходят время от времени и кажутся случайными. Например, при нарушении контакта вывода данных с собственно интегральной схемой входы интегральной схемы, соединенные с дефектным выходом, будут «плавать». Логический уровень, принятый такими входами, часто будет зависеть от таких вторичных обстоятельств, как паразитные магнитные поля, комбинации данных на близко расположенных выводах и т. д. «Смягченные» отказы обнаружить гораздо труднее.

Отказ системы может быть следствием ошибок в программном обеспечении, т. е. в программе, управляющей системой. Ошибки в программном обеспечении могут быть результатом неправильной записи программы. Кроме того, они могут быть обусловлены непреднамеренным изменением правильного кода. Изменение может иметь место в результате неисправности аппаратных средств или ошибки пользователя.

Одним из наиболее интересных и обескураживающих аспектов обслуживания компьютера является взаимодействие программного обеспечения и аппаратных средств при наличии отказа. Для успешного обнаружения неисправности требуется глубокое понимание как аппаратных, так и программных средств.

Отказ при перезапуске происходит, если компьютер отказывается соответствующим образом реагировать или на подачу питания, илн на нажатие пусковой кнопки. Такие неисправности значительно труднее определить, чем те, которые становятся заметными после того, как машина возвращена в исходное состояние, так как признаки неисправности имеют при этом общий, неконкретный характер.