Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство просвещения ПМР

ГОУ «Тираспольский Техникум Информатики и Права»

Отделение Информационных технологий и экономических дисциплин

Дипломная работа

Тема: «Разработка лабораторного стенда для тестирования и диагностики узлов и блоков ПК»

Исполнитель:

Павлов Александр Евгеньевич, гр. 414

Специальность: ТОСВТ и КС

Руководитель:

Петрова Юлия Владимировна

г. Тирасполь - 2012

Министерство просвещения ПМР

ГОУ «Тираспольский техникум информатики и права»

Пояснительная записка к дипломной работе

На тему: «Разработка лабораторного стенда для тестирования и диагностики узлов и блоков ПК»

Специальность: 230106 (2204) «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»

Задание по экономике: «Современные формы и методы организации производства»

Задание по охране труда: «Меры безопасности при техническом обслуживании электронной техники»

Исполнитель Павлов А.Е. (Подпись)

Руководитель Петрова Ю.В. (Подпись)

Консультант по экономической части Барбунова Т.И. (Подпись)

Консультант по охране труда Дымкович М.Я. (Подпись)

Проект допущен к защите 2012г.

Зам. директора по учебной частиCыли Н.В. (Подпись)

Министерство просвещения ПМР

ГОУ «Тираспольский Техникум Информатики и Права»

Отделение Информационных технологий и экономических дисциплин

Задание на дипломную работу

Студент: Павлов Александр Евгеньевич группа: 414

Тема работы: Разработка лабораторного стенда для тестирования и диагностики узлов и блоков ПК

Утверждена приказом № дата

Срок сдачи работы:

Перечень вопросов дипломной работы

а) Обзор литературных данных по теме диплома.

б) Провести исследования по данной тематике:

- разработка схемы

- спроектировать стенд, устройство, узел.

- написать программу

- анализ рабочих характеристик

в) Привести инженерные расчеты данного разрабатываемого устройства.

д) Задание по экономической части: Современные формы и методы организации производства.

г) Задание по охране труда: Меры безопасности при техническом обслуживании электронной техники.

Руководитель «»20 г.

(подпись)

Задание принял к исполнению , «» 20 г. (подпись)

Реферат

В данной дипломной работе рассмотрена разработка лабораторного стенда для тестирования и диагностики узлов и блоков ПК.

Изучены классификация устройства ПК, их характеристики. Исследована структурная схема и конфигурация основного устройства персонального компьютера - материнской платы. А также устройство и подключение шины PCI.

В ходе дипломной работы разработано устройство POST Card PCI, которое применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации компьютеров типа IBM PC (или совместимых с ним).

POST Card PCI представляет собой плату расширения компьютера, которая может быть установлена в любой свободный PCI слот (33 МГц) и предназначена для отображения POST кодов, генерируемых BIOS'ом компьютера, в удобном для пользователя виде.

В экономической части рассмотрены формы и методы организации производства.

Изучение типов, форм и методов организации производства имеет большое значение для управления промышленным предприятием, так как эффективность организации производства является необходимым условием стабильной и прибыльной работы предприятия.

В части диплома связанной с охраной труда, рассмотрены меры безопасности при техническом обслуживании электронной техники: санитарно-гигиенические нормы, требования пожарной безопасности электробезопасность, защита от шума и вибраций, статическое электричество и электромагнитные излучения, требования к организации рабочего места и техника и требования безопасности при наладке и ремонте.

Оглавление

Введение

Глава 1. Разработка стенда для тестирования основных узлов и блоков ПК

1.1 Аналитический обзор по теме

1.1.1 Устройства ПК и их характеристики

1.1.2 Структурная схема и конфигурация ПК

1.1.3 Шина PCI

1.2 Практическая часть

1.2.1 Разработка устройства для тестирования и диагностики ПК

1.2.2 Разработка принципиальной электрической схемы устройства

1.2.3 Принцип работы POST Card

1.2.4 Особенности тестирования

1.2.5 Изготовление печатной платы POST Card PCI

Глава 2. Экономическая часть. Формы и методы организации производства

2.1 Изучение типов организации производства

2.2 Изучение методов и форм организации производства

2.3 Организационная структура и управление предприятием

2.4 Организация производственного процесса в ПМР

Глава 3. Охрана труда. Меры безопасности при техническом обслуживании электронной техники

3.1 Анализ условий труда

3.2 Характеристика санитарно- гигиеническихусловий труда

3.3 Защита от шума и вибрации на рабочих местах

3.4 Электрабезопасность. Требования безопасности при работе с электрооборудованием

3.5 Требования к организации и оборудованию рабочего места техника

3.6 Статическое электричество и электромагнитные излучения

3.7 Причины возникновения коротких замыканий, их профилактика

3.8 Требования безопасности при пайке

3.9 Требования пожарной безопасности. Причины возникновения пожаров в электронной аппаратуре

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Персональные компьютеры все прочнее входят в нашу жизнь. Если 15 лет назад их можно было увидеть только в солидных организациях, то сегодня ПК старенький или ультрасовременный, слабенький или невероятно мощный стоит в каждом магазине и офисе, фитнес-клубе и кафе, библиотеке и квартире. Сложно найти сферу человеческой деятельности, в которой не были бы задействованы компьютеры, они используются для ведения бухгалтерского учета и создания сложных научных моделей, разработки дизайна и создания музыки, хранения и поиска информации в базах данных, игр и прослушивания музыки.

Персональный компьютер можно рассматривать с двух точек зрения аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Разумеется, эти сферы тесно взаимосвязаны без аппаратного обеспечения не будет работать ни одна программа, а без программного обеспечения аппаратное обеспечение будет представлять собой просто набор микросхем.

Цель данной дипломной работы рассмотрение аппаратного обеспечения, исследование схемотехнических решений устройств для исследований работы материнской платы, разработка макета стенда для тестирования и диагностики основных узлов и блоков ПК.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач. Во-первых, необходимо изучить материнскую плату и размещенные на ней устройства (процессор, оперативную память - ОЗУ, постоянную память - ПЗУ). Затем следует рассмотреть устройства хранения и накопления информации жесткие диски, а также дисководы различных типов. Следующим объектом для изучения должны стать звуковая и видеосистемы ПК. И, наконец, необходимо обзорно рассмотреть периферийное оборудование, которое тоже является аппаратным обеспечением.

Данная тема является актуальной, так как, материнская плата предназначена для размещения или подключения всех остальных внутренних устройств компьютера - служит своеобразной платформой, на базе которой строится конфигурация всей системы.

Организация производства-- это система мер, направленных на рационализацию сочетания в пространстве и времени вещественных элементов и людей, занятых в процессе производства.

Под организацией производственного процесса понимают методы подбора и сочетания его элементов в пространстве и времени с целью достижения эффективного конечного результата.

Главной задачей организации производства является максимальное удовлетворение потребностей общества.

Множество производственных процессов, происходящих на предприятии, представляет собой совокупный производственный процесс. Процесс производства каждого отдельного вида продукции предприятия называют частным производственным процессом. В свою очередь в частном производственном процессе могут быть выделены частичные производственные процессы как законченные и технологически обособленные элементы частного производственного процесса.

Важна также грамотная организация охраны труда на предприятии, а именно: необходима служба охраны труда, необходимо проведение обучения работников, должны быть предусмотрены мероприятия пожарной безопасности, обеспечение работников соответствующими средствами индивидуальной защиты, а также проводиться аттестация рабочих мест.

Дипломная работа состоит из трех частей. В технической части рассмотрена разработка лабораторного стенда для тестирования и диагностики узлов и блоков ПК. В экономической части рассмотрены формы и методы организации производства. В части диплома связанной с охраной труда, рассмотрены меры безопасности при техническом обслуживании электронной техники

Глава 1. Разработка стенда для тестирования основных узлов и блоков ПК

1.1 Аналитический обзор по теме

Архитектура - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман. Он подключился к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 г., когда ее конструкция была уже выбрана. В процессе работы во время многочисленных дискуссий со своими коллегами Г. Голдстайном и А. Берксом фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. В 1946 г. ученые изложили свои принципы построения вычислительных машин в ставшей классической статье “Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства”. С тех пор прошло полвека, но выдвинутые в ней положения сохраняют актуальность и сегодня.

Еще одной поистине революционной идеей, значение которой трудно переоценить, является предложенный Нейманом принцип “хранимой программы”. Первоначально программа задавалась путем установки перемычек на специальной коммутационной панели. Это было весьма трудоемким занятием: например, для изменения программы машины ENIAC требовалось несколько дней (в то время как собственно расчет не мог продолжаться более нескольких минут - выходили из строя лампы). Нейман первым догадался, что программа может также храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений.

Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рис. 1. Следует отметить, что внешняя память отличается от устройств ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках относится к внешней памяти, а клавиатура - устройство ввода, дисплей и печать - устройства вывода.

Рис. 1. Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана

Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные - управляющих сигналов от процессора костальным узлам ЭВМ

Устройство управления и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок - процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств (сюда относятся выборка команд из памяти, кодирование и декодирование, выполнение различных, в том числе и арифметических, операций, согласование работы узлов компьютера). Более детально функции процессора будут обсуждаться ниже.

Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров “многоярусно” и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (исполняемая программа, часть необходимых для нее данных, некоторые управляющие программы), и внешние запоминающие устройства (ВЗУ) гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом (и значительно меньшей стоимостью в расчете на 1 байт хранимой информации). На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не заканчивается - определенные функции выполняют и СОЗУ (сверхоперативное запоминающее устройство), и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), и другие подвиды компьютерной памяти.

В построенной по описанной схеме ЭВМ происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти.из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством - счетчиком команд в УУ. Его наличие также является одним из характерных признаков рассматриваемой архитектуры.

Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название “фон-неймановской архитектуры”. Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день - фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины).

По-видимому, значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.

1.1.1 Устройства ПК и их характеристики

Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию.

Рассмотрим IBM - совместимый настольный персональный компьютер. Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями.

Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так и компьютеров.

К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:

· системный блок;

· клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;

· манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;

· монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации.

Системный блок

В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера.

По форме корпуса бывают:

· Desktop - плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора

· Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.

Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК.

Порты (каналы ввода - вывода)

На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты :

· Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)

· VGA - интегрированный в материнскую плату VGA - контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК

· COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1--СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.

· PS/2 - асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь

· LPT - параллельные (обозначаемые LPT1--LPT4), к ним обычно подключаются принтеры

· USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса)

· IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.

· iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.

· Bluetooth ("блутус") - высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetoothадаптера, то он может быть выполнен ввиде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру

· Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход

Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности.

В системном блоке расположены основные узлы компьютера:

· Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства

· блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера;

· накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).

· накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD - RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски

· накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;

· устройства охлаждения

Клавиатура

Клавиатура- устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп:

· Клавиши пишущей машинки

· Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется клавишей NumLock)

· Клавиширедактирования (Insert, Delete, Back Space)

· Клавиши управления курсором (две группы клавиш: четыре клавиши со стрелками и четыре клавиши:Home, End, PageUp, PageDown)

· Специальныеклавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause)

· Функциональные клавиши F1 - F12 (расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд)

Размещение клавиш первой группы соответствует пишущей машинке. Расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы - как на русской пишущей машинке.

Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша [Shift]. Например, чтобы ввести прописную букву, надо нажать клавишу [Shift] и, не отпуская ее, нажать клавишу с требуемым символом.

Клавиша [CapsLock] служит для фиксации режима прописных букв. Клавиша [Space] служит для создания пробела между символами. Клавиша [Enter] при редактировании текста работает как «возврат каретки» на пишущей машинке. Кроме того, нажатие этой клавиши может означать окончание ввода команды или другой информации и обращение к компьютеру.

Переключение языка клавиатуры (русский - украинский - английский) можно осуществить с помощью переключателя клавиатуры, расположенного на панели задач, либо с помощью сочетаний клавиш (Shift+ Ctrl или Shift+ Alt)

Манипулятор мышь

Манипулятор мышь - устройство управления манипуляторного типа. Небольшая коробочка с клавишами (1, 2 или 3 клавиши). Перемещение мыши по плоской поверхности (например, коврика) синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора.

Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками (одинарными или двойными). По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и оптические.

В портативных ПК в качестве мыши используются трекболы и пойнтеры. Комбинация монитора и мыши обеспечивают диалоговый режим работы пользователя с компьютером, это наиболее удобный и современный тип интерфейса пользователя.

Корпорация Microsoft выпустила новый набор из клавиатуры и мыши, предназначенный для настольных ПК. Продукт получил название NaturalErgonomicDesktop 7000, в нем используется беспроводная технология.

Мониторы

Мониторы - устройства, которые служат для обеспечения диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей от англ. pixel - pictureelement, элемент картинки), полученных разбиением экрана на столбцы и строки.

Количество пикселей на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. В настоящее время мониторы ПК могут работать в следующих режимах: 480х640, 600х800, 768х1024, 864х1152, 1024х1280 (количество пикселей по вертикали и горизонтали).

Разрешающая способность зависит от типа монитора и видеоадаптера. Каждый пиксел может быть окрашен в один из возможных цветов. Стандарты отображения цвета: 16, 256, 64К, 16М цветовых оттенков каждого пиксела.

По принципу действия все современные мониторы разделяются на:

· Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT)

· Жидкокристаллические дисплеи (LCD)

· Плазменные мониторы

Наиболее распространенными являются мониторы на электронно-лучевых трубках, но более популярными становятся мониторы с жидкокристаллическими дисплеями (экранами). Самое высокое качество изображения имеют современные плазменные дисплеи.

Стандартные мониторы имеют длину диагонали 14, 15, 17, 19, 20, 21 и 22 дюйма. В мониторах CRT изображение формируется электронно-лучевой трубкой. При настройке монитора необходимо устанавливать такие параметры разрешающей способности и режима отображения цвета, чтобы частота обновления кадров не превышала 85 Гц.

В мониторах LCD изображение формируется с помощью матрицы пикселей. Каждый пиксел формируется свечением одного элемента экрана, поэтому каждый монитор имеет свое максимальное физическое разрешение. Так, например, для мониторов 19 дюймов разрешающая способность 1280х1024.

Для того чтобы исключить искажения изображений на экране рекомендуется использовать мониторы LCD в режимах его максимального разрешения. Для мониторов LCD частота смены кадров не является критичной. Изображение выглядит устойчивым (без видимого мерцания) даже при частоте обновления кадров 60 Гц.

В плазменные мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселей, как и в мониторах LCD. Принцип работы плазменной панели состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии (холодная плазма).

Пиксел формирует группа из трех подпикселов, ответственных за три основных цвета, которые представляют собой микрокамеры, на стенках которых находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Это одна из наиболее перспективных технологий плоских дисплеев.

Достоинства плазменных мониторов заключаются в том, что в них отсутствует мерцание изображения, картинка имеет высокую контрастность и четкость по всему дисплею, имеют хорошую обзорность под любым углом и малую толщину панели. К недостаткам следует отнести - большая потребляемая мощность.

1.1.2 Структурная схема и конфигурация ПК

Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления.

Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных.

Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты.

Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Рис. 2 Конфигурация материнской платы

Микропроцессор

Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) - это ядро ПК. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel и совместимые с ними микропроцессоры других фирм.

Компоненты микропроцессора:

· АЛУ выполняет логические и арифметические операции

· Устройство управления управляет всеми устройствами ПК

· Регистры используются для хранения данных и адресов

· Схема управления шиной и портами - осуществляет подготовку устройств к обмену данными между микропроцессором и портом ввода - вывода, а также управляет шиной адреса и управления.

Основные характеристики процессора:

· Разрядность - число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров - это 32 - разрядные процессоры, но выпускаются и 64 - разрядные процессоры.

· Тактовая частота - количество циклов работы устройства за единицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.

· Наличие встроенного математического сопроцессора

· Наличие и размер Кэш- памяти.

Оперативная память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти, предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем.

Из нее процессор считывает программы и исходные данные для обработки в свои регистры, в нее записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится ждать при чтении или записи данных в память.

Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. По принципу действия различают динамическую память и статическую.

Ячейки динамической памяти представляют собой микро конденсаторы, которые накапливают заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой триггеры, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях.

Основные параметры, которые характеризуют ОЗУ - это емкость и время обращения к памяти. ОЗУ типа DDR SDRAM (синхронная память с двойной скорость передачи данных) считается наиболее перспективной для ПК.

Кэш-память

Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью.

При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.

Контроллеры

Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки. Поэтому необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные.

В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).

Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате

Системная магистраль

Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.

Для подключения контроллеров или адаптеров современные ПК снабжены такими слотами как PCI. Слоты PCI - E Express для подключения новых устройств к более скоростной шине данных. Слоты AGP предназначены для подключения видеоадаптера

Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы IDE и SCSI. Интерфейс - это совокупность средств соединения и связи устройств компьютера.

Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока.

Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных компьютера. К основным платам расширения, предназначенным для подключения к шине дополнительных устройств, относятся:

· Видеоадаптеры (видеокарты)

· Звуковые платы

· Внутренние модемы

· Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети)

· SCSI - адаптеры

Внешняя память. Классификация накопителей

Для хранения программ и данных в ПК используются накопители различных типов. Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем.

По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители. К накопителям на магнитных лентах относятся стримеры и др. Более широкий класс накопителей составляют дисковые накопители.

По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические.

К дисковым накопителям относятся:

· накопители на флоппи-дисках;

· накопители на несменных жестких дисках (винчестеры);

· накопители на сменных жестких дисках;

· накопители на магнитооптических дисках;

· накопители на оптических дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) с однократной записью и

· накопители на оптических DVD - дисках (DVD-R DVD-RW DVD-ROM и др.)

Дополнительные устройства

Периферийные устройства - это устройства, которые подключаются к контроллерам ПК и расширяют его функциональные возможности.

По назначению дополнительные устройства разделяются на:

· устройства ввода (трэкболлы, джойстики, световые перья, сканеры, цифровые камеры, диджитайзеры)

· устройства вывода (плоттеры или графопостроители)

· устройства хранения (стримеры, zip - накопители, магнитооптические накопители, накопители HiFD и др.)

· устройства обмена (модемы)

1.1.3 Шина PCI

Разработка шины PCI началась весной 1991 года как внутренний проект корпорации Intel (Release 0.1). Специалисты компании поставили перед собой цель разработать недорогое решение, которое бы позволило полностью реализовать возможности нового поколения процессоров 486/Pentium/P6 (вот уже половина ответа). Особенно подчеркивалось, что разработка проводилась "с нуля", а не была попыткой установки новых "заплат" на существующие решения. В результате шина PCI появилась в июне 1992 года (R1.0). Разработчики Intel отказались от использования шины процессора и ввели еще одну "антресольную" (mezzanine) шину.



Рис. 3 Локуальная шинаPCI

Благодаря такому решению шина получилась, во-первых, процессоро - независимой (в отличие от VLbus), а во-вторых, могла работать параллельно с шиной процессора, не обращаясь к ней за запросами. Например, процессор работает себе с кэшем или системной памятью, а в это время по сети на винчестер пишется информация. Просто здорово! На самом деле идиллии, конечно, не получается, но загрузка шины процессора снижается здорово. Кроме того, стандарт шины был объявлен открытым и передан PCI SpecialInterestGroup, которая продолжила работу по совершенствованию шины (в настоящее время доступен R2.1), и в этом, пожалуй, вторая половина ответа на вопрос "почему PCI?"

Основные возможности шины следующие.

· Синхронный 32-х или 64-х разрядный обмен данными (правда, насколько мне известно, 64-разрядная шина в настоящее время используется только в Alpha-системах и серверах на базе процессоров IntelXeon, но, в принципе, за ней будущее). При этом для уменьшения числа контактов (и стоимости) используется мультиплексирование, то есть адрес и данные передаются по одним и тем же линиям.

· Поддержка 5V и 3.3V логики. Разъемы для 5 и 3.3V плат различаются расположением ключей



Рис. 4. а) 32 разрядная шина PCIс напряжением 5V, б) 32 разрядная шина PCIс напряжением питания 3.3V

Существуют и универсальные платы, поддерживающие оба напряжения. Заметим, что частота 66MHz поддерживается только 3.3V логикой.

· Частота работы шины 33MHz или 66MHz (в версии 2.1) позволяет обеспечить широкий диапазон пропускных способностей (с использованием пакетного режима):

o 132 МВ/сек при 32-bit/33MHz;

o 264 MB/сек при 32-bit/66MHz;

o 264 MB/сек при 64-bit/33MHz;

o 528 МВ/сек при 64-bit/66MHz.

При этом для работы шины на частоте 66MHz необходимо, чтобы все периферийные устройства работали на этой частоте.

· Полная поддержка multiplybusmaster (например, несколько контроллеров жестких дисков могут одновременно работать на шине).

· Поддержка write-back и write-through кэша.

· Автоматическое конфигурирование карт расширения при включении питания.

· Спецификация шины позволяет комбинировать до восьми функций на одной карте (например, видео + звук и т.д.).

· Шина позволяет устанавливать до 4 слотов расширения, однако возможно использование моста PCI-PCI для увеличения количества карт расширения.

· PCI-устройства оборудованы таймером, который используется для определения максимального промежутка времени, в течении которого устройство может занимать шину.

При разработке шины в ее архитектуру были заложены передовые технические решения, позволяющие повысить пропускную способность.

Шина поддерживает метод передачи данных, называемый "linearburst" (метод линейных пакетов). Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) "одним куском", то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта. Естественным образом при этом увеличивается скорость передачи собственно данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов.

Шина PCI является той черепахой, на которой стоят слоны, поддерживающие "Землю" - архитектуру Microsoft/IntelPlugandPlay (PnP) PC architecture. Спецификация шины PCI определяет три типа ресурсов: два обычных (диапазон памяти и диапазон ввода/вывода, как их называет компания Microsoft) и configurationspace - "конфигурационное пространство".

Рис. 5. конфигурационное пространство

Конфигурационное пространство состоит из трех регионов:

· заголовка, независимого от устройства (device-independentheaderregion);

· региона, определяемого типом устройства (header-typeregion);

· региона, определяемого пользователем (user-definedregion).

Следующий регион содержит регистры диапазонов памяти и ввода/вывода, которые позволяют динамически выделять устройству область системной памяти и адресного пространства. В зависимости от реализации системы конфигурация устройств производится либо BIOS (при выполнении POST - power-onselftest), либо программно. Базовый регистр expansion ROM аналогично позволяет отображать ROM устройства в системную память. ПолеCIS (CardInformationStructure) pointerиспользуетсякартамиcardbus (PCMCIAR3.0). С Subsystemvendor/Subsystem ID все понятно, а последние 4 байта региона используются для определения прерывания и времени запроса/владения.

1.2 Практическая часть

1.2.1 Разработка устройства для тестирования и диагностики ПК

POST Card PCI применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации компьютеров типа IBM PC (или совместимых с ним).

POST Card PCI представляет собой плату расширения компьютера, которая может быть установлена в любой свободный PCI слот (33 МГц) и предназначена для отображения POST кодов, генерируемых BIOS'ом компьютера, в удобном для пользователя виде.

Благодаря применению ПЛИС фирмы Altera стало возможным создание простого и доступного для повторения устройства радиолюбителями со средней квалификацией.

Технические характеристики:

· Напряжение питания: +5 В.

· Ток потребления, не более: 200 мА.

· Частота шины PCI: 33 МГц.

· Адрес диагностического порта: 0080h.

· Индикация POST кодов: в шестнадцатеричном виде, один байт.

· Индикация сигналов PCI шины: RST (левая точка индикатора), CLK (правая точка индикатора).

· Индикаторы наличия напряжений питания PCI шины: +5 В; +12 В; -12 В; +3,3 В.

· Совместимость с материнскими платами чипсетах: Intel, VIA, SIS.

· Размер печатной платы: 112 х 90 мм.

Так как рабочая частота шины PCI относительно высока (33 МГц), то реализация подобного устройства на дискретных микросхемах стандартной логики проблематична, поэтому в качестве основы устройства была выбрана недорогая ПЛИС фирмы Altera EPM3064ALC44-10, имеющая достаточное быстродействие и в то же время выпускающаяся в корпусе PLCC44, что при применении соответствующей панельки с стандартным шагом выводов 2,5 мм дает возможность повторить устройство радиолюбителям со средней квалификацией.

EPM3064ALC44-10 представляет собой программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), содержащую 1250 вентилей, которая может быть запрограммирована под нужды разработчика при помощи ПО фирмы Altera прямо в изготовленном устройстве через специальный разъем JTAG. Для программирования используется специальный кабель ByteBlasterMV, подключаемый к LPT порту любого компьютера. Схема кабеля свободно распространяется фирмой Altera.

Память ПЛИС изготовлена по EEPROM технологии и позволяет производить до 100 циклов записи/стирания.



Рис. 6 Общий вид устройства

1.2.2 Разработка принципиальной электрической схемы устройства

Рис. 7. Принципиальная электрическая схема устройства

Сигналы с PCI шины компьютера AD0-AD15, C/BE0-C/BE3, CLK, RST, FRAME, IRDY, TRDY, IDSEL, DEVSEL подаются на ПЛИС DD1, на которой реализовано простейшее Target PCI устройство вывода по фиксированному адресу 080H. При каждом поступлении POST кода с шины PCI этот POST код защелкивается во внутреннем 8-разрядном регистре ПЛИС, преобразуется в шестнадцатеричный семи сегментный код и в последовательном виде через буферный элемент DD3A поступает на сдвиговые регистры DD5, DD4.

По сигналу загрузки DATA_STORE, проходящему из ПЛИС через буферный элемент DD3D, POST код переписывается из внутренних последовательных регистров DD5, DD4 в их внутренние параллельные регистры и, через токоограничительные резисторы R1-R16, подается на сдвоенный семи сегментный индикатор HL1 для индикации. Кроме того, две точки на индикаторе HL1 служат для отображения состояния сигналов RST и CLK PCI шины компьютера. Зажигание правой точки соответствует наличию активного сигнала синхронизации CLK шины PCI, зажигание левой точки - наличию активного сигнала RST шины PCI.

На элементах DD3B, DD3F, DD3E, DD3С собран тактовый генератор, который обеспечивает независимость работы узла индикации в случае срыва генерации CLK PCI шины в неисправном компьютере. Так как на некоторых старых моделях материнских плат на PCI слотах отсутствует напряжение +3,3 В, то для питания ПЛИС на ИС DD2 собран стабилизатор напряжения +3,3 В. Светодиоды D1-D4 служат для индикации наличия напряжений питания +12 В; -12 В; +3,3 В; +5 В в слоте PCI, в который вставлена POST карта.

Из особенностей работы данной POST Card хочется отметить то, что после включения питания компьютера (или нажатия на кнопку RESET) и до появления первого POST кода на индикатор POST Card выводится специальный символ (рис.8), который свидетельствует об отсутствии вывода компьютером каких-либо POST кодов.

Рис. 8 Спецсимвол

Это облегчает диагностику и позволяет наглядно определить, стартует ли компьютер вообще. Кроме того, этот же символ выводится при программном сбросе PCI шины для фиксации прохождения короткого сигнала RST (RESET).

1.2.3 Принцип работы POST Card

При каждом включении питания компьютера, совместимого с IBM PC, и до начала загрузки операционной системы процессор компьютера выполняет процедуру BIOS под названием "Самотест по включению питания" - POST (PowerOnSelfTest). Эта же процедура выполняется также при нажатии на кнопку RESET или при программной перезагрузке компьютера.

Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем компьютера (таких как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски и т. д.) перед загрузкой операционной системы. Это в некоторой степени застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на HDD. Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует так называемый POST код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода компьютера. В случае обнаружения неисправности в тестируемом устройстве процедура POST просто "зависает", а предварительно выведенный POST код однозначно определяет, на каком из тестов произошло "зависание". Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST кодов полностью определяется глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST BIOS'а компьютера.

Таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, несколько отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS. Таблицы POST кодов можно найти на соответствующих сайтах производителей BIOS: для AWARD, есть они и на сайте журнала “Радиохобби”.

1.2.4 Особенности тестирования

Последовательность действий при ремонте компьютера с использованием POST Card выглядит следующим образом:

· выключаем питание неисправного компьютера;

· устанавливаем POST Card в любой свободный слот материнской платы;

· включаем питание компьютера и считываем с индикатора POST Card соответствующий POST код, на котором "зависает" загрузка компьютера;

· по таблицам POST кодов определяем, на каком из тестов возникли проблемы и осмысливаем вероятные причины;

· при выключенном питании производим перестановки шлейфов, модулей памяти и других компонентов с целью устранить неисправность.

· повторяем пункты 3, 4, 5, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.

· при помощи программных утилит производим окончательное тестирование аппаратных компонентов, а в случае плавающих ошибок - осуществляем длительный прогон соответствующих программных тестов.

При ремонте компьютера без использования POST Сard пункты 2-4 этой последовательности просто опускают и со стороны ремонт компьютера выглядит просто как лихорадочная перестановка памяти, процессора, карт расширения, блока питания, и в довершение всего - материнской платы.

1.2.5 Изготовление печатной платы POST Card PCI

Двухслойная печатная плата POST Card PCI с металлизацией переходных отверстий (рис.8 и рис.9) изготовлена из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, фольга 18 мкм. Контакты ножевого разъема PCI желательно покрыть износостойким материалом.



Рис. 9. Вид печатной платы POST Card PCI со стороны компонентов

Рис. 10. Вид печатной платы POST Card PCI со стороны токопроводящих дорожек

Рис. 11. Монтажная схема POST Card

При изготовлении устройства необходимо обратить внимание на правильную установку панельки PLCC44 под ПЛИС DD1 по ключу, а также во время пайки не допускать затекания флюса внутрь панельки.

Для настройки POST Card и первого включения следует по возможности использовать старую исправную материнскую плату с шиной PCI. Первое включение POST Card производится без установленной в панельку ПЛИС DD1, при этом следует проверить напряжение питания ПЛИС (35, 15, 3, 23 ножки DD1), выдаваемое стабилизатором DD2 - оно должно быть около +3,3 В, а также необходимо убедиться в наличии стабильных импульсов прямоугольной формы на частотах около 100-200 кГц на 6 и 10 ножках ИС DD3.

Кроме того, компьютер с установленной POST Card без ПЛИС должен нормально загружаться, что говорит об отсутствии дефектов монтажа. Если эти предварительные проверки прошли успешно, то можно установить ПЛИС в панельку, подключить к разъему X1 JTAG кабель ByteBlasterMV, подать на POST Card питание +5 В и при помощи свободно распространяемого ПО AlteraStand-AloneProgrammer 10.23 (14 Мбайт) запрограммировать ПЛИС. Демо-версия прошивки, позволяющая отобразить первые 8 POST кодов, приведена на сайте журнала “Радиохобби” (файл PCI_POST_CARD_DEMO_8kod.pof).

Этого вполне достаточно, чтобы проверить, работает ли материнская плата вообще, а также проверить исправность памяти компьютера.

Исходя из выше сказанного в дипломной работе рассмотрены:

· Структура ЭВМ - совокупность элементов и связи между ними.

· Совместимость устройств являющихся основопологающимся принципом открытой архитектуры.

· Стандарт шины PCI разработан и распространяется специальной группой взаимодействия периферийных компонентов, являющийся некорпоротивной ассоциацией представителей микрокомпьютерной промышленности.

· Методика проверки компьютера с помощью тестера.

Так же построен макет стенда POST Card PCI который применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации ПК, а так же анализирующий работу материнской платы. Для построения стенда разработана структурная принципиальная схема устройства, рассмотрен принцип работы POST Card и особенности тестирования. Изготовлена печатная плата с металлизацией выходных отверстий из стеклотекстолита.

Глава 2. Экономическая часть. Формы и методы организации производства

2.1 Изучение типов организации производства

Понятие и сущность производства

Приступая к исследованию основных типов, форм и методов организациипроизводства, первоочередным шагом является определение главных понятий, понятий - производственное предприятие и производство.

«Производственное предприятие - это обособленная специализированная единица, основанием которой является профессионально организованный трудовой коллектив, способный с помощью имеющихся в его распоряжении средств производства изготовить нужную потребителям продукцию (выполнять работы, оказывать услуги) соответствующего назначения, профиля и ассортимента».

К производственным предприятиям относятся заводы, фабрики, комбинаты, шахты, карьеры, порты, дороги, базы и другие хозяйственные организации производственного назначения.

«Производство - это процесс создания материальных благ, необходимых для существования и развития общества.»

«Процесс производства на промышленном предприятии представляет собой совокупность технологических операций по непосредственному изготовлению продукции и разнообразных вспомогательных и обслуживающих процессов, обеспечивающих нормальную работу основных подразделений».

Каждое предприятие состоит из производственных подразделений. В состав предприятий могут также входить организации и учреждения, призванные удовлетворять нужды работников и членов их семей.

«Производственные подразделения предприятия - цехи, участки, обслуживающие хозяйства и службы, прямо или косвенно участвующие в производственном процессе, взаимосвязи между ними, принятые в совокупности, составляют производственную структуру предприятия»

Содержание производства определяет трудовая деятельность, предполагающая три составляющие:

- целесообразную работу, или сам труд;

- предметы труда, т.е. все то, на что направлена рациональная деятельность человека (сырье, материалы, полуфабрикаты и т.п.);

- средства (орудия) труда (машины, оборудование, инструмент и т.п.), с помощью которых человек преобразует предметы труда, приспосабливая их для удовлетворения своих потребностей.

Организация производства представляет собой систему мер и мероприятий, направленных на рациональное сочетание труда с вещественными элементами производства, орудиями и предметами труда.

Эта система мероприятий, кроме того, направлена на оптимальное сочетание частных производственных процессов между собой в пространстве и времени и на этой основе - на повышение эффективности производства. Различают формы организации общественного производства, типы организации производства и методы организации производственных процессов. Следует отметить, что производство новой продукции невозможно без комплексной характеристики технических, организационных и экономических особенностей производства.

Характеристика типов организации производства

С целью изучения характерных особенностей организации производства на различных предприятиях требуется их группировка по типам.

«Тип производства - классификационная категория организации производства, характеризующая ширину номенклатуры продукции, регулярность, стабильность выпуска и объем производства.»

«Тип производства определяется главным образом степенью специализации рабочих мест, формой связи различных операций по времени и в пространстве, сложностью и устойчивостью номенклатуры продукции, размерами ее выпуска.»

«Тип производства - совокупность организационно-технических и экономических характеристик и особенностей сочетания факторов и элементов организации производства, обусловленных номенклатурой, масштабом и регулярностью выпуска продукции. В свою очередь, номенклатура и масштаб (программа) выпускаемой продукции определяют уровни концентрации, специализации, кооперирования и комбинирования производства»

...