计算机故障诊断与维护第一章.ppt

计算机故障诊断与维护 第一章绪论 本章主要内容 计算机故障诊断与维护的意义 故障诊断的基本概念 故障诊断技术的产生和发展 第一节计算机故障诊断及维护的意义 在现代科技中 计算机的应用已深入各个领域 如 航空 航天 反导弹系统 过程控制和交通管理 在这些领域中 计算机哪怕有一个微小的故障 都可能造成灾难性的巨大损失 下面以几个因计算机故障造成的严重后果来说明计算机故障诊断的必要性和重要性 例1 一九八 年六月二日 北美战略空军司部发出了 苏联发起核进攻 的战争报警 司令部值班室计算机终端屏幕突然出现惊人的信息 苏联的洲际导弹和带有核弹头的潜艇导弹已经飞临美国 顿时 美国核轰炸部队的三分之一 差不多一百架安装有8个发动机的B 52飞机已准备升空 153个火箭分队已手摸发射按钮 1054枚 民兵 和 大力神 及24艘装有氢弹头的潜艇已准备随时出发 一架经过改装的有4个发动机的运输机已经起飞 准备接替可能被摧毁的战略防空司令部 作为空中指挥所 卡特总统的 空中一号 已经发动 一时间 世界面临一场核战争的威胁 最后查明这是由于计算机的一个小元件故障造成的 在美国 从一九七七年到一九八 年 竟发生了151次 造成美国的极大惊慌 例2 一九八一年七月四日 日本出现一启由于机器人故障造成的杀死修理人员事故 例3 一九七九年新西兰航空公司一架客机 由于计算机控制的自动飞行系统出故障 使飞机坠毁 机上257名乘客遇难 例4 英国 阿根廷的马尔维拉玆群岛战争中 英国一艘驱除舰因舰上计算机控制的防御系统出故障 将飞来的导弹误认为是友军的武器 没有将其击落 结果该舰被击沉 这些事实都说明计算机故障造成了严重后果 因而 如何保证计算机的可靠性成为一个必须解决的问题 第二节故障诊断的基本概念 一 概念1 故障 故障是指造成计算机功能错误的硬件损坏或程序错误 2 故障诊断 故障诊断是指检测故障 并确定其具体位置 3 故障测试 在电路的输入端加上一组输入向量序列XKI XK2 XKS和相应的输出向量序列ZK1 ZK2 ZKS 表示为 TK XK1 XK2 XKS ZK1 ZK2 ZKS S为测试长度 T1 Tn就构成一个测试集 二 人工测试和机器测试的区别1 人工测试 在待测的机器的输入端加一组信号 然后用示波器等设备逐级观察逻辑关系 2 机器测试 又称为自动测试 在测试对象输入端加一系列输入向量 通过测试其输出响应结果来进行诊断 XK1ZK1XK2ZK2 XKSZKS 被测对象 三 故障测试分类1 诊断测试 不仅能给出被测对象是好是坏的定性结论 而且当存在故障时还能给出故障的确切位置 2 检测测试 只能给出被测对象的好与坏的结论 不能给出具体故障位置 四 诊断测试分辨率所谓分辨率是诊断定位的精细程度的描述 五 常用术语1 0故障 固定为0的故障 某点 0 故障表示为S a 0 2 1故障 固定为1的故障 某点 1 故障表示为S a 1 3 等价类 故障 和故障 对一组测试的输出值都相等 则称故障 和故障 是等价的 所有相互等价的故障构成一等价类 4 可检测故障 如果一组测试对于故障f 类可使正常输出和故障输出有不同逻辑值 则称故障f 是可检测的 否则为不可检测故障 5 完全测试集 能够用来测试出所规定类型的每一故障的一组测试称为该测试对象的完全测试集 6 最小完全测试集 测试码所含数目最少的完全测试集 7 故障覆盖率 能够检测出来的故障数目与故障总数之比 8 故障字典 把完全测试集中每个测试码所对应的故障列成一个二维表格 第三节故障诊断技术的产生和发展 一 人工诊断 测试 由熟练的计算机维护人员凭经验 依赖示波器 万用表和校验电路等仪器来对计算机故障直接检测 而用检测程序作为辅助检查手段 二 功能测试法基本思想是把计算机看成一只带有输入和输出端的 黑箱 要想知道它的秘密 只允许在输入 输出端进行实验和观测 严禁撬开箱子窥看 进行功能测试的诊断程序通过伪随机数执行复杂指令 如乘 除 然后把得到的结果和执行简单指令 加 位移 减 组成的等效程序对同一伪随机数进行运算的结果比较 若相同 则认为机器正常 否则认为机器有故障 特点 方法简单 不需要对硬件深入了解 只需要掌握机器的功能和指令系统就行了 但该方法不能对机器故障进行定位 产生测试的程序 诊断对象 测试器 三 结构测试法 故障定位测试法 能对计算机电路进行直接测试 故障定位精度高 涉及硬件又比较少 速度较快 1 一维通路敏化法选择一条从故障位置到达输出的通路 这条通路称为敏化通路 2 多维通路敏化法 D算法 同时敏化从故障位置到达所有输出的通路 D算法克服了一维通路敏化法的弱点 成为有效算法 四 其他方法1 布尔差分法2 布尔微分法3 因果关系法4 图论法5 故障相容集和多个故障一步诊断法随着这些诊断理论的系统化 使现在的故障诊断程序已不仅能发现问题 而且能相当准确地给出故障部位及产生原因 并自动修复 五 我国故障诊断方法 软硬兼施 四诊八纲 1 四诊 望诊 通过观察机器状态