Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

СИСТЕМНЫЕ РЕСУРСЫ КОМПЬЮТЕРА

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

Системными ресурсами называются коммуникационные каналы, адреса и сигналы, используемые узлами компьютера для обмена данными с помощью шин. Обычно под системными ресурсами подразумевают:

■ адреса памяти;

■ каналы запросов прерываний (IRQ);

■ каналы прямого доступа к памяти (DMA);

■ адреса портов ввода-вывода.

В приведенном списке системные ресурсы размещены в порядке уменьшения вероятности возникновения из-за них конфликтных ситуаций в компьютере. Наиболее распространенные проблемы связаны с ресурсами памяти, иногда разобраться в них и устранить причины их возникновения довольно сложно. Более подробно эти проблемы рассматриваются в главе 6, «Оперативная память». В данной главе речь идет о других видах перечисленных выше ресурсов. Так, возникает значительно больше конфликтов, связанных с ресурсами IRQ, чем с ресурсами DMA, поскольку прерывания запрашиваются чаще. Практически во всех платах используются каналы IRQ. Каналы DMA применяются реже, поэтому обычно их более чем достаточно. Порты ввода-вывода используются во всех подключенных к шине устройствах, но 64 Кбайт памяти, отведенной под порты, обычно хватает, чтобы избежать конфликтных ситуаций. Общим для всех видов ресурсов является то, что любая установленная в компьютере плата (или устройство) должна использовать уникальный системный ресурс, иначе отдельные компоненты компьютера не смогут разделить ресурсы между собой и произойдет конфликт.

Все эти ресурсы важны для различных компонентов компьютера. Платы адаптеров используют ресурсы для взаимодействия со всей системой и для выполнения своих

специфических функций. Каждой плате адаптера нужен свой набор ресурсов. Так, последовательным портам для работы важны каналы IRQ и уникальные адреса портов ввода-вывода, для аудиоустройств требуется еще хотя бы один канал DMA. Большинством сетевых плат используется блок памяти емкостью 16 Кбайт, канал IRQ и адрес порта ввода-вывода.

По мере установки дополнительных плат в компьютере растет вероятность конфликтов, связанных с использованием ресурсов. Конфликт возникает при установке двух или более плат, каждой из которых требуется линия IRQ или адрес порта ввода-вывода. Для предотвращения конфликтов на большинстве плат устанавливаются перемычки или переключатели, с помощью которых можно изменить адрес порта ввода-вывода, номер IRQ и т. д. А в современных операционных системах Windows9x, удовлетворяющих спецификации Plug and Play, установка правильных параметров осуществляется на этапе инсталляции оборудования. К счастью, найти выход из конфликтных ситуаций можно почти всегда, для этого нужно лишь знать правила игры.

Прерывания У Компьютера

Каналы запросов прерывания (IRQ), или аппаратные прерывания, используются различными устройствами для сообщения системной плате (процессору) о необходимости обработки определенного запроса.

Каналы прерываний представляют собой проводники на системной плате и соответствующие контакты в разъемах. После получения IRQ компьютер приступает к выполнению специальной процедуры его обработки, первым шагом той является сохранение в стеке содержимого регистров процессора. Затем происходит обращение к таблице векторов прерываний, в той содержится список адресов памяти, соответствующих определенным номерам (каналам) прерываний. В зависимости от номера полученного прерывания, запускается программа, относящаяся к данному каналу.

Указатели в таблице векторов определяют адреса памяти, по которым записаны программы-драйверы для обслуживания платы, пославшей запрос. к примеру, для сетевой платы вектор прерывания содержит адрес сетевых драйверов, предназначенных для работы с ней; для контроллера жесткого диска вектор указывает на программный код BIOS, обслуживающий контроллер.

После выполнения важных действий по обслуживанию устройства, пославшего запрос, процедура обработки прерывания восстанавливает содержимое регистров процессора (извлекая его из стека) и возвращает управление компьютером той программе, которая выполнялась до возникновения прерывания.

Благодаря прерываниям компьютер может своевременно реагировать на внешние события. к примеру, всякий раз, когда с последовательного порта в систему поступает новый байт, вырабатывается IRQ.

Аппаратные прерывания имеют иерархию приоритетов: чем меньше номер прерывания, тем выше приоритет. Прерывания с более высоким приоритетом обладают преимуществом и могут «прерывать прерывания». В результате в компьютере может возникнуть несколько «вложенных» прерываний.

При генерации большого количества прерываний стек может переполниться и компьютер зависнет. Если такая ошибка возникает слишком часто при работе в DOS, попытайтесь исправить ситуацию, увеличив параметр Stacks (размер стека) в файле Conf ig. sys.

В операционных системах Windows 9х и Windows NT такая ошибка встречается довольно редко.

По шине ISA запросы на прерывание передаются в виде перепадов логических уровней, причем для каждого из них предназначена отдельная линия, подведенная ко всем разъемам. Каждому номеру аппаратного прерывания соответствует свой проводник. Системная плата не может определить, в каком разъеме находится пославшая прерывание плата, поэтому возможно возникновение неопределенной ситуации в том случае, если несколько плат используют один канал. Чтобы этого не происходило, система настраивается так, что каждое устройство (адаптер) использует свою линию (канал) прерывания. Применение одной линии сразу несколькими разными устройствами в большинстве случаев недопустимо. Совместное использование прерывания допускается только PCI-устройствами. Эта возможность поддерживается системной BIOS и операционной системой.

Внешние аппаратные прерывания часто называются маскируемыми прерываниями, т. е. их можно отключить («замаскировать») на время, пока процессор выполняет другие критические операции.

Поскольку в шине ISA совместное использование прерываний обычно не допускается, при установке новых плат может обнаружиться недостаток линий прерываний. Если две платы используют одну и ту же линию IRQ, то их нормальную работу нарушит возникший конфликт.

Замечание

Прерывания шин ISA, EISA и МСА описаны в дополнении на прилагаемом компакт-диске.

Прерывания Шины Pci

Шина PCI поддерживает аппаратные прерывания, которые использует установленное устройство, чтобы привлечь внимание шины. Это прерывания INTA#, INTB#, INTC# и INTD#. Прерывания ШТх# чувствительны к уровню, что позволяет распределять их среди нескольких устройств PCI. Если одиночное устройство PCI использует только одно прерывание, то им должно быть INTA# — одно из основных правил спецификации шины PCI. Остальные дополнительные устройства должны использовать прерывания INTB#, INTC# и INTD#.

Для нормального функционирования шины PCI в персональном компьютере ее прерывания должны быть установлены в соответствии с существующими прерываниями ISA. Прерывания ISA не могут использоваться совместно, поэтому в большинстве случаев для каждой платы PCI, использующей прерывание INTA# шины PCI, рекомендуется установить прерывания, отличные от неразделяемых прерываний шины ISA. Рассмотрим в качестве примера систему, имеющую четыре разъема PCI и четыре установленные платы PCI, каждая из которых использует прерывание INTA#. В таком случае каждой из плат должен быть назначен отдельный запрос прерывания ISA, к примеру IRQ9, IRQ 10, IRQ 11 или IRQ5.

Установка одинаковых прерываний для шин ISA и PCI обязательно приведет к конфликту. Также будут конфликтовать два устройства ISA с одинаковым прерыванием. Что же делать, если доступных прерываний недостаточно для всех установленных в системе устройств? В большинстве новых систем допускается использование одного прерывания несколькими устройствами PCI. Все системные BIOS, удовлетворяющие спецификации

Plug and Play, а также операционные инфраструктуры, начиная с Windows 95b (OSR 2), поддерживают функцию управления прерываниями. В таких компьютерах всю заботу о прерываниях берет на себя система. Обратите внимание, что оригинальная версия Windows 95, а также Windows 95а эту функцию не поддерживают.

Чаще всего BIOS назначает уникальные прерывания устройствам PCI. А если операционная система поддерживает управление прерываниями, то эту задачу она выполняет самостоятельно. рекомендуется заметить, что, даже если активизирована системная функция управления прерываниями, их начальное распределение берет на себя BIOS. Если свободных прерываний недостаточно, то операционная система распределяет одно прерывание между несколькими устройствами PCI. Если операционная система не обладает функцией управления прерываниями, то она просто деактивизирует устройство до появления свободного прерывания.

Чтобы определить, поддерживается ли описанная функция в вашем компьютере, выполните ряд действий.

1. Щелкните на кнопке Пуск (Start) и выберите команду НастройкаОПанель управления (SettingsOControl Panel).

2. Дважды щелкните на пиктограмме Система (System).

3. В появившемся окне активизируйте вкладку Устройства (Device Manager).

4. Щелкните на знаке «+» возле подгруппы Системные устройства (System Devices).

5. Дважды щелкните на компоненте Шина PCI (PCI Bus). В появившемся окне активизируйте вкладку Управление IRQ (IRQ Steering). Вы увидите группу флажков.

Управление прерываниями осуществляется с помощью нескольких таблиц. В поисках важных параметров Windows последовательно просматривает такие таблицы IRQ:

■ ACPI BIOS;

■ спецификации MS;

■ PCIBIOS 2.1 в защищенном режиме;

■ PCIBIOS 2.1 в реальном режиме.

Для устранения проблем с распределением прерываний попробуйте по одному отключать установленные по умолчанию флажки во вкладке Управление IRQ. В первую очередь используйте таблицу IRQ из ACPI BIOS, а если проблема не будет устранена — таблицу IRQ из PCIBIOS 2.1 в защищенном режиме. Обратите внимание, что описанные действия подходят только для Windows 98; в Windows 95 эти параметры несколько отличаются.

Шина PCI позволяет использовать два типа устройств — bus master (инициатор) и slave (назначение). Устройство bus master берет на себя управление шиной и инициирует передачу данных на устройство slave. Согласно спецификации PC 97 все устройства PCI могут выступать как в роли инициирующего, так и в роли получателя. В настоящее время практически все разъемы PCI поддерживают «универсальные» устройства.

Шиной PCI управляет арбитр, который является частью контроллера шины PCI в наборе микросхем системной логики. Именно этот арбитр управляет доступом всех устройств к шине. Перед «захватом» управления шиной устройство Bus Master получает на это разрешение у арбитра. Примерно аналогичные действия происходят в локальной сети: сначала отправляется запрос на выполнение определенных действий, а при получении положительного ответа на него выполняются сами действия.

Конфликты Прерываний

Вероятно, наиболее распространенный конфликт прерываний (IRQ) связан с интегрированным последовательным портом COM2, существующим в современных системных платах, и внутренним модемом (имеется в виду полноценный внутренний РС-модем, а не программный модем, который также называется WinModem). Внутренний модем, соединенный с одним из последовательных портов, использует его в качестве одного из элементов схемы собственной платы. Этот порт назначается по умолчанию как последовательный порт COM2. В результате в компьютере появляются два порта COM2, использующих одни и те же прерывания (IRQ) и адреса портов ввода-вывода.

Решить эту проблему достаточно просто: рекомендуется войти в BIOS Setup инфраструктуры и отключить встроенный порт COM2. Кроме того, можно подумать также об отключении порта СОМ1, который используется довольно редко. Отключение неиспользуемых портов СОМх — один из лучших способов высвобождения прерываний (IRQ) для других используемых устройств.

Чаще всего конфликты IRQ возникают между последовательными портами СОМ. Как уже отмечалось, прерывание IRQ 3 предназначено для COM2, a IRQ 4 — для СОМ1. Проблемы появляются при установке в компьютере дополнительных последовательных портов, что вполне логично, поскольку их максимальное количество равно четырем. Принятое в свое время распределение линий IRQ между портами СОМ оказалось неудачным. Прерывание IRQ 3 предназначено для портов СОМ с четными номерами, a IRQ 4 — для портов СОМ с нечетными номерами. В результате порты COM2 и COM4 используют одну линию IRQ 3, а порты СОМ1 и COM3 — IRQ 4. Следовательно, использовать одновременно СОМ1 и COM3 невозможно; то же самое относится и к портам COM2 и COM4. Напомним, что, если к одной линии IRQ подключено несколько устройств, ни одно из них не сможет привлечь к себе внимание процессора. При работе в DOS это допускалось, поскольку тогда одновременно могла выполняться только одна задача, но в системах Windows и OS/2 это совершенно невозможно.

Для того чтобы в компьютере можно было использовать более двух параллельных портов СОМ, необходима многопортовая плата, которая, помимо прерываний с номерами 3 и 4, позволяет использовать дополнительные прерывания.

Если в вашем компьютере какое-либо из перечисленных в таблице устройств отсутствует, к примеру на системной плате нет порта мыши (IRQ 12) или параллельного порта 2 (IRQ 5), то соответствующие им прерывания вы можете использовать как свободные. Так, второй параллельный порт встречается довольно редко и во многих компьютерах IRQ 5 используется в качестве звуковой платы.

Обратите внимание, что проще всего для проверки бесконфликтности прерываний использовать диспетчер устройств в Windows 9х или Windows NT/2000/XP Дважды щелкнув на пиктограмме Компьютер во вкладке Устройства окна Свойства: Система, вы получите краткий список всех используемых ресурсов инфраструктуры. Microsoft также включила программу HWDIAG в Windows 95В и более поздние версии; эта программа сообщает об использовании ресурсов инфраструктуры.

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.