《计算机维修技术第3版》第10章计算机系统故障原因分析2013教学提纲

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1、计算机维修技术 第3版第10章 计算机系统故障原因分析 易建勋 编著 清华大学出版社2013年8月,本课件随教材免费赠送给读者，读者可自由播放、复制、分发本课件，也可对课件内容进行修改。 课件中部分图片来自因特网公开的技术资料，这些图片的版权属于原作者。 感谢在因特网上提供技术资料的企业和个人。 本课件不得用于任何商业用途。 课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人都不得对本课件进行销售或修改后销售。 作者：易建勋 2013年8月,作者声明,第10章 计算机系统故障原因分析,10.1 计算机故障特点分析 10.1.1 计算机故障发生规律 10.1.2 导致硬件故障的因素 10.1.

2、3 导致软件故障的因素 10.1.4 导致环境故障的因素 10.2 计算机启动过程分析 10.2.1 开机上电过程分析 10.2.2 POST上电自检分析 10.2.3 MBR引导过程分析 10.2.4 装载操作系统过程分析 10.2.5 运行操作系统过程分析,10.3 计算机典型故障分析 10.3.1 死机故障现象分析 10.3.2 速度过慢故障分析 10.3.3 开机启动故障分析 10.3.4 外部接口故障分析 10.4 计算机常见故障分析 10.4.1 随机性故障分析 10.4.2 不兼容故障分析 10.4.3 硬件烧毁故障分析 10.4.4 常见故障原因分析,10.1.1 计算机故障发

3、生规律,梯田曲线 计算机故障的发生规律呈现梯田曲线规律。 规律：性能稳定期、故障多发期、产品淘汰期。,10.1.1 计算机故障发生规律,1性能稳定期 故障率较低； 性能稳定期大约1年左右； 故障类型主要为软件故障和环境故障。 2故障多发期 电子元件老化； 元件材料缺陷； 软件故障增加； 计算机病毒的破坏； 软件相互冲突等。 环境：潮湿、高温、灰尘、静电积累、浪涌电流等。 时期：24年左右。,10.1.1 计算机故障发生规律,3产品淘汰期 时期： 35年 软件故障不断增加； 软件的不断升级。 产品淘汰的主要原因是不能满足软件发展的需要。,10.1.2 导致硬件故障的因素,1电子元件失效原因分析

4、温度 温度超过60时，电子元件容易发生故障； 温度每上升10，电子元件可靠性降低25左右。 理想环境温度在1030之内。 湿度 湿度过高会使电子元件遭到腐蚀或短路。 湿度过低极易产生静电。 相对湿度应控制在4060为宜。,10.1.2 导致硬件故障的因素,振动 使内部有缺陷的电子元件加速失效； 造成电路接触不良； 造成线路断裂等。 电压 电容失效率正比于电容电压的5次幂。 漏电 电解电容发热及漏液； 印制电路和元器件漏电； 机箱漏电等。 原因：灰尘，潮湿空气，静电积累，电磁感应等。,10.1.2 导致硬件故障的因素,2机械部件失效原因分析 接触不良 工艺缺陷 板卡金手指擦伤； 插座簧片材料应力

5、释放不充分； 插座簧片变形等。 机械变形 光驱激光头定位偏移； 键盘按键失效； 光驱夹紧机构松动等。 板卡与插座之间变形，会导致接触不良。,10.1.3 导致软件故障的因素,1软件设计中存在的问题 软件设计错误或漏洞。 软件越做越大，越来越复杂，错误不可避免。 2操作系统设计中存在的问题 Windows易用性设计原则。 3软件应用中存在的兼容性问题 应用软件与操作系统存在冲突或不匹配。 应用软件与应用软件之间存在冲突。 应用软件新旧版本之间的冲突等。,10.1.4 导致环境故障的因素,1电源插座和开关 主机电源功率不够。 设备电源插头/插座接触不良。 2系统设置问题 显示器面板调整参数设置混乱

6、。 音箱音量开关关闭等。 3系统新特性 如节能功能自动关闭显示器，硬盘的电源等。,10.1.4 导致环境故障的因素,4灰尘的影响 灰尘使电路板的线路、插座等部件出现氧化现象，造成干扰信号，导致故障不断。 灰尘造成集成电路芯片散热不良等。 5人为故障 人为拉断电缆或接错电缆； 人为带电插拔； 人为强行关机； 人为硬盘振动等。,10.1.4 导致环境故障的因素,【补充】机箱内部灰尘,10.2 计算机启动过程分析,10.2.1 开机上电过程分析,1系统引导过程 (1)系统上电 (2)POST(上电自检) (3)运行主引导记录 (4)装载操作系统 (5)运行操作系统,10.2.1 开机上电过程分析,2

7、开机上电过程 ATX电源启动后，计算机并不马上工作。 电源采取了一系列保护设备安全的措施。 电源从起振到稳定之间，有一段延迟时间。 各组电压稳定后，电源输出PW_OK信号。 PW_OK为高电平时，表示电源正常。 如果主板没有接收到这个信号，时钟芯片会持续向CPU发送复位信号，CPU不工作。,10.2.1 开机上电过程分析,主机上电时序,10.2.2 POST上电自检分析,1POST检测顺序 核心部件检测： 检测CPU校验BIOS正确性检测CMOS芯片检测北桥芯片检测南桥芯片检测键盘控制器检测前16KB内存检测显卡BIOS检测中断控制器检测高速缓冲控制器。 以上测试如果部件有故障，计算机会处于挂

8、起状态，这些故障称为致命性故障。 非核心部件检测： 检测CMOS配置数据检测显卡检测16KB以上的DRAM检测键盘检测串行接口检测硬盘检测其它设备。,10.2.2 POST上电自检分析,2检测核心部件的正确性 POST发现致命性故障时，不能给出提示或信号。 对于非致命性故障，会用喇叭鸣笛来报告错误； 鸣笛声的长短和次数代表了错误的类型。,10.2.2 POST上电自检分析,3初始化主要部件 初始化北桥芯片和系统总线。 初始化南桥芯片和外设总线。 初始化中断控制器。 初始化DMA控制器。 初始化定时器/计数器。 初始化各种外设总线。 初始化其他功能芯片（如音频，网络，外设芯片）。 调用外设BIO

9、S 调用显卡BIOS。 调用其他BIOS程序（如硬盘固件等）。,10.2.1 开机上电过程分析,北桥芯片初始化过程,10.2.1 开机上电过程分析,计算机开机时序,10.2.2 POST上电自检分析,调用显卡BIOS,10.2.2 POST上电自检分析,【补充】显卡BIOS显示,10.2.2 POST上电自检分析,调用显卡BIOS,10.2.2 POST上电自检分析,8显示资源列表 POST完成后，清屏并显示“资源列表” 。 显示资源列表说明硬件没有致命性故障（硬盘除外）。,10.2.2 POST上电自检分析,资源列表,10.2.2 POST上电自检分析,10运行INT 13H（INT 19）

10、 POST的最后一项工作，即根据BIOS指定的启动顺序从硬盘搜索启动程序。 如果找到启动程序，系统不可屏蔽中断NMI有效，并执行硬盘中断服务程序INT 13H； 主机喇叭蜂鸣一声，表示POST检测成功并结束。 这时系统控制权交给INT 13H。,10.2.3 MBR引导过程分析,1硬盘系统区结构 FAT32文件系统结构 MBR（主引导记录） OBR（操作系统引导记录） FAT（文件分配表） DIR（根目录表） DATA（用户数据区） 系统扇区为20100MB左右。 系统扇区不可见。,10.2.3 MBR引导过程分析,2INT 13H进行系统引导 MBR运行过程 INT 13H寻找硬盘中的主引导

11、记录（MBR）； 读取MBR，执行其中的程序代码； 检查分区表是否正确； 确定活动分区（一般为C盘）； 将硬盘中的OBR（操作系统引导记录）装入内存； POST自检结束，控制权交由操作系统。,10.2.3 MBR引导过程分析,如果系统扇区发生故障，会导致引导失败。 如果硬盘没有主引导记录或主引导记录损坏； BIOS转入第2引导盘（光盘）进行查找； 如果没有找到系统引导盘，则系统待机。,10.2.4 装载操作系统过程分析,1Windows XP引导机制 操作系统取得控制权后，将NTLDR（WinXP引导文件）或BOOTMGR（Win7引导文件）调入内存执行，这时操作系统开始启动。,10.2.4

12、装载操作系统过程分析,Windows XP核心引导文件 （1）Ntldr 功能：解析Boot.ini文件，装载操作系统。 （2）Boot.ini 功能：建立启动系统选择菜单文件。 （3）NTDETECT.COM 功能：检测可用硬件设备并建立硬件列表。 （4）Ntoskrnl.exe 功能：Windows内核文件，系统配置的集合。 （5）Device 功能：各种设备的驱动文件。 （6）HAL.dll 功能：硬件抽象层软件。,10.2.4 装载操作系统过程分析,【补充】Windows XP核心引导文件,10.2.4 装载操作系统过程分析,【补充】Windows启动菜单,10.2.4 装载操作系统过

13、程分析,【补充】Linux启动菜单,10.2.4 装载操作系统过程分析,2Windows 7引导机制 Win7抛弃了NTLDR+boot.ini的引导机制； 采用bootmgr+boot目录+BCD文件的引导机制。 Windows 7引导顺序 开机上电POST读取硬盘主引导记录读取分区表读取活动主分区的分区引导记录读取bootmgr（引导管理器文件）寻找boot目录下的BCD文件（引导配置数据）显示启动菜单用户如果选择“Windows 7”菜单bootmgr去启动盘寻找winload.exe文件通过winload.exe加载Windows 7内核启动Windows 7操作系统。,10.2.5

14、运行操作系统过程分析,Windows XP运行过程 运行NTDETECT.COM 收集计算机硬件设备列表； 将设备列表返回给NTLDR； NTLDR将硬件设备信息加载到注册表中； 硬件设备检测结束后，进入系统配置阶段。 运行Ntldr 装载NToskrnl.exe、HAL.dll等核心文件； 读入注册表信息；加载设备驱动程序。 运行Ntoskrnl.exe 进行初始化；执行程序子系统；启动设备驱动程序； 运行Smss.exe程序。,10.2.5 运行操作系统过程分析,运行Smss.exe 初始化注册表，创建系统环境变量； 加载Win32k.sys内核模块； 启动子系统进程Csrss； 启动登陆

15、进程Winlogon等。 运行Winlogon 创建初始窗口和桌面对象等； 加载设备驱动程序； 加载本机安全验证子系统进程（Lsass.exe）。 运行Services.exe 加载所有在注册表中登记为开机自动启动的程序； 用户登录，系统启动成功。,10.2.5 运行操作系统过程分析,运行用户常驻内存程序 显示桌面，Windows引导系统过程结束。 运行系统自带程序：如时间显示，汉字输入法等； 运行用户安装的常据内存程序：杀毒程序，防火墙程序，QQ等应用程序。,10.2.5 运行操作系统过程分析,Windows进入桌面,10.3 计算机典型故障分析,10.3.1 死机故障现象分析,1死机故障现

16、象 计算机在工作状态下，系统不能使用。 一般情况下，重启后能够正常使用。 故障现象： 系统不工作，显示内容固定不变； 屏幕出现蓝屏； 键盘不能输入，鼠标不能移动； 软件运行非正常中断等现象。 原因：硬件、软件、环境。,10.3.1 死机故障现象分析,2硬件设备方面的原因 设备工作温度过高。 BIOS参数设置过高。 硬盘扇区故障。,10.3.1 死机故障现象分析,3操作系统方面的原因 注册表错误 驱动程序冲突 系统资源耗尽 虚拟内存不足 动态链接库文件删除,10.3.1 死机故障现象分析,4应用软件方面的原因 软件兼容性不好 软件内存分配不合理 计算机内存较小 程序浮点运算工作量巨大 计算机病毒,10.3.1 死机故障现象分析,5自检失败死机故障分析 自检失败的主要原因是硬件故障。 进行常规检查 线路连接故障 接触性故障 器件损坏故障等 利用测试卡进行检查 对照测试卡显示的故障代码，检查相关部件。,10.3.1 死机故障现象分析,6蓝屏死机故障分析 故障原因 驱动程序不兼容； 硬盘扇区逻辑错误； 应用程序导致内存溢出； CPU温度过高； 北桥芯片温度过高； 硬盘温度过高； 电源功率不足