Para poder detectar las fallas se aprovechan todos los medios a nuestro alcance. Tomamos las opciones que nos ofrecen el mismo equipo de cómputo, las diferencias que podemos observar desde el arranque y las rutinas de diagnóstico ya sea propias de los diferentes fabricantes o rutinas comerciales .

Cabe hacer notar la importancia de las anotaciones que hagamos del equipo, incluido el formato de recepción del equipo con el mayor número de observaciones posibles. De ser posible probar el equipo funcionando y checar el comportamiento de sus componentes.

2.- La CPU usa la dirección para encontrar y llamar al programa de arranque, que a su vez, utiliza una serie de chequeos del sistema, conocidos como autoprueba de arranque (POST). La CPU primera se checa a si misma y al programa POST al leer códigos en varias localidades y corroborarlos contra registros idénticos permanentes.

3.- La CPU envía en el BUS de sistema (es el medio o conjunto de circuitos que conectan todos los componentes entre sí) para asegurar que todo esté funcionando.

4.- En modelos anteriores de PC que contenían un Kernel del lenguaje BASIC en ROM, checaban esa sección de código al mismo tiempo que la CPU checaba el temporizador de sistema, que es el responsable de asegurar que todas las operaciones de la PC funcionen en forma sincronizada, ordenada.

5.- El POST prueba la memoria contenida en el adaptador de vídeo ( tarjeta adaptadora o como parte de la tarjeta madre) y las señales de vídeo que controlan el monitor. Después hace que el código del BIOS del adaptador forme parte del BIOS del sistema global y la configuración de la memoria. En este momento es cuando aparece algo inicialmente en el monitor de la PC.

6.- El POST corre una serie de pruebas para asegurar que los chips de la RAM están funcionando adecuadamente. La CPU escribe en cada integrado, luego los lee y compara lo que lee con el dato que fue enviado inicialmente al integrado. Durante este prueba se despliega en el monitor una cuenta, que va aumentando, de la cantidad de memoria que está siendo checada.

7.- La CPU hace el chequeo para asegurarse que el teclado esta debidamente conectado y rastrea por si alguna(s) tecla(s) ha(n) sido presionada(s).

8.- El POST envía señales sobre caminos específicos en el bus a cualquier manejador de discos y espera una respuesta para determinar cuales están disponibles.

9.- En equipos AT o posteriores, se comparan los resultados de las pruebas del POST con un registro (archivo) en un chip CMOS especifico, que es el registro oficial de los componentes que están instalados. El CMOS es un tipo de integrado de memoria que retiene sus datos cuando se apaga la computadora, tanto tiempo como reciba un poco de electricidad desde una batería. Cualquier cambio en la configuración básica del sistema se debe grabar en los datos del CMOS , en aquellas PC que incluyan esta función.

10.- En sistemas que contengan componentes que incluyan su propio BIOS del sistema, tales como tarjetas controladoras de disco, el código del BIOS se reconoce y se incorpora como parte del propio BIOS del sistema y memoria de uso. La PC está ahora lista para el siguiente paso en el proceso de arranque: CARGAR UN SISTEMA OPERATIVO DESDE DISCO.

¿Cómo funciona un disco de arranque?. La PC no puede hacer nada a menos que se tenga un sistema operativo, o sea el software que le permite usar otro software. Pero antes de que pueda correr un sistema operativo, necesita alguna forma de cargar el sistema operativo desde el disco a la memoria RAM. Esta forma es con el arranque (boot), esto es una pequeña cantidad de código que es parte permanente de la PC.

La operación de arranque sólo hace dos cosas: correr el POST, y buscar en los manejadores de disco un sistema operativo. Al completar estas funciones, la operación de arranque pasa al proceso de leer los archivos del sistema operativo y copiarlos en la RAM.

¿Por que dar ese rodeo?. ¿Por que no simplemente hacer al sistema operativo parte de la PC? Han existido algunos equipos de propósito especifico o algunas palmtop o laptop que tienen un sistema operativo permanente, pero no en todas las máquinas se hace. Ya que al cargar el sistema operativo desde el disco se tiene la posibilidad de actualizarlo al encenderlo.

Y es más comercial hacer cambios o actualizaciones en disco y no diseñar un microchip que contenga esos cambios en el sistema operativo. El cargar el sistema desde el disco la da al usuario la opción de elegir el sistema operativo entre el MS-DOS, el OS/2,DR-DOS o el UNIX.

1.- Después de realizar la autoprueba de arranque (POST) de todos los componentes de hardware de la PC, el programa de arranque del BIOS, contenidos en los chips ROM, busca en el drive A: para ver si tiene un diskette formateado. Si dentro del manejador hay un disco, el programa busca en lugares específicos del disco por la primera de dos partes del sistema operativo. Estos archivos no se ven ordinariamente, porque están marcados con un atributo especial que los oculta del comando DIR de DOS. En la mayoría de las PC estos archivos son IO.SYS Y EL OTRO MSDOS.SYS en IBM los nombres de los archivos son IBMBIOS.SYS y el otro IBMDOS.SYS. Si el disco flexible esta vacío el programa de arranque busca en el drive C: los archivos del sistema. Si un disco de arranque no contiene los archivos el programa checa y genera un mensaje de error.

2.- Después de localizar un disco con los archivos del sistema el programa de arranque lee los datos almacenados en el primer sector de disco y copia los datos de algunas localidades especificas de RAM. Esta información constituye el programa de arranque de DOS. Este registro de arranque se encuentra en las mismas localidades en cada disco formateado. El registro de arranque es de aproximadamente 512 bytes, el código suficiente para iniciar la carga de los dos archivos ocultos del sistema. Después que el programa de arranque del BIOS carga el registro de arranque en memoria en la dirección hexadecimal 7C00, el BIOS pasa el control al registro de arranque dando el salto a esa dirección.

3.- El registro de arranque toma el control de la PC y carga IO.SYS en RAM. El archivo IO.SYS contiene extensiones a la ROM BIOS e incluye una rutina llamada SYSINIT que maneja el resto del arranque. Después de cargar IO.SYS, el registro de arranque ya no se necesita y se reemplaza en la RAM por otro código.

4.- SYSINIT asume el control de proceso de inicialización, y carga MSDOS.SYS en RAM.

El archivo MSDOS.SYS trabaja con el BIOS para manejar archivos, ejecutar programas, y responder a señales del hardware.

5.- SYSINIT busca en el directorio raíz del disco de arranque un archivo llamado CONFIG.SYS. Si existe, SYSINIT le dice a MSDOS.SYS que ejecute los comandos en el archivo, CONFIG.SYS el cual es un archivo creado por el usuario. Sus comandos le dicen al sistema operativo cómo manejar ciertas operaciones, tales como el numero de archivos que se deben abrir a la vez. CONFIG.SYS puede tener también instrucciones para cargar manejadores de dispositivos. Estos manejadores de dispositivos son archivos que contienen un código que extiende las capacidades del BIOS para controlar memoria o dispositivos de hardware.

6.- SYSINIT le dice a MS-DOS que cargue el archivo COMMAND.COM. Este archivo del sistema consta de tres partes. Una es una extensión de las funciones de entrada/salida. Esta parte se carga en memoria con el BIOS y se convierte en parte permanente del sistema operativo.

7.- La segunda parte del COMMAND.COM contiene los comandos internos de DOS, tales como COPY, DIR Y TYPE. Se carga en la parte alta de la RAM convencional, donde se puede encimar algún programa de aplicación en caso de necesitar ésa área de memoria.

8.- La tercera parte del COMMAND.COM se usa solamente una vez y después se descarta. Esta parte busca en el directorio raíz el archivo AUTOEXEC.BAT. Este archivo lo crea el usuario de la computadora y contiene una serie de comandos de procesamiento por lotes de DOS y/o los nombres de programas que el usuario desea correr cada vez que se enciende la PC. La PC ahora ha terminado de arrancar y está lista para usarse

El nombre de sistema operativo más popular para sistemas basados en microprocesadores INTEL es MS-DOS (Microsoft Disk Operating System), fue visualizado en un principio como una manera de manejar una de las operaciones más complejas de entrada y salida: la comunicación con una variedad de manejadores de disco. Pero, el sistema operativo llegó a abarcar todas las operaciones entre la PC y el software que se corre en ella.

Sin un sistema operativo cada programador tendría que inventar todas las formas en que se desplegaría textos o gráficas en la pantalla, cómo enviar datos a la impresora, cómo leer o escribir archivos y un gran numero de funciones que involucran software con hardware.

Entonces, podemos decir que un sistema operativo crea una plataforma común para todo el software que se usa en PC. Un sistema operativo también proporciona las herramientas para todas aquellas tareas que se quieran hacer desde una aplicación, copiar y borrar archivos, desplegar listas de archivos, o correr una serie de comandos en un archivo de procesamiento por lotes.

El sistema operativo no trabaja solo. Depende no sólo de la cooperación de otros programas, sino además de la mezcla se hace con el BIOS. Como se vio anteriormente, cuando se cargan algunas partes del sistema operativo desde el disco, se agregan al BIOS y después se juntan con los manejadores de dispositivo, y todos ellos realizan funciones de rutina de hardware.

El sistema operativo está compuesto realmente de estos tres componentes, y no sólo de algunos archivos en un cierto disco que venia en la PC. Juntos el BIOS, los manejadores de dispositivo, y el sistema operativo realizan tantas funciones que no es fácil describir su complejidad con algunas paginas. Lo que se va a describir es como un sistema operativo usa la memoria y un ejemplo de software que usa un servicio del BIOS para imprimir un sólo carácter.

1.- Cuando se carga el MS-DOS en una PC, se asignan diferentes partes del sistema operativo a diferentes localidades en un rango de 1Mby de memoria que comienza en la localidad 000h. El rango es un mapa continuo lógicamente. Pero la localización física real de algunas de las direcciones, puede ser en diferentes partes de la PC (en los chips de ROM que contiene el BIOS de la PC , en el chip del BIOS de alguna tarjeta adaptadora, en los integrados de RAM de la PC en la tarjeta madre, en los integrados de memoria de alguna tarjeta de expansión).

2.- El primer Kilobyte (1024 bytes), contienen los vectores de interrupción, dado tanto por el BIOS como por el DOS, estos pueden ser modificados por programas de aplicación. Los vectores apuntan a las localidades de las rutinas de software en otras direcciones de memoria a las que deben brincar las operaciones cuando varios componentes de hardware envían una señal especial llamada interrupción.

3.- Los siguientes 256 Kby, contienen datos del BIOS llamados banderas que se usan para indicar el estado de varias condiciones del sistema. También es en esta área donde está un BUFFER DEL TECLADO de 16 bytes, donde se almacenan las teclas presionadas cuando la PC está demasiado ocupada con algunas otras tareas como para procesar las teclas presionadas.

4.- El resto de la RAM, hasta los 640 Kby constituyen la memoria ordinaria. Esto es la memoria donde están cargados el COMMAND.COM, los manejadores de dispositivo, los programas residentes en memoria, y las aplicaciones de software. Los manejadores de memoria, tales como EMM-386 o HIMEM.SYS, que vienen con las nuevas versiones de software trabajan con la memoria alta del sistema, de tal manera que los manejadores de dispositivo, los programas residentes en memoria, y, en la versión 5.0 o posterior, parte del COMMAND.COM sean cargados en la memoria alta. si no se usa un manejador de memoria, el COMMAND.COM se carga en la dirección mas alta dentro de la memoria base, donde se puede encimar algún programa de aplicación si se necesita.

5.- Por arriba de la memoria base está la memoria alta, parte de la cual se reserva para uso del BIOS de varios tipos de adaptadores de vídeo, y para adaptadores con tarjetas de red y controladores de disco duro. Los manejadores de memoria pueden cambiar las áreas asignadas a estos dispositivos para crear áreas más grandes de memoria libre, donde posteriormente carguen otros manejadores de dispositivos y/o programas.

6.- Aproximadamente los últimos 64Kby de la memoria alta los toma el BIOS contenido en los ROM de la PC . En un sistema IBM se localiza un conjunto simple de código de programación llamado ROM BASIC en esta localidad.

7.- Aun cuando MS-DOS puede direccionar directamente sólo 1,024 Kby de memoria, algunos esquemas especiales de direccionamiento de memoria con direcciones superiores como memoria expandida/extendida (la memoria extendida solo puede ser usada por maquinas con procesadores INTEL 286 o superiores).

1.- Cuando se teclea el nombre de algún programa de aplicación en el indicador de comandos (prompt) de DOS, el COMMAND.COM realiza una petición al BIOS para buscar el camino para el programa, y para copiarlo del disco a la memoria base, comenzado en la primera dirección disponible. Si el programa es largo, puede aun sobreescribir en el área donde se encuentra el mismo COMMAND.COM.

2.- Cuando a través del software de aplicación se hace una solicitud para imprimir un documento, el software genera una interrupción , que es un código especial que pide al sistema operativo su inmediata atención. El valor de la interrupción al S.O, cual es el servicio solicitado. En el caso de impresión de un carácter, la interrupción es dirigida a varios lados por que puede ser usada para solicitar una gran variedad de servicios. La interrupción en si es el número 33, y el numero de servicio es el 5 para enviar algún carácter a la impresora.

3.- El chip controlador de interrupciones intercepta la señal de interrupción, este es un integrado especial en la computadora que solo se dedica al manejo de las interrupciones.

4.- El controlador de interrupciones notifica al procesador que ha ocurrido una interrupción y requiere su inmediata atención.

5.- Debido a que el procesador necesita una manera de guardar un registro de lo que está haciendo antes de que ocurra la interrupción, pone las direcciones de las operaciones corrientes de la aplicación que está trabajando en una pila ( stack). Una pila es una área especial de memoria para guardar direcciones, trabaja como una pila de platos de una cafetería con base de resorte; cada nuevo palto empuja la pila hacia bajo y el plato que se puso al ultimo se puede quitar antes de los anteriores.

6.- El procesador busca en la sección de RAM usada, para jalar los vectores de interrupción y encontrar la dirección de memoria asociada con la interrupción 33, servicio 5. El vector para está interrupción apunta a una dirección ocupada por el BIOS del sistema (ROM BIOS).

7.- La rutina del BIOS toma el control, enviando un carácter ( un byte por dato), a través del puerto paralelo a la impresora.

8.- Si la impresora no puede recibir los datos por alguna razón, ya sea que no tiene papel o que esta ocupada con caracteres enviados anteriormente, envía una señal de error a la PC. El BIOS reconoce el error e intenta corregir la condición de error sin molestar al programa de aplicación . La corrección del error en este caso, es un intento de volver a enviar el carácter un numero determinado de veces. Si esta corrección falla, el BIOS genera su propia interrupción, que inicia una cadena similar de operaciones, que termina cuando el procesador corre una rutina cargada en RAM por el programa de aplicación. Esa rutina genera el despliegue de un mensaje de error en la pantalla.

9.- Si la rutina del BIOS termina satisfactoriamente, el BIOS genera un regreso de interrupción, o sea una instrucción IRET. La IRET le dice al procesador que vuelva a tomar la dirección que esta al principio de la pila.

11.- Si el programa de aplicación, al ser cargado, escribió encima del COMMAND.COM, el sistema operativo lo restaura en la RAM , tomándolo del disco, al terminar el programa de aplicación.

Otra herramienta que se utiliza para la detección de fallas es la tabla de códigos de error.

Se trata de mensajes que aparecen en el monitor desde el arranque, tanto en caso de que el sistema funcione como en caso de presentarse alguna falla, es importante familiarizarse con ellos, para saber qué hacer con el equipo. Los códigos que se presentan son utilizados en equipos COMPAQ, con otros equipos puede haber cierta variación en algún número, sin embargo, el procedimiento de detección se puede aplicar en cualquier equipo. Las pruebas señaladas hacen referencia al número del diagrama de flujo.

Otro de los métodos de detección de fallas que es muy importante es el uso de las rutinas de diagnóstico que proporciona el fabricante, como es el caso de IBM y COMPAQ, puesto que vienen hechas para un equipo específico y por tanto podrán detallarnos sus características propias y así sabremos cuando halla fallas, qué podemos hacer. Pero, estas no son las únicas rutinas que existen, hay programas especiales de diagnóstico que nos pueden dar esta información de casi cualquier marca. Las rutinas de diagnóstico utilizan mensajes de error para indicar un mal funcionamiento en el sistema. Las rutinas de diagnóstico no prueban algunos dispositivos externos, como en el caso del puerto serie donde se prueba el funcionamiento del puerto, pero no el equipo conectado a él. También se puede generar un error al probar tarjetas o dispositivos no manufacturados por COMPAQ, yeso no necesariamente significa que estén dañados. Las rutinas de diagnóstico de COMPAQ son un programa efectivo, manejado por menú, donde en las diferentes pantallas aparecen algunas ayudas para saber la función de cada opción.

Las rutinas de diagnóstico se cargarán después de correr el POST, aparecerá un mensaje de bienvenida en el sistema (si se trata de un equipo COMPAQ). Al darle ENTER, entraremos al menú de CONFIGURACIÓN y DIAGNÓSTICO, donde se nos dan 6 opciones, que nos servirán para revisar y conocer el funcionamiento del equipo:

• Computer Setup. – Se usa para demostrar o cambiar las configuraciones del procesador y memoria, de los manejadores de disco, del teclado, mouse o trackball (lo que se encuentre conectado), del vídeo, de los puertos serie y paralelo, módem y las tarjetas de red y las características del sistema.

• View System Information (INSPECT). – Al entrar a este menú, podemos checar cada uno de los dispositivos del sistema, de forma similar al menú de Setup, pero con más información.

• Test Another Computer or Prepare System for COMPAQ Service Call. Donde es necesario tener un módem para contactarnos con el fabricante.

• Computer Checkup (TEST). – Al entrar a este menú se realizan los chequeos rápidos (Quick Check Diagnostics) donde se nos indica que son pruebas válidas solamente para equipo COMPAQ. Dentro de este menú nos interesa la opción View Device List que nos resulta útil en la detección de fallas, ya que si sabemos los dispositivos conectados al sistema y no aparece alguno en la lista, se puede comenzar checando que esa FRU no tenga falla. Dentro de la opción "Quick...", se nos muestra gráficamente el progreso en las pruebas y cuando ya las haya pasado. En caso de que alguna de las pruebas fallara se indica por medio de algún sonido y mediante un recuadro indicando el dispositivo con problemas indicado mediante un asterisco. Al posicionarnos sobre el dispositivo del que se sospecha podemos dar enter y ver el detalle del error: la descripción del dispositivo con falla, así como el código o mensaje de error. En la opción "Automatic..." dejamos todas las opciones de prueba dadas por la máquina (default) y podemos seleccionar el número de veces que querramos que se realicen las pruebas. Cuando se corren las rutinas de diagnóstico, a menos que se haya marcado un dispositivo con falla, se deben correr los diagnósticos "Quick..." y "Automatic...". Si dentro de ellos no hay señal de falla, se deben correr los diagnósticos marcados (Prompted Diagnostic) comenzando con el de arriba y trabajando cada uno hasta descubrir el dispositivo con la falla. Si no se encuentra la falla se puede seguir con el diagrama de flujo y probar el puerto serie.

Vamos a conocer un juego de rutinas de diagnóstico que pueden probar cualquier equipo. Esta serie de rutinas vienen en el programa "CheckIt". Este programa también es manejado por menús e incluye una ayuda para saber la función de cada opción.

Dentro de este programa se van a encontrar los siguientes menús:

SYSINFO: Despliega información acerca del hardware y el software de la PC.

TEST: Corre todas las pruebas apropiadas para la máquina.

BENCHMARKS: Mide la velocidad de vídeo, velocidad de cálculos numéricos, velocidad y desempeño de todo el sistema.

TOOLS: después de una prueba de memoria, se puede usar para desplegar una imagen de la memoria del sistema mostrando el chip o los chips que necesitan reemplazarse.

SETUP: Si se selecciona, se apagará el color y se encenderá el color.

Dentro de cada menú existen una serie de opciones útiles para conocer las características propias del equipo y su funcionamiento. Estos menús se pueden comparar con los de las rutinas de diagnóstico de COMPAQ.

Los diagramas de flujo utilizan símbolos estándar para definir gráficamente los pasos que se requieren para desempeñar una tarea en particular. El diagrama de flujo define el orden de esos pasos y permite que se puedan tomar diferentes rutas de acuerdo al resultado de ciertas decisiones. Originalmente se utilizaron como ayuda en la programación, ya que era el paso inicial en el diseño de un programa de computación, en la actualidad existen lenguajes de programación estructurados donde ya no se utilizan, en la detección de fallas nos son de gran ayuda, ya que muestran las pruebas que se deben realizar, el orden en que deben hacerse, las mediciones necesarias que se deben llevar a cabo para aislar un área o una unidad con fallas.

Los diagramas de flujo deben seguir un orden, en el caso de los utilizados en este curso se basan en pruebas al equipo COMPAQ, se parte de un diagrama general que nos marca la pauta para aislar las unidades reemplazables en campo (FRU) y así detectar exactamente la falla e indicar qué se debe reemplazar, posteriormente de acuerdo a las indicaciones se pasa a los diagramas específicos para cada área.

En casos especiales como el monitor y la impresora no se llega solamente a decir que el problema es alguno de ellos, sino que podemos dividir estos en áreas que se pueden distinguir. En el caso del monitor serán los circuitos de: horizontal, vertical, video y fuente; en la impresora estaremos hablando de módulos mínimos remplazables (LRM). Estos diagramas se pueden ver en el ANEXO A.