Причины появления аппаратных конфликтов

Как ни странно, можно без особых раздумий сказать — проблема в универсальности современных компьютеров.

Изначально у компьютера IBM AT была всего одна-единственная шина, с помощью которой все устройства подключались к оперативной памяти и процессору (это шина ISA ). Вся архитектура IBM -совместимых компьютеров строилась только на ней, что, в общем-то, было вполне оправданным — в те времена производительность 286-го компьютера была просто изуми тельной по сравнению с другими компьютерами, так что перед производителями не стояло задачи создавать стандарт с большим "запасом прочности". Тем более, что подобные разработки всегда отрицательно сказывались на конечной стоимости продукта.

Не существовала ранее и система автоматической настройки устройств Plug and Play , поэтому все оборудование приходилось настраивать, в прямом смысле, вручную. Чтобы облегчить работу специалистов по настройке компьютеров, практически всем устройствам были назначены строго определенные ресурсы компьютера, которые не могли быть заняты другими устройствами, что, в общем-то, не только ускоряло сам процесс окончательной настройки компьютера, но и практически на 100% устраняло возможность возникновения аппаратных конфликтов.

Естественно, что с течением времени производительность любого старого стандарта перестает удовлетворять, что приводит к появлению нового. Более скоростные стандарты либо являются надстройками над более старыми версиями, позволяющими преодолеть те ограничения, которые последние имеют, либо имеют совершенно иной способ подключения, который совсем не совместим со старым методом. Вот здесь мы и сталкиваемся с первой проблемой. Для сохранения совместимости со старыми устройствами производители вынуждены оставлять как разъемы, так и программы, которые, как мы уже знаем, не поддерживают автоматической настройки.

Примечание В качестве доказательства утверждения , что система автоматической настройки Plug and Play является одной из причин появления сбоев , можно привести семейство операционных систем Windows NT . Все они заслуженно считаются очень стабильными , особенно по сравнению с семейством Windows 9x , хотя в последнее время , а именно с появлением версии Windows 2000, и здесь появились различные нюансы . Одним из основных нововведений в Windows 2000 является поддержка системы Plug and Play . Выводы делайте сами ...

Практически все современные устройства разрабатываются согласно требованиям к возможности их автоматической настройки, поэтому все спецификации, безусловно, поддерживают технологию Plug and Play . Здесь мы сталкиваемся со второй более серьезной проблемой. Старые устройства по- прежнему требуют безоговорочного резервирования строго определенных ресурсов компьютера, тогда как современные устройства вполне способны работать практически с любыми свободными ресурсами ПК. Вполне естественно, что для нормальной работы всех старых устройств в любом случае будут зарезервированы все необходимые ресурсы, в то же время их становится все меньше и меньше, пока не наступает предел, когда даже новые устройства уже не могут нормально распределить между собой оставшееся количество ресурсов.

Но давайте рассмотрим все по порядку.

Распределение ресурсов компьютера

Под старыми устройствами сегодня следует понимать те устройства, которые для своей работы, точнее для связи с остальными компонентами компьютера, используют шину ISA . Это такие устройства, как последовательные, параллельный и инфракрасный порты, порты для подключения клавиатуры и мыши, контроллер флоппи-дисковода. Все они используются до сих пор, поэтому избежать аппаратного конфликта иногда сложно.

Аппаратный конфликт — это ситуация, когда несколько устройств одновременно пытаются получить монопольный доступ к одному и тому же ресурсу компьютера, причем компьютер начинает давать сбои в работе одного или нескольких устройств, а то и вообще зависает без всяких предупреждений или сообщений об ошибке.

Ресурсы компьютера можно разделить на три основных группы: прерывания, каналы DMA и порты ввода/вывода.

Прерывания ( IRQ , Interrupt Request ) представляют собой физические сигналы, при помощи которых специальный контроллер переключает вычисли тельные мощности центрального процессора от одного устройства к другому, позволяя, таким образом, одновременно обрабатывать последовательно все поступающие запросы. Различают аппаратные и программные прерывания — в данном случае имеется в виду первый тип. Если устройство не подает запрос на выполнение определенных действий, тогда соответствующее ему прерывание не генерируется.

Для работы любого устройства рекомендуется наличие свободного прерывания, при этом старое оборудование всегда требует для себя уникального номера прерывания, в то время как некоторые наиболее современные устройства вполне могут обойтись так называемыми разделяемыми прерываниями. Кроме того, ставится условие, чтобы устройства, использующие одно прерывание, не работали одновременно, хотя и здесь имеется ряд нюансов.

Аппаратные прерывания могут происходить в любой момент, так что никто не застрахован от ситуации, когда два прерывания могут возникнуть одно временно. В этом случае система прибегает к специальной таблице приоритетов, где каждому прерыванию назначен уникальный приоритет.

Как уже говорилось, немалое количество ресурсов резервируется под использование их старым оборудованием, поэтому рекомендуется изучить всю таблицу прерываний (табл. 20.1), которую устанавливает операционная система по умолчанию.

Таблица 20.1. Таблица прерываний , устанавливаемая по умолчанию

Не стоит понимать фразу "это прерывание может стать доступным" буквально, т. к. далеко не все устройства могут занимать выбранное вами прерывание. Яркий пример — звуковые платы. Практически все звуковые платы могут работать только либо с IRQ 5, либо IRQ 10, в то время как все остальные для них вполне могут оказаться недоступными.

Для уменьшения вероятности возникновения аппаратных конфликтов рекомендуется придерживаться следующей последовательности установки уст ройств:

сначала собирается базовая конфигурация — процессор и кулер для него, модуль памяти, видеоплата, жесткий диск и привод CD-ROM ;

внутренний модем ( PCI или ISA ). Внешний модем подключается к одному из последовательных портов, поэтому его настройка обычно не вызывает больших проблем;

• звуковая плата ( PCI или ISA ). Если звуковая плата интегрированная, то гда она настраивается сразу же еще до установки всех остальных устройств;
• сетевая плата ( PCI или ISA );
• плата для работы с видеоизображением ( PCI или ISA );
• контроллер SCSI ( PCI или ISA );
• все остальные платы.

После установки каждого последующего устройства в компьютер может произойти аппаратный конфликт. При этом может потребоваться изменить порядок установки компонентов, которые уже установлены в вашем компьютере (то есть потребуется изменить порядок, какое устройство будет устанавливаться первым, какое — вторым, какое — третьим и т. д.). Как пока зывает практика, время от времени встречаются компьютеры, которые нормально работают только в случае строгого соблюдения или указанной выше последовательности сборки или иной, в противном случае добиться стабильной работы бывает крайне сложно.

Несмотря на то, что аппаратные конфликты встречаются нередко, в последнее время все чаще и чаще причиной сбоев становятся драйверы устройств. Если во времена процессоров Pentium / Pentium II было достаточно установить Windows 98 и на этом вся настройка могла быть закончена, то теперь приходится устанавливать разнообразные "патчи", "сервис-паки" и прочее. И далеко не всегда на компакт-диске с драйверами, который идет в комплекте с каждым устройством, можно найти весь комплект, а то и просто нормально работающий драйвер. В таком случае приходится или мириться с ситуацией, или искать в Интернете другие версии драйверов, которые будут работать нормально. Яркий пример — многочисленное поколение драйверов для видеоплат от nVidia , так называемые Detonator ' ры . К тому же если все проблемы начинаются после переустановки операционной системы, стоит предположить, что все-таки виноваты в этом именно драйверы, хотя каждый случай требует отдельного разбирательства.

Устранение аппаратных конфликтов

Перед тем как устанавливать новое устройство, желательно записать или запомнить, какое устройство какой ресурс использует. Это и прерывания, и каналы DMA , а еще и области оперативной памяти, так называемые порты ввода/вывода. Это поможет вам впоследствии относительно быстро восста новить прежнюю конфигурацию, если, например, нужно срочно доделать работу, а времени разбираться с проблемой нет.

Узнать, как в данный момент распределены номера прерываний на вашем ПК, можно, запустив программу Сведения о системе из раздела Служебные программы. Также можно просмотреть список прерываний в Панели управления операционных систем Windows 9x, выбрав в свойствах Системы пункт Диспетчер устройств. Каждый раз после установки нового устройства или компонента системы, которым требуется прерывание, записывайте номера прерываний и названия устройств, которым эти прерывания назначены. Эти сведения помогут вам в разрешении аппаратных конфликтов.
После того как вы подключили новое устройство, обязательно обратите внимание на то, как изменилось распределение ресурсов. В первую очередь изучите таблицу, что выводится на экран монитора перед началом загрузки операционной системы. Чтобы остановить на время запуск компьютера, можно воспользоваться клавишей <PAUSE>, которая расположена в верхнем правом углу. Чтобы поймать нужный момент, возможно, придется нажать ее несколько раз. В таблице указано, какое устройство какое прерывание занимает. Если вы обнаружите два или более устройств, возле которых стоит одна и та же цифра, скорее всего, одно из этих устройств нормально работать не будет. Особенно важно это, если конфликт связан с видеоплатой, т. к. в таком случае система может вообще не загрузиться.
Для уменьшения вероятности аппаратных конфликтов следует совершить следующие действия:

• при первом же включении ПК после подключения нового устройства запустите программу CMOS Setup Utility, найдите параметр Reset Configuration или Force Update ESCD, который, скорее всего, находится в разделе PnP/PCI Configuration, и установите его в значение Yes. Выйдите из программы с сохранением изменений. После перезагрузки данные об установленном оборудовании "обнулятся", что приведет к инициализации системы Plug and Play и перераспределению ресурсов компьютера между установленными устройствами. Если этого не сделать, система попытается назначить новому устройству одно из свободных ресурсов, который может оказаться неподходящим для данного устройства;
  помимо вышеописанного параметра, стоит обратить внимание ее на следующие параметры (их можно использовать для устранения аппаратных конфликтов):
  • DMA n Assigned To — этот параметр позволяет назначить любой канал DMA строго определенному устройству, например звуковой плате ISA. Для этого требуется установить его в значение Legacy ISA, в противном случае следует оставить значение PCI/ISA РпР. В последнем случае каналы DMA будут распределяться согласно возможностям системы Plug and Play.
    Параметр может иметь название DMA n Used By ISA. Соответственно этот параметр должен принимать значение либо No/ICU, либо Yes;
  • IRQ n Assigned To — этот параметр позволяет резервировать прерывания подобно предыдущему параметру.
    Параметр может иметь название IRQ n User By ISA с соответствующими ранее описанными значениями;
  • Interrupt Mode — параметр позволяет использовать усовершенствованный контроллер прерываний, реапизующий 24 аппаратных прерывания вместо стандартных 16-ти. Обратите внимание, что если установить Windows при включенном параметре, выключение может привести к серьезным сбоям в работе компьютера, вплоть до невозможности его загрузки. Значение для включения параметра — APIC, для выключения — PIC;
  • PCI IDE IRQ Map To — позволяет освободить прерывание, используемое контроллером IDE (IRQ14 и IRQ15), на материнской плате, в случае, если вы его не используете. При этом значение его должно быть PC AT (ISA). Если вы все-таки используете IDE-контроллер, оставьте значение, которое установлено по умолчанию (чаще всего это PCI IDE IRQ Mapping);
  • PS/2 Mouse Function Control — параметр позволяет освободить прерывание, по умолчанию резервируемое для мыши PS/2 (IRQ12). Для этого значение параметра должно быть Auto или Disable. Если вы используете мышь PS/2, ни в коем случае не отключайте этот параметр;
  • РпР OS Installed — параметр позволяет отдать приоритет в распределении ресурсов операционной системе (значение Yes) или материнской плате (значение No), точнее установленной на ней BIOS. Параметр может иметь название РпР Operating System.
    Обратите внимание, что операционная система Windows NT 4.0 не обладает возможностью автоматического определения устройств, поэтому в BIOS этот параметр должен находиться в выключенном состоянии;
  • Resource Controlled By — параметр позволяет отключить автоматическое распределение ресурсов;
  • USB IRQ — позволяет освободить прерывание, по умолчанию используемое контроллером шины USB (значение Disabled);
• отключите все неиспользуемые устройства, такие как:
  • последовательные порты. На современных компьютерах они используются крайне редко, особенно COM2, т. к. на платах с интегрированным звуком разъем COM2 вообще не выведен наружу, что позволяет отключить его без особых последствий. Если вы используете внутренний модем, вам следует знать, что внутренние модемы не используют последовательный порт, а эмулируют его наличие, поэтому можно отключить оба порта;
  • параллельный порт. Если у вас нет принтера, подключаемого к нему, тогда его следует отключить;
  • контроллер IDE. Если вы используете только одно устройство IDE, можно отключить второй неиспользуемый канал. При этом можно освободить IRQ14 или IRQ15;
  • контроллер шины PS/2. Если вы используете мышь, подключаемую к СОМ-порту, следует отключить его, освободив тем самым IRQ12.

При подключении новых устройств могут возникать самые разнообразные проблемы, а не только аппаратные конфликты, например система Plug and Play вообще никаким образом не определяет новое устройство, создавая впечатление его неисправности, даже если на другом компьютере оно работало исправно. Такое может случиться или в том случае, если устройство не поддерживает стандарт Plug and Play (например, наиболее старые ISA платы), или если не поступает напряжение питания (например, для устройства необходимо использовать дополнительный источник питания, или разъем недостаточно плотно подключен), или устройство неисправно. В первом случае следует обратиться к документации устройства, выяснить, какие ресурсы устройство должно использовать, после чего зарезервировать их при помощи параметров BIOS. Во втором случае следует проверить качество соединения всех разъемов и наличие напряжения на соответствующих выводах. В третьем случае ответ краток — ищите в срочном порядке гарантийный талон, если таковой имеется, и несите в сервис-центр.
Если какое-либо устройство, например контроллер шины USB, не отключается при помощи параметров BIOS, можно отключить его в Диспетчере устройств Windows, что, в общем-то, практически однозначно первому способу.