Теоретический материал по теме

 

В данной теме рассматриваются неблагоприятные факторы, влияющие на выход из строя (поломку) комплектующих, а также способы снижения воздействия этих факторов. Основными причинами потери работоспособности ПК являются технический износ устройств и сбои в электрической сети.

Амортизация (или износ) в данном случае подразумевает старение компонентов персонального компьютера и, в первую очередь, содержимого системного блока. Помимо естественного старения амортизации способствуют и другие факторы, такие как высокий температурный режим, наличие в устройстве движущихся частей и неблагоприятная окружающая среда.

Высокий температурный режим в последние годы стал, чуть ли не основной проблемой компьютерной техники. Дело в том, что все внутренние устройства персонального компьютера (рис. 9.1), будь то процессор, блок питания, печатные платы, приводы или жесткие диски в процессе своей работы производят значительное количество тепла, то есть нагреваются. В отсутствие должного охлаждения этих устройств и вентиляции всего корпуса это обстоятельство может привести к перегреву различных частей системного блока, что в свою очередь приводит к сбоям, а иногда и полному выходу из строя персонального компьютера (например, если перегревается процессор или модули памяти).

Рис. 9.1 Основные поставщики тепла в ПК

 

Во избежание этой проблемы в блоке питания, находящемся в задней части системного блока, всегда установлен вентилятор, который закачивает в него воздух извне (или же наоборот – выкачивает нагревшийся воздух изнутри, это зависит от того, в каком направлении он вращается). Часто этого бывает недостаточно для качественной вентиляции, тогда в переднюю часть корпуса системного блока устанавливается еще один вентилятор (или «кулер» от английского «cooler» - охладитель). Этот кулер подключается к материнской плате, от которой он получает необходимое питание для работы. Следует правильно выбирать и устанавливать эти кулеры для обеспечения сквозной вентиляции – если вентилятор блока питания закачивает воздух вовнутрь, желательно, чтобы передний вентилятор выкачивал его наружу и наоборот.

Помимо общей вентиляции системного блока для охлаждения отдельных устройств могут применяться дополнительные кулеры, устанавливаемые непосредственно на само устройство.

Чаще всего дополнительный кулер (рис. 9.2) устанавливается на процессор, однако он может потребоваться также для видеоадаптера (в особенности если это современный видеоадаптер, выполняющий множество функций по обсчету программ компьютерной графики своими силами без участия центрального процессора), звуковой карты, жесткого диска и так далее.

 

 

Рис. 9.2 Кулер (вентилятор) для микропроцессора

Необходимо периодически проверять работу всех вентиляторов, поскольку они, как и другие устройства, могут выходить из строя. В этом часто помогает специальное программное обеспечение, позволяющее выяснить температуру материнской платы и процессора, а также скорость вращения вентиляторов.

Для обеспечения благоприятного температурного режима и хорошей вентиляции корпуса следует уделять особое внимание расположению системного блока: не помещать его в места с прямым воздействием солнечных лучей, рядом с отопительными батареями, а также в места, где будет затруднено сквозное прохождение воздуха через корпус (например, в ниши с глухой задней стенкой).

В типичном системном блоке движущиеся части присутствуют в приводах CD-ROM (или DVD-ROM), жестких дисках, приводах для чтения флоппи-дисков и вентиляторах. Срок службы этих устройств ограничен и варьируется в зависимости от качества материалов, из которых они произведены, а также качества сборки, поэтому при выборе привода или жесткого диска необходимо в первую очередь обращать внимание на его производителя – это должна быть компания, положительно зарекомендовавшая себя на рынке.

Под неблагоприятной окружающей средой в данном случае подразумевается сильно задымленное или запыленное помещение. Дело в том, что, закачивая в корпус воздух, вентилятор засасывает также и пылевые частицы. Пыль, попадающая на печатные платы, может накапливать заряды статического электричества, что негативно сказывается на работе устройств. Кроме того, попадая внутрь привода CD-ROM или флоппи-дисковод, пыль оседает на читающих головках (в первом случае на лазерной, во втором – на магнитной) и затрудняет чтение информации с носителей. В любом случае следует обеспечивать чистоту рабочего помещения, а также, периодически очищать внутреннее пространство системного блока от скопившейся в нем пыли.

Самое потенциально опасное, но одновременно и наиболее легко предотвратимое бедствие, подстерегающее настольные компьютеры и серверы по всему миру, это неустойчивость работы сетей переменного тока. Иногда происходящие в сети процессы, например перенапряжения и броски питания, оказываются невыявленными причинами остановки компьютеров и непостижимых программных сбоев. Во все времена полные отключения напряжения были главной причиной потерь критически важной информации. Отключения напряжения особенно опасны для серверов компьютерных сетей, поскольку они хранят информацию, используемую множеством пользователей.

Например, в США энергетические компании должны обеспечивать энергоснабжение с напряжением около 120 В при частоте 60 Гц. Реальное напряжение сетей питания может отклоняться от этого значения до 10% в ту и другую сторону (от 108 до 132 В). Любая сеть питания, в которой колебания составляют более 10%, называется "грязной".

Примерами грязи в сети могут служить броски напряжения, перенапряжения, "проседания" сети и частичные отключения электросети. Броски напряжения, или переходные процессы, иногда вызываются грозовыми разрядами и могут приводить к кратковременному повышению номинального напряжения 120 В до значений от 400 до 5600 В. Такое повышенное напряжение действует в течение очень короткого времени, тем не менее оно опасно. Перенапряжения представляют собой кратковременные превышения нормального значения напряжения (их длительность больше, чем у бросков, но превышение напряжения меньше).

Проседания сети – это кратковременные снижения входного напряжения, обычно обусловленные изменением нагрузки в электросети (например, при включении кондиционера, пылесоса, микроволновой печи или широкоэкранного телевизора). Частичные отключения электроснабжения – более длительные снижения входного напряжения – чаще происходят во время жарких летних месяцев и там, где электростанции перегружены. Наконец, наиболее серьезный отказ питания – полное отключение питания – вызывается выходом электросети из строя.

Для борьбы со всеми или с частью описанных проблем применяется, как правило, один из двух способов: установка сетевого фильтра или установка источника бесперебойного питания.

Сетевой фильтр больше похож на обычный удлинитель (рис. 9.3), к которому подключаются устройства, однако имеет более сложную начинку, способную сглаживать часть неприятностей связанных с сетью переменного тока.

 

 

Рис. 9.3 Сетевой фильтр

Как правило, фильтр имеет встроенный предохранитель, срабатывающий в случае возникновения бросков напряжения или перенапряжений, тем самым, защищая компьютер и другую, подключенную к нему офисную технику. Кроме того, тот же предохранитель способен защитить саму питающую сеть от короткого замыкания, если оно возникнет внутри компьютера или в другом, подключенном к нему устройству.

К сожалению, сетевой фильтр не способен защитить компьютер от проседания электросети или от ее частичных или полных отключений (поскольку фильтру нечем компенсировать снизившееся напряжение).

Источники бесперебойного питания (ИБП) представляют собой более дорогое, но и более надежное решение. Они включаются в настенные розетки питания и служат отличной защитой системного блока, монитора и так далее. Независимо от того, возникают ли в сети перенапряжения, броски, кратковременные понижения напряжения или полное отключение питания, ИБП "принимают их на себя" и обеспечивают на своем выходе напряжение питания возможно более близкое к номинальному.

При полном отключении питания ИБП переходит на режим встроенной батареи, то есть в отсутствие напряжения от электросети он может некоторое время поддерживать работоспособность подключенных к нему устройств. Конкретный период работоспособности устройств (обычно от 10 до 20 минут) определяется исходя из номинальной мощности ИБП (емкости батареи), а также мощности и количества защищаемых устройств. В тех случаях, когда требуется поддерживать работоспособность в течение более длительного периода после отказа питания, могут понадобиться ИБП с большей номинальной мощностью. Возможны и другие варианты, например, установка дизельного электрогенератора.

ИБП выпускаются любых размеров и конструкций. Некоторые из них представляют собой небольшие автономные блоки, подсоединяемые к компьютеру; другие – размещаются в стойках (рис. 9.4).

Рис. 9.4 Источники бесперебойного питания (ИБП)

 

В большинстве случаев собственно подключение ИБП не вызывает никаких трудностей – вставьте вилку кабеля питания вашего компьютера или другого устройства в один из разъемов на задней стенке источника бесперебойного питания, а кабель питания ИБП подключите к настенной сетевой розетке. В случае возникновения проблемы в электросети, ИБП подаст сигнал с помощью светодиодов или звуковых сигналов, что позволит заблаговременно сохранить информацию на жесткий диск и выключить компьютер. Однако как быть в ситуации, если вас нет на месте около компьютера?

Для решения описанной проблемы применяют специальные административные программы мониторинга ИБП. Компьютер и ИБП помимо кабеля питания соединяются информационным кабелем (обычно через последовательный порт), кроме того, на компьютер устанавливается специальная программа. Такое соединение позволяет ИБП сообщать программе о состоянии системы электропитания и таких событиях, как броски напряжения. Программа мониторинга получает информацию от ИБП и действует в соответствии с предусмотренными инструкциями, например, регистрирует произошедшее в сети событие или отправляет электронной почтой администратору компьютерной сети заранее составленное им сообщение.

При полном отключении питания программа мониторинга ИБП предпримет еще одно действие – она предупредит пользователя компьютера о необходимости сохранить свою работу и отключиться от системы. По истечении заранее установленного промежутка времени программа мониторинга может закрыть все приложения и выполнить выключение компьютера (конечно, если за это время не возобновится нормальная работа электросети).

По реакции на перечисленные выше проблемы в электросети все ИБП можно разделить на два класса - интерактивные (line-interactive) и постоянно действующие (online). Интерактивные ИБП (рис. 9.5) фильтруют поступающее на них сетевое напряжение и еще раз фильтруют его при выдаче на подключенные устройства. В случаях, когда входное напряжение становится выше или ниже определенного порога, интерактивные ИБП компенсируют (уменьшают) или усиливают (увеличивают) сигнал, чтобы обеспечить надлежащее напряжение на выходе. При полном отказе электросети такой ИБП переключается на режим питания от батарей. Время переключения в этот режим составляет всего около 8 наносекунд, поэтому оно не будет замечено компьютером.

Рис. 9.5 Схема работы интерактивного ИБП

 

Постоянно действующие ИБП (рис. 9.6) для обеспечения питания компьютера стабильным напряжением используют батареи и преобразователи (инверторы) постоянного тока, то есть в отличие от интерактивных ИБП, постоянно действующие прогоняют всю поступающую электроэнергию через свою батарею. Они ничего не делают, пока напряжение входной электросети не упадет ниже определенного порога. В этот момент они полностью переключаются в режим питания от батарей. Поступающая из электросети энергия служит главным образом для поддержания батарей в полностью заряженном состоянии. При перебоях в электроснабжении не возникает перерывов в питании, вызванных переключением режимов, поскольку эти ИБП уже осуществляют питание оборудования от своих батарей. Постоянно действующие ИБП обычно стоят дороже интерактивных.

 

Рис. 9.6 Схема работы постоянно действующего ИБП

 

Экономия электроэнергии также имеет большое значение, поэтому в современных персональных компьютерах предусмотрены возможности остановки жестких дисков через заданный период времени их простоя, отключение монитора, спящий режим (режим с минимальным энергопотреблением, выход из которого осуществляется по нажатию клавиши или сигналу от устройства, например, сетевой карты). Настройка этих опций производится через BIOS, либо средствами операционной системы.

Для предотвращения старения монитора и ухудшения иго изображения во всех операционных системах предусмотрен хранитель экрана – специальная анимированная заставка, которая отображается через заданный промежуток времени и выход из которой осуществляется по нажатию любой клавиши.