计算机系统调试(debugging of computer system)

系统组态的硬件在检查、测试和应用软件装备完成后，通过模拟生产过程控制，对硬件和应用软件进行校验、调整和修正，使系统的控制功能和管理功能达到预期目标的过程。

在现代化冶金工厂中，过程控制计算机和管理计算机被广泛采用。至1990年末，中国大型钢铁企业已装有过程控制计算机近4000台，用于信息、管理、科研、设计的计算机有1万余台，形成了多级计算机管理与控制系统(见图)。

计算机系统调试步骤为：调试准备、硬件调试、软件调试。

调试准备 包括调试资料、人员、方案、环境与工器具的准备。

资料 应收集的技术资料有计算机硬件设备技术性能说明书、使用维护手册、硬件测试程序清单及说明书、基础软件使用说明书、应用软件程序清单及编制说明等。对于磁盘操作系统及应用软件所存放的载体，应由设计方提供备份。

人员 计算机调试人员需经过专门技术培训。硬件调试人员应掌握计算机的硬件组装及其性能的测试、检查及一般性问题的处理技能。过程控制计算机的软件调试人员应掌握过程控制机、可编程序控制器应用软件的编制与修改技能，熟悉结合生产工艺要求的程序清单及有关数学模型。管理计算机的软件调试人员，应熟悉所有通信网络的有关资料，掌握生产管理数据信息流的需求、共用数据库的建立以及有关编程语言、编码与优先级别的约定等。

方案 计算机调试方案应由主持该系统调试的技术负责人编制。内容包括任务、方法、程序、人员、进度及特殊工器具等。

环境 计算机设备与线路安装完毕后，机房即可封闭使用。室内的温度、湿度、洁净度、电源、接地、温感烟感报警系统等应达到设计标准。

工器具 常用的有高精度直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、万用表、兆欧表、电阻箱、频率计、交直流电流发生器、示波器、通讯规程测试仪、模拟台、逻辑测试笔和计算机调试专用工具等。

硬件调试 包括中央处理单元测试、外部存贮器测试、输入输出模件调试、外部设备测试、计算机联机调试、计算机设备稳定性试验等。

中央处理单元测试 内容有：(1)对中央处理单元的电源、时钟、操作显示装置进行检查，确认其功能与准确性。(2)利用测试程序对所有指令进行检查，确认其功能与输入输出状态。(3)用“最坏布局代码模式”测试程序对主存贮进行全地址读、写测试，应连续运行24h无故障。(4)用中断测试程序检查各级中断响应时间、顺序及优先处理的正确性。(5)检查停电中断和再启动中断，确认发生停电时装置的指定寄存器能实行正确退避而后停机，并确认电源恢复后能正确启动完成复位功能。(6)恢复供电后应运行测试程序检查信息保护功能。用浮点运算器测试程序检查浮点运算功能。

外部存贮器测试 包括：(1)对外部存贮器装置(磁盘、磁带机等)的专用电源进行检查和调整。(2)检查信息保护和异常报警显示功能。(3)用测试程序对全部存贮器地址进行反复读、写检查，连续运行24h应不出现错误。(4)反复进行启动和停止的动作检查，应无异常现象。(5)用测试程序检查“出错检查功能”是否正常。

输入输出模件调试 包括对所有输入输出模件装置的绝缘、一次输入输出电源电压、频率的检查和确认：(1)对开关量输入输出的点进行脉冲列、时钟、开关、脉冲前后沿的测试，用测试程序对所有模件地址进行扫描，确认其寻址功能。(2)对模拟量输出输入的点利用测试程序对全部模件地址依次进行寻址和转换精度、线性度的测试，并检查零飘、响应时间、抗串模、共模干扰能力是否符合要求。(3)对运算控制组件检查其运控功能是否符合要求。

外部设备测试 包括：(1)检查各设备的电源是否符合产品说明书的规定，各设备的机械部分是否运转正常。(2)检查操作控制台的开关、按键动作是否可靠，指示灯及出错报警功能是否正常。(3)用测试程序检测打印机各键功能，回车换行操作不应出错；测定打印机行间距和字间距，字迹应清晰，色带走行应灵活可靠，打印速度不应小于规定值。(4)对终端屏幕显示装置的全字符显示、回车换行、光标控制、颜色选定和闪光功能进行测试。对显示图像的检查包括画面尺寸、垂直方向和水平方向的线性度、稳定性、亮度、对比度、色调和聚焦。(5)对记录仪、绘图仪等外部设备进行逐台逐项检查试验，确认各项动作、记录、绘图、图像显示等功能的质量。

计算机联机调试 包括近联机调试(1m以内)和远联机调试(1～500m)。前者用测试程序检查，传送两侧的显示内容应相同、无干扰和信息丢失；后者调整联机等待时间，用测试程序检查传送通道工作是否正常。联机调试步骤为：(1)对参与联机的各装置进行绝缘、输入阻抗、输出负载能力、输出电平的检查，确认是否符合要求。(2)对各装置的显示、报警、操作、出错显示等功能进行检查，确认是否正常。(3)利用测试程序按规定的各种数据传送方式进行操作，确认信息传送是否准确。(4)判别优先级别功能和出错再送功能是否正常，传送信息所规定的各种代码操作和全部字符操作是否正常，并对不准确、不正常情况进行调整和修正。

计算机设备稳定性试验 在分项检查调试完毕后进行，包括边界条件拉偏试验和连续运转稳定性试验。前者是指在进行电压、频率、温度等工作环境条件拉偏时，仍采用测试程序对计算机设备进行检查，在规定时间内机器故障停机次数应小于规定次数。后者是在正常供电及正常运行前提下，连续运转特定的综合测试程序，其故障停机时间应不大于规定的时间。

软件调试将  各种程序和参数从存贮载体上装入计算机存贮器中，利用制造厂提供的硬软件工具，对应用软件进行必要的调整和修改，使计算机系统能按设计要求从事数值计算、作业管理或工业过程控制的作业。软件调试分为软件装载、系统生成、程序单体调试、局部联合调试、无负荷联合调试、热负荷联合调试六个步骤。

软件装载 根据操作说明书，按系统装入程序。将卡片、纸带、磁带或磁盘等存贮载体上的系统程序正确地装入计算机的内存和外存。用系统打字机打印出映像图，与计算机制造厂提供的映像图进行对照并确认一致。系统程序是计算机制造厂为扩大计算机使用范围而设计的软件，包括操作程序、语言加工程序、装配程序、服务程序、标准库程序等。通过硬件和软件复原，计算机系统达到待用状态。

系统生成 根据用户的需要，从计算机制造厂提供的操作系统中选择必要的程序模块，或加入用户自己的应用程序，形成一个新的特定操作系统。系统生成后，通过显示屏或打印记录输出存贮映像，确认所连接的基本模块和扩充模块的正确性；确认固定存贮区、工作区、空闲区分配的正确性；确认外部设备的分配和登记的正确性。

程序单体调试 旨在对过程控制程序(或管理程序)、数学模型计算程序、画面显示程序、报表制作程序和数据通讯程序的功能逐一进行检查、调整和修改，使各个程序在独立工作状态下能符合生产工艺的要求。调试工作一般在主机房内通过操作键盘、显示器、打印机，对照功能规格书和程序清单进行。

局部联合调试 是指进行大系统某个区域内各级计算机之间、计算机与仪表之间、计算机与电气设备之间的调试，应在专用通信网络已导通的前提下进行。根据操作说明书、功能规格书、程序清单和过程输入输出信号表进行接口试验，确认发送方与接受方的电文格式及数据内容传输的正确性，并排除数据通信对程序系统运行带来的干扰。

无负荷联合调试 在生产设备不加负载或不完全加负载的情况下，按照生产工艺流程对全部应用软件进行系统的测试和调整。调试前要求计算机系统硬、软件全部功能调试均已完成，计算机与外界通讯线路已开通，计算机与仪表、计算机与电气设备组件之间的接口试验均合格。调试在主机房和装有计算机终端的现场操作室、监视室内按照调试方案规定的时序进行：(1)通过键盘输入操作命令和必要的参数；(2)通过仪器发出模拟信号输入计算机中；(3)通过显示屏、显示盘和打印记录监视运行情况；(4)结合试验检查精度表，确认程序运行、模型计算和数据传输的正确性；(5)对程序作适当的调整和修改。

热负荷联合调试 通常采用试车范围从局部到全线、负荷由小到大、速度由慢到快、投料由少到多的方式进行。通过热负荷联合调试完成对工艺参数、模型参数和自适应系数的调整，使控制模型逐渐达到最佳状态，整个系统更加符合生产工艺的要求。无负荷或热负荷联合调试，均应对现场设备和人员的安全采取可靠的措施。