Официальная тема (§2.2 с.9 программы): Раздел 4. Практическая работа №4. Конструкция, подключение и инсталляция периферийных устройств — часть 3 из 3
Академическая нагрузка: 2 академических часа (основной регламент — 90 минут, сокращенный регламент — ровно 60 минут).
| Этап и время | Содержание этапа | Деятельность преподавателя | Деятельность студентов |
|---|---|---|---|
| 1. Организационный этап и актуализация 5 мин |
Входной контроль, постановка инженерной проблемы и цели занятия. | Приветствует обучающихся, проверяет готовность лабораторных рабочих мест и измерительных стендов. Демонстрирует проблемный кейс: внезапный сброс внешнего HDD в момент записи 10 ГБ архива и «синий экран» при запуске видеоконференции. Ставит вопрос: «Где граница между физической просадкой напряжения и программным сбоем драйвера?» | Включаются в инженерный диалог, формулируют гипотезы о падении напряжения VBUS, деградации жил кабеля, сбоях согласования прерываний и тайм-аутах шины USB. |
| 2. Архитектурный разбор 25 мин |
Теоретический фундамент трехуровневой диагностики: физика (VBUS, D+/D-, ESD), протокол (Enumeration, Код 43, дескрипторы), драйвер и ядро (IRQL, WinDbg, BSOD 0xD1, MSI-X, троттлинг). | Демонстрирует интерактивную презентацию. Разбирает на формулах закон Ома для соединительного кабеля, фазы PnP-энумерации, осциллограммы High-Speed, иерархию приоритетов IRQL ядра Windows, синтаксис команд WinDbg (!analyze -v, kv, lmvm) и тепловой режим контроллера RTL8156. |
Анализируют формулы потерь в шине VBUS, зарисовывают алгоритм разрешения ошибки «Код 43», сопоставляют уровни IRQL (PASSIVE_LEVEL vs DISPATCH_LEVEL), фиксируют механизм Message Signaled Interrupts (MSI-X). |
| 3. Интерактивный инженерный анализ 15 мин |
Методический прием «Предсказание до объяснения»: аудит дампа аварийного останова и осциллограммы. | Выводит на экран сырой фрагмент аварийного дампа ядра (Arg1–Arg4) и показания USB-тестера с просадкой до 4.3 В. Предлагает студентам до вызова расширенного отчета WinDbg предсказать сбойный модуль и физический фактор отказа. Разбирает логику исключения Page Fault на DISPATCH_LEVEL. | Анализируют дамп памяти, выявляют обращение по нулевому указателю в модуле usbvideo.sys, сопоставляют задержки DPC с разделением аппаратных линий IRQ, аргументируют физическую природу ошибки Код 43. |
| 4. Лабораторный практикум 35 мин |
Индивидуальное выполнение практического протокола в интерактивном рабочем листе zanyatie.html по 4 вариантам. |
Организует самостоятельную работу студентов по 4 вариантам кейсов (HDD USB 3.0 и просадка VBUS; сбой распознавания Код 43; регулярный BSOD веб-камеры 4K; перегрев и троттлинг адаптера 2.5G). Консультирует по расчетам сопротивления цепи, расшифровке дампов и тепловым режимам. Контролирует самостоятельность. | Выбирают назначенный вариант, формулируют гипотезу Root Cause, производят инструментальные расчеты, заполняют протокол локализации сбоя, формируют алгоритм аппаратного устранения и чек-лист верификации. Сохраняют результаты в localStorage. |
| 5. Экспресс-защита и разбор ошибок 6 мин |
Анализ критических коллизий и типичных инженерных ошибок. | Проводит перекрестный опрос: «Почему переустановка драйверов бессильна при Коде 43?», «Почему кабель 28 AWG вызывает щелчки парковки HDD?», «Каким образом режим MSI-X защищает от синего экрана?». | Защищают полученные выводы, сравнивают свои расчеты с контрольными нормативами, устраняют неточности в обоснованиях. |
| 6. Подведение итогов и инструктаж 4 мин |
Фиксация результатов в localStorage/PDF, методическое завершение занятия. | Подводит итоги занятия. Напоминает о порядке экспорта работы в PDF через системный диалог печати браузера. Разъясняет порядок выполнения резервного дистанционного домашнего задания. | Сохраняют локальные копии протоколов, завершают оформление интерактивных листов, фиксируют домашнее задание. |
| Этап и время | Содержание этапа | Деятельность преподавателя | Деятельность студентов |
|---|---|---|---|
| 1. Оргмомент 5 мин |
Вводная актуализация и постановка задачи. | Формулирует ключевую проблему: граница между аппаратным дефектом кабеля/питания и сбоем драйвера операционной системы. | Фиксируют цели занятия, настраивают рабочее место и рабочий лист zanyatie.html. |
| 2. Архитектурный разбор 15 мин |
Концентрированное изложение: расчет просадки VBUS, природа ошибки Код 43, чтение параметров дампа BSOD. | Демонстрирует опорные слайды презентации (слайды 3, 6, 8, 12). Акцентирует внимание на невозможности программной компенсации физических дефектов. | Записывают расчетную формулу $\Delta U$, алгоритм проверки дифференциальной пары D+/D- и смысл кода останова 0xD1. |
| 3. Инженерный анализ 10 мин |
Разбор показательного кейса сбоя по методу «Предсказание до объяснения». | Демонстрирует лог сбоя дескриптора и показания тестера (4.25 В под нагрузкой 1 А). Задает вопрос: «Что первично — отказ чипа или просадка линии?» | Высказывают обоснованные предположения, сопоставляют падение напряжения с порогом срабатывания защиты UVLO. |
| 4. Лабораторный практикум 22 мин |
Выполнение одного назначенного кейса в рабочем листе. | Контролирует выполнение обязательного кейса студентами, оказывает адресную инженерную помощь по расчетам. | Заполняют разделы паспорта инцидента, проводят расчет параметров, формируют план устранения сбоя. |
| 5. Контрольная проверка 5 мин |
Фронтальная проверка результатов расчетов. | Опрашивает 2–3 студентов по результатам расчетов допустимого падения VBUS и интерпретации кодов WinDbg. | Сверяют результаты, аргументируют выбор аппаратных мер устранения дефектов. |
| 6. Итоги и инструктаж 3 мин |
Фиксация в localStorage, инструктаж. | Напоминает о сохранении данных в браузере и разъясняет статус резервного задания. | Сохраняют рабочий лист в localStorage, готовят файл к печати. |
lekciya.html.