Назначение BIOS
Базовая система ввода-вывода — BIOS (Basic Input Output System) представляет собой набор программ и данных конфигурирования, предназначенных для настройки ПК. Программы BIOS встроены в аппаратное обеспечение ПК и представлены тремя аппаратными компонентами — BIOS во флэш-памяти на системной плате, RTC CMOS RAM в чипе энергонезависимой памяти на системной плате, которая имеет постоянное питание от аккумулятора, а также расширениями BIOS, расположенными в памяти программ адаптеров устройств ввода-вывода (УВВ).
BIOS — наиболее оперативная часть программного обеспечения. В область ее задач входит выполнение подготовительных операций по обслуживанию аппаратного обеспечения ПК. Таким образом, система BIOS — это сложный «гибрид», объединяющий программы с аппаратным обеспечением ПК посредством аппаратно-программного интерфейса.
Для реализации управления используется простой и эффективный механизм. Различные компоненты операционной системы и прикладных программ, реагируя на те или иные события в ПК, генерируют одно из прерываний, вызывающих функцию BIOS. Получив информацию о том, что следует делать, BIOS обращается по адресам портов к УВВ, снабжая их ценной информацией.
mem
BIOS не работает непосредственно с аппаратными средствами ПК, а использует сведения о том, как функционирует то или иное оборудование. Подобного рода «знания» заложены в базовую спецификацию BIOS. Следовательно, если появляются новые устройства и порты, отсутствующие в базовой спецификации BIOS, ее следует обновить, благо подобная возможность существует.
Загрузка операционной системы — одна из обязанностей BIOS. После включения ПК процессор напрямую обращается к BIOS, программы которой позволяют ввести в действие основные модули: ОЗУ, системные контроллеры, видеосистему, клавиатуру, контроллеры дисковых устройств и т.д.
После благополучного запуска Windows функции управления УВВ передаются программам операционной системы. Windows XP берет на себя большинство функций контроля и управления аппаратным обеспечением ПК, что существенно сужает сферу деятельности BIOS. Функции и стандартные процедуры BIOS
BIOS реализует следующие основные функции.
• Обеспечивает самотестирование оборудования при включении электроэнергии, реализуя программу самотестирования ПК при включении электроэнергии POST (Power On SelfTest).
• Позволяет инициализировать УВВ. Часть инициализации выполняется аппаратнопрограммными средствами, интегрированными в адаптеры УВВ.
• Обеспечивает загрузку операционной системы, выполняет программу BOOT (загрузчик операционной системы).
• Обрабатывает программные прерывания от УВВ и обслуживает функции. Для каждого стандартного периферийного устройства BIOS хранит программу обслуживания. Некоторые программы обслуживания устройств загружаются отдельно и хранятся в отдельной области дисковой памяти.
• Обеспечивает настройку конфигурации ПК. Для этой цели BIOS располагает специальной программой установки параметров ПК— SETUP BIOS. В состав системы BIOS входит также ИМС, в которой хранятся параметры конфигурирования ПК.
Память.
• Снабжает программами-драйверами аппаратные компоненты ПК, что позволяет обеспечить их взаимодействие с операционной системой при ее загрузке. Для диагностики ошибок при запуске системы используется POST (стандартная процедура BIOS), инициируемая соответствующей программой.
Индикация об ошибке, выявленной POST, отображается в виде сообщения на мониторе ПК. Наиболее грубые неисправности идентифицируются звуковыми кодами. Если сообщения об ошибках на экран монитора не поступают, то код ошибки может быть интерпретирован специальной платой POST, помещенной в разъем расширения системной платы (рис. 1.5). Код предоставит вам возможность определить адрес подпрограммы прерывания и код ошибки.
Плата POST содержит двухразрядный шестнадцатеричный дисплей, на котором отобра- жается код текущей тестовой проверки. Если произошел сбой тестовой программы, на экране отобразится код последней тестовой проверки.
Программа-загрузчик BOOT осуществляет поиск сектора загрузки на действующем основном устройстве загрузки. Необходимый критерий поиска сектора загрузки — сигнатура, которая должна завершаться шестнадцатеричным кодом 55AAh. В процессе выполнения кода загрузчика вызывается загрузочный сектор операционной системы, который загружает файлы ядра операционной системы.
Блок начальной загрузки — это первая запись на загрузочном диске. Он умещается в сек- тор размером 512 байт. Блок загрузки содержит очень короткую программу, предназначен- ную для активизации процесса загрузки операционной системы в ОЗУ ПК. В качестве устройства загрузки используется, как правило, флоппи-диск (А), привод жесткого диска (С, D) или CD-ROM.
Кроме того, для загрузки могут быть использованы «ловушки» загрузчика BEV (Bootstrap Entry Vector). BEV представляет собой вектор, указывающий на внутренний код BIOS, который позволяет загрузить операционную систему без участия дисководов. BEV располагаются в ППЗУ расширений BIOS, например на интерфейсной плате Plug and Play Ethernet на шине ISA.
Для установки параметров ПК система BIOS располагает программой SETUP BIOS. Опции меню программы реализуют ручную настройку режимов работы аппаратного обеспечения. Для запуска программы достаточно во время выполнения POST удерживать нажатой клавишу Del или другую клавишу, указанную в «Руководстве пользователя».
Особенности работы с программой SETUP BIOS располагает двумя компонентами, предназначенными для настройки параметров ПК при загрузке системы. Аппаратный компонент — чип энергонезависимой памяти RTC CMOS RAM — предназначен для организации часов реального времени, а также для хранения данных настройки параметров ПК. Программа CMOS SETUP Utility, посредством которой эти данные можно изменить, хранится в энергонезависимой флэш-памяти. С помощью этой утилиты вы можете установить значения различных параметров, режимов работы системных устройств, а также УВВ.
Программа SETUP недоступна во время работы ПК.
Программу SETUP можно запустить при включении ПК или перезагрузке системы, т.е. практически сразу же после выполнения всех основных проверок POST. Для запуска SETUP следует во время выполнения POST нажать определенную клавишу или комбинацию клавиш. В табл. 1.2 представлены клавиши и комбинации клавиш, которые служат для запуска SETUP.
Таблица 1.2. Клавиши для запуска SETUP
Компания Клавиша или комбинация клавиш для запуска SETUP
AMI BIOS Del, F1, F2
Phoenix BIOS F2, Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Alt+S — старые версии
в режиме командной строки
Award BIOS Del, Ctrl+Alt+Del
Microid Research BIOS Esc
IBM Aptiva/Valupoint F1
Compaq F10>
Источник: qpcs.ru
Внутренняя память компьютера содержит программу которая обеспечивает запуск компьютера bios
Является составной частью аппаратных средств и программным модулем операционной системы одновременно. BIOS встроена в ПК и содержит программы управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами до загрузки операционной системы. Она также содержит программу тестирования при включении питания компьютера и программу начального загрузчика. Большинство современных видеоадаптеров, а также многие SCSI-контроллеры имеют собственную BIOS, которая дополняет систему.
В современных ПК BIOS реализована в виде одной микросхемы ПЗУ, установленной на системной плате компьютера. Для ее хранения в материнских платах применяются электрически перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ).
BIOS содержит CMOS RAM — энергонезависимую память, в которой хранится информация о текущей дате, показания таймера (часов), конфигурации компьютера (количестве оперативной памяти, типах накопителей и т.д.). В системе BIOS имеется программа Setup, которая может изменять содержимое CMOS-памяти, то есть задавать параметры конфигурации системы (обычно запускается нажатием клавиши Del в процессе загрузки). При загрузке и выполнения контроля оборудования BIOS полает на динамик компьютера звуки, по которым можно диагностировать его состояние. Если все в порядке, то подается длинный гудок; если неисправна видеокарта — один длинный и два коротких гудка; если неисправна память — повторяющиеся короткие гудки. Если неисправен процессор, то никаких гудков не будет, поскольку программа выполняется процессором.
Память
Все компьютеры используют три вида памяти — оперативную, постоянную и внешнюю.
Оперативная память (ОЗУ — оперативно запоминающее устройство) предназначена для хранения информации, к которой приходится часто обращаться, и обеспечивает режимы ее записи, считывания и хранения. По способу хранения информации оперативная память бывает статической и динамической.
Постоянная память (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Постоянная память имеет также название ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения.
Постоянная память энергонезависима, т.е. может сохранять информацию и при отключенном питании. Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации делятся на масочные, программируемые изготовителем (ROM), однократно программируемые пользователем (Program-mable ROM) и многократно программируемые пользователем (Erasable PROM).
Последние, в свою очередь, подразделяются на стираемые электрически и с помощью ультрафиолетового излучения. К элементам EPROM с электрическим стиранием информации относятся, например, микросхемы флеш-памяти. От обычных EPROM они отличаются высокой скоростью доступа и быстрым стиранием записанной информации. Данный тип памяти сегодня широко используется для хранения BIOS и другой постоянной информации.
Оперативная память выполнена обычно на микросхемах динамического типа с произвольной выборкой (DRAM). Каждый бит такой памяти представляется наличием (или отсутствием) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Другой тип памяти — статический (SRAM) — в качестве элементарной ячейки использует так называемый статический триггер (схема которого состоит из нескольких транзисторов). Статический тип памяти обладает более высоким быстродействием и используется, например, для организации кэш-памяти.
Для описания характеристик быстродействия оперативной памяти применяются так называемые циклы чтения/записи. Так, для SRAM чтение одного слова выполняется за 3 такта, запись за 4 такта.
Динамическая память (DRAM) в современных ПК используется обычно в качестве оперативной памяти общего назначения, а так же как память для видеоадаптера.
Микросхемы видеопамяти, используемые в видеоадаптерах, относятся к динамической оперативной памяти, работа которой имеет ряд особенностей, состоящих в том, что доступ к ней осуществляется достаточно крупными блоками, а перезапись производится без прерывания процедуры считывания из памяти. Эту задачу наиболее эффективно решает так называемая двухпортовая RAM, для которой возможно одновременное считывание и запись данных. Такая память представлена VRAM (Video RAM) и WRAM (Window RAM). Для ускорения доступа к памяти со стороны графического ускорителя (что особенно важно в 3D-акселераторах) используется либо MDRAM, использующая распараллеливание операций доступа данным между большим количеством банков памяти. Либо синхронная память SGRAM.
Кэш-память. Кэшированием данных называется размещение наиболее важных и часто используемых данных в области памяти с более быстрым доступом. Применение кэширования существенно повышает быстродействие ПК при чтении данных (в 10-1000 раз). Помимо кэширования операций чтения данных можно выполнять кэширование записи данных. Применение кэш-записи еще более увеличивает скорость работы ПК, но повышает риск потери данных в случае внезапного выхода системы из строя (например, при отключении электропитания).
Связь устройств с материнской платой осуществляется ее шинными интерфейсами. Пропускная способность первой шины, выполненной два десятка лет назад в архитектуре ISA, составляла около 5,5 Мбит/с. Расширением этого стандарта стал EISA (расширенный ISA) производительностью до 32 Мбит/с. С 2000 г. выпуск материнских плат для разъемов ISA и EISA прекращен из-за низкой производительности этих шин.
С выходом процессора Intel 80386 и 80486 для обмена данных между оперативной памятью и процессором внедрен новый стандарт VLB, позволяющий увеличить производительность шины до 130 Мбит/с.
С появлением процессора Intel Pentium внедрена шина стандарта PCI производительностью до 264 Мбит/с для 32-разрядных данных и 528 Мбит/с для 64-разрядных данных. Шина имеет разъемы для подключения внешних устройств и PCI-мосты в виде чипсета для связи с основной шиной ISA/EISA.
Внедрение шины PSI позволило впервые реализовать режим Plug And Play, состоящий в способности операционной системы автоматически реагировать на появление нового устройства и производить его установку на компьютере при помощи автоматических программных средств. Позднее, с выходом процессора Intel Pentium Pro, получит использование шина FSB производительностью до 800 Мб/с, а для обеспечения высокой производительности видеокарт — шина AGP с пропускной способностью до 1066 Мб/с. Наиболее совершенной считается шина USB, предназначенная для связи материнской платы с периферийными устройствами. Ее достоинствами являются: возможность подключения практически неограниченного количества таких устройств (до 256); отсутствие конфликтов оборудования; возможность подключения новых устройств во время работы компьютера и объединения нескольких компьютеров в сеть без установки специального сетевого программного обеспечения.
Внешняя память реализована обычно на магнитных или оптических накопителях (носителях данных).
Источник: studbooks.net
BIOS. Назначение и функции
BIOS, или в переводе «базовое устройство ввода-вывода», это набор программ-инструкций, записанных на один из чипов-микросхем материнской платы компьютера. В компьютерах, созданных на архитектуре IBM-PC этот чип называется EEPROM, и имеет резервное питание от специальной батареи.
BIOS
Назначение BIOS
Запуск компьютера без BIOS просто невозможен.
• проверка наличия, и работоспособности найденного оборудования;
• поиск, загрузка и запуск операционной системы;
• установка начальных параметров оборудования.
Кратко, BIOS выполняет начальную загрузку компьютера.
Пуск компьютера
После запуска компьютера, процессор считывает программный код BIOS из постоянной памяти, и загружает его в оперативную память (RAM). Управление компьютера в этот момент фактически передано коду BIOS, который сразу считывает настройки компьютера (из той же постоянной энергонезависимой памяти), и после быстрого тестирования оборудования (работоспособность контроллеров материнской платы, и устройств, к ней присоединенных), применяет их. После чего, находит и загружает в RAM-память машинный код загрузчика операционной системы.
В дальнейшем управление компьютером передаётся непосредственно загрузчику, который начнёт поиск операционной системы. В зависимости от выставленных параметров, поиск будет произведён на:
• жёстком диске;
• на CD/DVD дисках (в подключенных приводах);
• на USB носителях;
• на дискетах;
Неисправности системы
Бывает, во время тестирования работоспособности оборудования, случается сбой в работе чего-либо критичного, БИОС попытается выяснить причину. Будет выдано сообщение на монитор. Кроме того произойдёт и звуковое оповещение. Серия сигналов, от их продолжительности (длинные либо короткие) и комбинации, можно предположить, с чем связанны возникшие проблемы. Тут конечно играет роль производитель программы (но для каждого производителя, есть свой перечень расшифровки звуковых сигналов).
Сброс БИОС
В ситуациях, когда ошибочно внесены неверные параметры, произошёл сбой или каких ещё не предвиденных ситуациях, настройки BIOS можно вернуть на исходные (обнулить). Сделать это проще всего одним из следующих способов:
• собственно из меню BIOS (обычно это раздел Load Fail-Safe Defaults);
• путём перестановки перемычки (с последующей перезагрузкой и возвращением перемычки к исходному положению) на контакты с надписью «CLEAR_CMOS» (или им подобной). Перемычка по умолчанию стоит на нейтральных контактах;
• вытянуть ненадолго (1-2 минуты) батарею резервного источника питания (большая литиевая батарея, в гнезде, обычно в нижней части материнской платы).
Виды
На сегодня, основных видов программ два, это Award BIOS (от компании Phoenix Technologies) и Ami BIOS (например, от American Megatrends). Кроме различий в цвете меню настройки, и структуре расположения информации (в 2 столбца или в строку), они отличаются по своей структуре.
В целом же через меню доступна настройка таких функций как:
• системное дата и время;
• выбор устройства загрузки операционной системы (актуально при установке самой ОС);
• включить или отключить поддержку USB устройств;
• просмотреть значение, или изменить напряжение, подающееся на процессор и модули RAM-памяти (для увеличения их производительности);
• установить пароль на просмотр настроек БИОС.
Будущее
Технология BIOS была разработана ещё в 1981 году, и в целом, кардинальных изменений после этого не было (это особенно заметно по «специфическому» графическому интерфейсу). К середине 1990-х годов, начала прорабатываться идея EFI (позднее переросшая в UEFI), интерфейса между операционной системой и низкоуровневыми устройствами. Но пока до конца не ясно, сможет ли данный интерфейс полноценно заменить его.
Related posts:
- Основное назначение компьютера
- Как обновить BIOS?
- Как убрать пароль с BIOS?
- BIOS — нужно ли обновлять?
Источник: datbaze.ru