«

»

Янв 11

Базовые установки BIOS и настройка загрузки компьютера.

 

  1. Определение BIOS.
  2. Начальная загрузка компьютера.

1.Определение BIOS.
Базовая подсистема ввода/вывода (Basic Input-Output System, BIOS) это важная часть любого ПК. BIOS расположена в отдельном чипе материнской платы. BIOS является посредником между аппаратной частью компьютера и операционной системой.
Если настройки BIOS выставлены неправильно, то производительность компьютера может уменьшиться более чем в два раза. К сожалению, многие пользователи просто не понимают смысла многих опций современных BIOS.
Из этого следует определенный вывод: если Вы не очень понимаете что делаете, если Ваш компьютер функционирует исправно, «видит» все подключенное оборудование то не следует ничего менять в настройках BIOS!!!
Как войти в BIOS? Во время начальной загрузки ПК на экран выводится сообщение о способе входа в настройку BIOS (setup). Сообщение на эране остается на несколько секунд — если требуемую клавишу не нажать, начнёт загружаться операционная система. На большинстве ПК клавиша для входа в BIOS «DEL», «F1» или «F2». Если эти клавиши не подходят, то обращайтесь к документации к ПК или в службу поддержки производителя ПК.
Слово BIOS является аббревиатурой, которая расшифровывается как Basic Input/Output System (в переводе с английского означает «Базовая система ввода/вывода»).
BIOS определяет ход процесса загрузки компьютера, тестирование и первичную настройку присоединенных устройств. Только после этого управление компьютером передается сначала загрузчику операционной системы, а затем самой операционной системе. Именно BIOS обеспечивает базовые функции ввода/вывода и функции взаимодействия устройств между собой, производит распределение ресурсов компьютера между устройствами.
Многие операционные системы берут на себя некоторые функции BIOS (настройка системного времени), однако ни одна из них не изменяет такие настройки, как подаваемое напряжение на процессор и т. д.
BIOS оформлен в виде нескольких программ. Программой, с помощью которой производится настройка BIOS, является BIOS Setup То, что обычно понимается под BIOS’OM (то, что становится доступным при нажатии на «DEL» или «F2» при загрузке компьютера) по своей сути BIOSом не является. Это программа BIOS Setup, которая лишь служит для настройки BIOSa.
Очевидно, что набор программ BIOS должен оставаться в памяти компьютера и после его выключения (чтобы быть доступным сразу после включения компьютера). Кроме того, очевидно, что этот набор не может содержаться на каком-то носителе, так как именно BIOS производит настройку взаимодействия с этими самыми носителями. И наконец BIOS. должен быть достаточно надежно защищен от перезаписи, так как повреждение (умышленное или неумышленное) BIOS может привести к полному выходу из строя и повреждению компьютера. Компьютер может просто «сгореть».
Исходя из необходимости выполнения этих условий BIOS аппаратно записан в специальной микросхеме постоянной памяти на материнской плате. Что касается возможности перезаписи BIOS (перепрошивки), то изначально таковая вообще была исключена. На старых материнских платах перепрошить BIOS нельзя. Сейчас же на современных материнских платах используются специальные микросхемы BIOS с возможностью перезаписи
— так называемые flash-микросхемы. При этом выделяют две группы таких перезаписываемых микросхем:

  • EPROM (от англ. Erasable Programmable Read Only Memory) — перезаписываемые микросхемы постоянной памяти, содержимое ко¬торых может быть стерто с помощью ультрафиолетового излучения. Соответственно для этого необходимо использование специального оборудования. Такие микросхемы применялись для BIOS до появления более совершенных микросхем, в которых стирание может быть произведено электрическим зарядом.
  • EEPROM (от англ. Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) — перезаписываемые микросхемы постоянной памяти, содержимое которых может быть стерто с помощью электрического сигнала. При этом никакого специального оборудования не требуется. Микросхему можно перезаписать, при этом не вынимая ее из компьютера.

Необходимо также отметить, что, помимо основной микросхемы BIOS, расположенной на материнской плате, все чаще свои микросхемы имеют платы расширения, подключаемые к ней. Особенно часто свои BIOS имеют современные видеокарты.
Наличие или отсутствие собственных BIOS обусловливается обычно сложностью устройств, для которых они предназначены. При настройке основного BIOS (на мат. плате) можно разрешить или запретить использование собственных BIOSOB плат расширения.
ЧТО ТАКОЕ CMOS
Очень часто вместе с понятием BIOS упоминается понятие CMOS. И это не зря. Мы уже выяснили, что BIOS является аппаратно прошитым набором программ, остающимся неизменным в специальной микросхеме на материнской плате. Изменить его можно только специальной «перепрошивкой», а для некоторых материнских плат это и вообще сделать нельзя в принципе. В то же время вы можете достаточно легко производить и изменять настройки BlOS’a, которые регулируют его работу. А значит, вы, по сути, изменяете BIOS. При этом изменения должны сохраняться, и они сохраняются. Но уже сказали, что BIOS остается неизменным. Как же так? Вроде бы возникает противоречие.
Но на самом деле никакого противоречия нет. BIOS — набор программ — остается неизменным и хранится в микросхеме. А настройки, которые можно менять и которые описаны далее в книге, являются лишь параметрами (исходными данными), используемыми BIOS»ом в своей работе. Вот их-то можно менять, и хранятся они отдельно, в специальной микросхеме динамической памяти, которая как раз и называется CMOS-памятью или просто CMOS.
Кроме настроек BIOSva, в CMOS-памяти хранятся параметры аппаратной конфигурации компьютера: типы жестких дисков, параметры работы процессора, оперативной памяти и т. д. Эти сведения также используются BIOS’OM в его работе. Суммарный объем CMOS-памяти очень маленький и составляет всего-навсего 256 байт.
При включении компьютера в ходе тестирования оборудования текущая конфигурация сравнивается с хранящейся в CMOS-памяти. Если обнаруживаются отличия, то либо автоматически происходит обновление CMOS-памяти, либо вызывается BIOS Setup для проведения настроек.
CMOS-чип обновляет информацию, в нем хранящуюся, всякий раз, когда устанавливается какой-либо новый компонент компьютера. Таким образом, он всегда содержит самые последние сведения о системных компонентах.
Как любая динамическая память (оперативная память), CMOS-память нуждается в электрическом питании. Причем в отличие от обычной оперативной памяти питание CMOS- памяти должно обеспечиваться и при выключенном компьютере. Для этого используется небольшой аккумулятор (круглая батарейка в виде таблетки), размещенный на материнской плате.
Свое название CMOS-память получила от технологии, на основании которой она производится: от англ. Complementary Metal-Oxide-Semiconductor — Комплементарный металлооксидный полупроводник (КМОП по-наше¬му). Благодаря этой технологии удалось добиться того, что CMOS-памяти нужно очень мало энергии для своего функционирования. Стандартной батарейки, установленной при изготовлении материнской платы, хватит на 5-6 лет.
После того как батарейка «сядет» и не в состоянии будет обеспечивать нужное напряжение (3В), информация в CMOS-памяти хранится не сможет и компьютер, вполне вероятно, не загрузится. На экране может появиться сообщение «CMOS-chercksum еггог» или «Battery Low Level». Не стоит этого пугаться и бежать сдавать компьютер в металлолом. Для исправления данной ситуации достаточно просто заменить батарейку. Вы ее без труда найдете на материнской плате.
Заводские настройки BIOS хранятся в самой микросхеме BlOS’a. И они прописываются в CMOS при первом включении или когда в CMOS ничего не оказалось (например, в результате того, что села батарейка). Кстати, на этом факте основывается один из способов «сброса» настроек BIOSa к заводским — путем «сброса» содержимого CMOS-памяти. И именно только он иногда может помочь.
Способ заключается в вынимании батарейки из материнской платы на 15…20 секунд. В результате CMOS-память обнулится, все настройки будут установлены в заводских значениях, а аппаратная конфигурация полностью определена и записана заново.
ФИЗИЧЕСКОЕ МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ МИКРОСХЕМ BIOS
Месторасположение микросхемы BIOS, микросхемы CMOS и питающей ее батарейки может быть различным на разных материнских платах и зависит от конструктивных особенностей последних.
Батарейку можно найти без труда. Как правило, рядом располагается и микросхема CMOS-памяти. А вот микросхема самого BIOS может вообще находиться на другом конце материнской платы. Для наиболее точного определения лучше всего воспользоваться инструкцией к материнской плате. Там все указано: что и где расположено.
Наиболее важной функцией BIOS является обслуживание системных вызовов или прерываний. Системные вызовы вырабатываются программным обеспечением или аппаратными средствами с целью выполнения различных операций с системой. Для реализации системных вызовов используется механизм прерываний.
Прерывание — прекращение выполнения текущей команды или последовательности команд процессором для обработки некоторого события, которое может быть вызвано программно или аппаратно.
Прерывания делятся на:
аппаратные — вызванные сигналом от кого-либо устройства ПК;
логические — возникновение нестандартной ситуации в работе центрального процессора ПК, например, деление на ноль;
программные — вызываются из программы с помощью специального кода.
2.Начальная загрузка компьютера.
1. На первом этапе, сразу после нажатия кнопки «Power», блок питания компьютера осуществляет самотестирование. Если все в порядке и все напряжения соответствуют необходимым значениям, то через 0,1…0,5 с им подается напряжение на процессор. Вместе с питанием на специальный вход процессора подается сигнал сброса. По этому сигналу процессор сбрасывает содержимое своей памяти и начинает работу.
2. В начале своей работы процессор получает из BIOS так называемую POST-программу (от англ. Power-On Self Test — самотестирование при включении). В соответствии с этой программой начинается тестирование компонент компьютера. Тестируется и инициализируются чипсет, оперативная память, система управления электропитанием и т. д. и т. п. В ходе тестирования при возникновении ошибки либо выводится текстовое сообщение, либо подается звуковой сигнал. В ходе процедуры POST выполняются следующие действия:

  • Первоначальная инициализация основных системных компонентов. Тестирование процессора.
  • Детектирование оперативной памяти, копирование кода BIOS в оперативную память и проверка контрольных сумм BIOS.
  • Проверка регенерации памяти и тестирование 64 Кбайт нижней памяти.
  • Первоначальная настройка чипсета.
  • Тестирование полного объема оперативной памяти. Результаты выводятся на экран.
  • Подключение и тестирование клавиатуры, тестирование портов ввода/вывода и других устройств.
  • Проверка контрольной суммы CMOS и состояния батарейки. Если контрольная сумма CMOS ошибочна, будут загружены значения по умолчанию.
  • Инициализация СОМ- и LPT-портов.
  • Инициализация дисководов для дискет, а также детектирование IDE-устройств. Сведения выводятся на экран.

Далее BIOS’ом производится распределение системных ресурсов (аппаратных прерываний IRQ и DMA-каналов доступа к памяти). Итоговая информация отображается на экране монитора в виде таблицы.
Осуществляется поиск других устройств, содержащих собственный BIOS. Например, как уже упоминалось ранее, свои BIOS довольно часто имеют SCSI-контроллеры.
Вызов программного прерывания BIOS INT 19h, который ищет загрузочный сектор на устройствах, указанных в списке загрузки.

3. В заключение управление передается загрузчику операционной системы. Происходит загрузка операционной системы.
В случае возникновения каких-либо проблем на этапе POST-тестирования выдается звуковой сигнал или на экран монитора выводится сообщение об ошибке. Лучше, чтобы такие сообщения не появлялись 🙂
С уважением, автор блога,  Tulova_Ulya

1 комментарий

  1. Сергей

    Спасибо автору за статью! Очень доходчиво написано. Вещи очевидные, но для многих вроде как и не обязательны. Но без понимания малого нельзя понять всего взаимодействия компьютера и его работы в целом.
    Можно , например, управлять автомобилем и не зная его устройства, но только лишь в качестве наездника…
    С уважением Сергей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>