4 Базова система вводу-виводу
4.6 Затемнення ROM
4.7 Оновлення BIOS
4.8 Використання Flash BIOS
4.9 Запуск програми Setup B IOS
4.10 Plug and Play BIOS
Користувачі часто не бачать різниці між програмної та апаратної частинами комп'ютера. Це можна пояснити високим ступенем інтеграції компонентів системи. Точне уявлення про відмінності між компонентами комп'ютера служить ключем до розуміння ролі BIOS.
BIOS - це термін, який використовується для опису базової системи введення-виведення. По суті, BIOS являє собою "проміжний шар" між програмної та апаратної частинами системи. Більшість користувачів під BIOS мають на увазі драйвери пристроїв. Крім системної, існує ще BIOS адаптерів, які завантажуються при запуску системи.
Отже, базова система введення-виведення - це комбінація всіх типів BIOS. а також завантажуються драйвери пристроїв. Частина BIOS. що міститься в мікросхемі на системній платі або платах адаптерів, називається firmware (саме через наявність цих мікросхем користувачі найчастіше відносять BIOS до апаратної частини комп'ютера).
Стандартна PC-сумісна система складається з декількох шарів, які пов'язані між собою (рис. 5.1).
На цьому малюнку показані два різних комп'ютера, в яких використовується унікальна BIOS як інтерфейс між апаратним забезпеченням і операційною системою і її додатками. Таким чином, на цих комп'ютерах може бути встановлено різне устаткування (процесори, жорсткі диски, монітори і ін.), На якому можна запускати однакове програмне забезпечення. Зв'язок між додатками і операційною системою здійснюється за допомогою відповідного API (Application Programming Interface). Цей інтерфейс визначає, наприклад, як виконується запис і зчитування даних на диск, друк і інші функції. Оскільки програма не залежить від
Мал. 4.1. Умовне разделеніеPC-сумісної системи на кілька шарів
4.2 Апаратна і програмна частіBIOS
Як уже згадувалося, BIOS являє собою інтерфейс між апаратним обеспечени третьому і операційною системою. BIOS не схожа на стандартне програмне забезпечення, по-кільки знаходиться в мікросхемах, встановлених на системній платі або платах адаптерів.
У той же час існує цілий ряд драйверів, які повинні бути активізовані під час початкового завантаження. Наприклад, чи можна завантажитися з жорсткого диска, якщо драйвери, потрібні для виконання цієї операції, повинні бути завантажені безпосередньо з цього диска? Очевидно, що необхідні драйвери повинні бути попередньо завантажені в ПЗУ (read - only memory - ROM) системної плати або плати адаптера.
Таке розташування BIOS запобігає необхідність постійної модернізації сис-темної BIOS при появі нових моделей пристроїв, особливо використовуваних при початковому завантаженні комп'ютера. Власна BIOS. як правило, встановлюється на наступних платах:
# 9632; SCSI-адаптери - зверніть увагу, що ця BIOS не підтримує всі SCSI-пристрої, тобто з диска необхідно завантажувати додаткові драйвери для накопи-телей CD - ROM. сканерів, пристроїв Zip і інших з інтерфейсом SCSI;
# 9632; мережеві адаптери - для початкової ініціалізації пристрою або нормального функціонування в бездискових робочих станціях або терміналах;
# 9632; плати обновленіяIDEілі дисковода - для підтримки функції завантажувального уст-ройства при запуску системи;
# 9632; плати для вирішення проблемиY2K - в них міститься коректна процедура перехо-да в нове тисячоліття.
Іноді користувачі плутають BIOS і CMOS RAM системи. Причиною плутанини є те, що програма Setup BIOS використовується для установки і зберігання параметрів конфігурації в CMOS RAM. Слід заме-тить, що це абсолютно різні компоненти.
Зазвичай BIOS знаходиться в окремій мікросхемі системної плати. Крім того, на системній платі располо-дружина так звана мікросхема RTC / NVRAM. що містить годинник істинного часу і енергонезалежну пам'ять. По суті, ця мікросхема являє собою цифровий датчик часу з декількома додаткових-ними байтами пам'яті.
Мікросхема Motorola MC 146818, використана вперше в якості RTC / NVRAM. містила 64 байт пам'я-ти, з яких 10 байт були виділені для функціонування годин. Незважаючи на те що вона називається енерго-незалежної, при вимкненому живленні параметри часу / дати і дані, що знаходяться в пам'яті, будить унич-тожени. Мікросхема, створена на основі технології Complementary Metal - Oxide Semiconductor (CMOS), має знижене споживання електроенергії, і для неї цілком достатньо потужності батареї комп'ютера. Саме тому мікросхема носить назву CMOS RAM. хоча з технічної точки зору її слід було б на-кликати мікросхемою RTC / NVRAM. Сила струму, споживаного здебільшого мікросхем RTC / NVRAM. без пе-вишает одного мікроампера (мільйонної частки ампера), тому для їх роботи достатньо однієї невеликої батареї. Протягом останніх п'яти років для цього використовувалася літієва батарея, при виході з ладу якої вся збережена в мікросхемі інформація руйнується. В окремих системах використовуються мікросхеми Dallas Semiconductor RTC / NVRAM (наприклад, DS 12885 або DS 12887), також містять батарею. При завантаженні програми BIOS Setup і наступному конфігуруванні / збереженні параметрів жорсткого дис-ка або інших пристроїв установчі параметри системи записуються у відповідну область пам'яті RTC / NVRAM (або, інакше кажучи, CMOS RAM). При кожному запуску системи для визначення її конфігурації проводиться зчитування параметрів, що зберігаються в мікросхемі CMOS RAM. Незважаючи на наявність визначено-ний зв'язку між базовою системою вводу-виводу (BIOS) і CMOS RAM. це абсолютно різні компоненти.
4.4 СістемнаяBIOS
У всіх системних платах є мікросхема, в якій записано програмне забезпе-ня, зване BIOS або ROM BIOS. Ця мікросхема містить стартові програми і драйвери, необхідні для запуску системи і функціонування основного апаратного забезпечення. У ній також міститься процедура POST (самотестування при включенні харчування) і дані системної конфігурації. Всі ці параметри записані в CMOS-пам'ять, яка живиться від батарейки, встановленої на системній платі. Цю CMOS-пам'ять часто називають NVRAM (Non - Volatile RAM).
Таким чином, BIOS являє собою комплект програм, що зберігаються в одній або декількох мікросхемах. Ці програми виконуються при запуску комп'ютера до завантаження операційної системи. BIOS в більшості PC-сумісних комп'ютерів виконує че-тире основні функції.
# 9632; Програма установки параметровBIOS (SetupBIOS) - конфігурація параметрів системи. Ця програма запускається при натисканні певної клавіші (або комбіна-ції клавіш) під час виконання процедури POST. У старих комп'ютерах на базі про- цессора 286 і 386 для запуску цієї програми необхідна спеціальна дискета.
# 9632; Завантажувач операційної системи - підпрограма, яка виконує пошук дію-ного основного завантажувального сектора на дискових пристроях. При виявленні сектора, відповідного певного мінімального критерію (його сигнатура повинна закінчуватися байтами 55 AAh), виконується код початкового завантаження. Ця про-грами завантажує завантажувальний сектор операційної системи, який, в свою оче-гу, завантажує файли ядра операційної системи.
# 9632; BIOS - набір драйверів, призначених для взаємодії операційної системи і апаратного забезпечення під час завантаження системи. При запуску DOS або Windows в режимі захисту від збоїв використовуються драйвери пристроїв тільки з BIOS.
4.5 МікросхемиROM
Зауважте, що ROM і оперативна пам'ять - не протилежні поняття. На самому де-ле ROM являє собою частину оперативної пам'яті системи. Іншими словами, частина ад-вій простору оперативної пам'яті відводиться для ROM. Це необхідно для збер-ня програмного забезпечення, яке дозволяє завантажити операційну систему.
Існує чотири різних типи мікросхем пам'яті ROM.
# 9632; ROM (Read Only Memory).
# 9632; PROM (Programmable ROM) - програмована ROM.
# 9632; EPROM (Erasable PROM) - стирається програмована ROM.
# 9632; EEPROM (Electrically Erasable PROM) - електронностіраемая програмована ROM, також звана Flash ROM.
Незалежно від типу ROM. дані в ній зберігаються до тих пір, поки не будуть стерті навмисно.
Мікросхеми PROM часто називаються мікросхемами OTP (One Time Programmable - програмовані один раз). Вони можуть бути запрограмовані тільки один раз. Більшість мікросхем PROM стоять со-всім недорого, приблизно 3 долари. Тому при заміні програми в PROM стара мікро-схема викидається, а нова прожигается відповідно до нових даних.
Процес програмування PROM тривати від кількох секунд до кількох хвилин, в залежності від ємності мікросхеми і застосовуваного алгоритму. На рис. 5.3 показано типове запрограмоване пристрій, який має кілька роз'ємів. Це пристрій може про-грамміровать кілька мікросхем відразу, зберігаючи час при записи тих же даних в неяк-ких мікросхемах. Менш дорогі програмують пристрою мають тільки один роз'єм.
Я рекомендую використовувати недороге запрограмоване пристрій компанії An - dromeda Research. Незважаючи на свою невисоку ціну, цей пристрій може бути Подсоед-нено до паралельного порту персонального комп'ютера; після приєднання дані для програмування з файлу передаються в запрограмоване пристрій. Крім того, цей пристрій переносний. Управління ним здійснюється за допомогою меню, що виводиться при-лага до нього програмою. Програма містить кілька функцій, одна з них позволя-ет зчитувати дані з мікросхеми і зберігати їх у файлі; можна також записати дані в мікросхему з файлу і перевірити, що мікросхема записана правильно чи що вона "порожня" перед початком програмування.
Необхідно відзначити, що для зміни BIOS в сучасних комп'ютерах подібні пристрої не застосовуються. У них використовуються мікросхеми Flash ROM.
4.6 ЗатененіеROM
4.7 ОбновленіеBIOS
Оновлення ROM BIOS може поліпшити характеристики системи. Однак іноді проце-дура поновлення BIOS може бути складною, у всякому разі значно складніше подклю-чення мікросхем ROM.
ROM BIOS - програма, що підвищує "інтелектуальний" рівень компонентів когось пьютера. Оновлення базової системи введення-виведення часто може підвищити ефективність комп'ютера і розширити його можливості.
Саме завдяки базової системи введення-виведення різні операційні системи можуть функціонувати на будь-якому PC-сумісних комп'ютері, незважаючи на відмінність апаратних засобів. Оскільки базова система введення-виведення управляє апаратними засобами, саме вона повинна враховувати їх особливості.
Оновлення ROM BIOS може знадобитися в наступних випадках:
# 9632; при установці таких пристроїв: дисковода LS -120; жорстких дисків об'ємом більше 8 Гбайт і Ultra - DMA / 33 Ultra - DMA / 66 IDE; накопичувачів CD - ROM з інтерфейсом AT API;
# 9632; при додаванні або поліпшення підтримки Plug and Play;
# 9632; при виправленні відомих помилок або проблем сумісності з деякими аппа-ратними засобами і програмним забезпеченням;
# 9632; при заміні процесора;
# 9632; при додаванні підтримки для системи керування живлення (Advanced System Configuration and Power Interface - ACPI).
Іноді мікросхема Flash ROM в системі захищена від запису; тоді, перш ніж приставні пити до модифікації, ви повинні відключити захист. Зазвичай це робиться за допомогою пере вимикачів, який керує блокуванням модифікації ROM. Без блокування будь-яка про грами може перезаписувати ROM у вашій системі, а це небезпечно. Без захисту записи тощо грами-віруси могли б записувати свої копії безпосередньо в код ROM BIOS на вашому комп'ютері. Навіть без фізичного захисту від записи сучасні BIOS в мікросхемах Flash ROM мають алгоритм захисту, який запобігає несанкціоновані модифікації. Цю методику Intel використовує на своїх системних платах
4.9 Запуск программиSetupBIOS
Для запуску цієї програми необхідно під час завантаження системи натиснути визначено-ву клавішу або комбінацію клавіш. Нижче знаходяться піктограми запуску цієї програми для BIOS різних виробників, які необхідно натискати під час виконання процедури POST.
# 9632; AMI BIOS -
# 9632; PhoenixBIOS -
# 9632; AwardBIOS -
# 9632; Microid Research BIOS -
Якщо жодна з цих клавіш не забезпечує запуску програми Setup BIOS. подивіться документацію до вашої системної плати або зверніться до її виробнику.
У деяких системах для запуску програми Setup BIOS використовуються перераховані нижче клавіші.
# 9632; IBMAptiva / Valuepoint -
# 9632; Старі версііPhoenixBIOS -
# 9632; Compaq -
Після запуску програми з'явиться її основний екран з меню та підменю.
Встановлювати чи налаштовувати пристроїв в PC-сумісних комп'ютері досить слож-ний процес. Користувач повинен призначити пристрою переривання, порти вводу-виводу і канали DMA. тобто ресурси, які не використовуються в даний момент іншими пристроями. Це виконувалося за допомогою перемичок і перемикачів на платі встановлюється устройст-ва. При неправильному виборі параметрів виникав конфлікт пристроїв, який найчастіше яв-лялся причиною інших помилок: наприклад, система відмовлялася завантажуватися.
Технологія Plug and Play значно спростила процес установки і конфігурації нових пристроїв. Користувачеві необхідно лише вставити плату у вільний роз'єм, а сис-тема автоматично виділить необхідні ресурси.
Технологія Plug and Play складається з наступних основних компонентів:
# 9632; Plug and Play BIOS;
# 9632; Extended System Configuration Data (ESCD);
# 9632; операційна система Plug and Play.
При завантаженні комп'ютера Plug and Play BIOS ініціює конфігурацію пристроїв, відповідних специфікації Plug and Play. Якщо адаптер був уже встановлений в системі, то BIOS зчитує конфігураційну інформацію з ESCD. инициализирует пристрій і продовжує завантаження. Якщо ж пристрій вперше з'явилося в системі, BIOS запитує у ESCD вільні ресурси. Отримавши їх, вона конфигурирует новий пристрій. Якщо ж з по-міццю вільних ресурсів не можна конфігурувати новий пристрій, то BIOS продовжує завантаження комп'ютера, а конфигурированием займається операційна система. Параметри всіх коректно сконфигурированних пристроїв записуються в базу даних ESCD.
1 Що називають базовою системою введення-вивола?
2 Чому комп'ютери з різними обладнанням можуть запускати однакове програмне забезпечення?
3 Де знаходиться BIOS в PC-сумісних системі?
4 Що містить системна BIOS?
5 Опишіть CMOS RAM.
6 Які основні функції виконує Системна BIOS.
7 Опишіть призначення ROM BIOS.
8 Який зв'язок між ROM і оперативною пам'яттю?
10 Опишіть класифікацію стандартної пам'яті системної BIOS.
11 Що означає «Затемнення ROM»?
12 Перелічіть основні типи пам'яті ROM.
13 У яких випадках може знадобитися оновлення ROM BIOS?
14 Особливість використання мікросхеми Flash ROM.
15 Опишіть порядок запуску програми Setup BIOS.
16 Опишіть технологію Plug and Play.
Управління - це цілеспрямований вплив на об'єкт, яке забезпечує його оптимальне (в певному сенсі) функціонування і кількісно оцінюється величиною критерію (показника) якості.
Потужність - це відношення роботи, виконаної за певний проміжок часу до тривалості цього проміжку.