Конфигурирование системы с помощбю BIOS Setup

 

Теоретические сведения.

BIOS – это термин, который используется для описания базовой системы ввода-вывода. По существу, BIOS представляет собой "промежуточный слой" между программной и аппаратной частями системы.

Стандартная PC-совместимая система состоит из нескольких слоев, которые связаны ме­жду собой:

Рисунок 16 – Стандартная PC-совместимая система

 

Уникаль­ная BIOS используется в качестве интерфейса между аппаратным обеспечением и операционной системой и ее приложениями. Таким образом, на компьютерах может быть установлено разное оборудование (процессоры, жесткие диски, мониторы и др.), на котором можно запускать одинаковое программное обеспечение.

Связь между приложениями и операционной системой осуществляется с помощью соответ­ствующего API (Application Programming Interface). Поскольку прило­жение не зависит от установленного аппаратного обеспечения, то все его вызовы обрабатывает операционная система, которая уже содержит информацию об установленном оборудовании.

ОС, в свою очередь, через BIOS обращается непосредственно к аппа­ратному обеспечению и данная связь реализована в виде драйверов устройств. BIOS «подстраивается» под определенное аппаратное обеспечение и, незави­симо от установленного оборудования, обеспечивает стандартный интерфейс для операцион­ной системы.

 

Аппаратная и программная части BIOS

BIOS в PC-совместимой системе может находиться либо в микросхеме системной платы, либо в микросхеме плат адаптеров (например в видеоадаптере), либо загружается с диска (драйверы).

Комплект программ, хранящихся в микросхемах BIOS, выполняется еще до загрузки ОС. BIOS РС-совместимых компьютеров выполняет следующие функции:

1. Выполнение POST – программы самотестирования компьютера после включения питания. Проверяет наличие ОЗУ, работоспособность системной логики и т.д.

2. Вызов программы установки параметров BIOS (BIOS SETUP) – конфигурирования системы. Вызывается при нажатии определенной клавиши (например: Del, F2) во время выполнения программы POST. Старые компьютеры для запуска BIOS SETUP требовали специальной дискеты.

3. Поиск загрузочного сектора на накопителях. Если последние 2 байта этого сектора (его сигнатура) равны 55AAh, данный код выполняется.

4. Загрузка драйверов, обеспечивающих взаимодействие ОС с аппаратной частью. При загрузке в режиме защиты от сбоев используются только драйверы из BIOS.

Системная BIOS содержит драйверы основных компонентов (клавиатуры, дисковода, же­сткого диска, последовательного и параллельных портов и т.д.), необходимые для начального запуска компьютера. По мере появления новых устройств (видеоадаптеров, накопителей CD-ROM, жестких дисков с интерфейсом SCSI и т.д.) их процедуры инициализации не добавля­лись в системную BIOS. Острая необходимость в таких устройствах при запуске компьютера отсутствует, поэтому нужные драйверы загружаются с диска во время запуска операционной системы. Это относится к звуковым адаптерам, сканерам, принтерам, устройствам PC Card (PCMCIA) и т.д.

Однако некоторые устройства необходимы при запуске компьютера. Например, для ото­бражения информации на экране монитора требуется активизировать видеоадаптер, но его поддержка не встроена в системную BIOS.

Собственная BIOS, как правило, устанавливается на следующих платах:

• видеоадаптеры – всегда имеют собственную микросхему BIOS;

• SCSI-адаптеры – обратите внимание, что эта BIOS не поддерживает все SCSI-устройства, т.е. с диска необходимо загружать дополнительные драйверы для накопи­телей CD-ROM, сканеров, устройств Zip и прочих с интерфейсом SCSI;

• сетевые адаптеры – для начальной инициализации устройства либо нормального функционирования в бездисковых рабочих станциях или терминалах;

• платы обновления IDE или дисковода – для поддержки функции загрузочного уст­ройства при запуске системы и т.д.

 

Микросхемы ROM

Для хранения стартовых процедур (и BIOS) наиболее подходит па­мять ROM (Read-Only Memory) – тип памяти, которая может постоянно (или практически по­стоянно) хранить данные. Аналогичная память используется и в других устройствах с собственной BIOS, например в видеоадаптерах.

ROM и оперативная память – не противоположные понятия. ROM представляет собой часть оперативной памяти системы, т.е часть ад­ресного пространства оперативной памяти отводится для ROM. Это необходимо для хране­ния программного обеспечения, которое позволяет загрузить операционную систему.

Например, при включении персонального компьютера счетчик команд автоматически принимает значение (адрес) FFFF0h; команды, размещенные по этому адресу, должны обес­печить загрузку операционной системы. Этим командам отводится 16 байт от конца ROM. Если бы эти адреса указывали на ячейки обычной памяти, все хранимые в ней данные, в том числе и команды, исчезли бы при выключении питания, и процессор при следующем включении не нашел бы там никаких ко­манд. Но, если этот адрес указывает на ячейку ROM, программа запуска системы в неизмен­ном виде выполняется каждый раз при включении компьютера.

То, что персональный компьютер при запуске начинает выполнять ко­манду, расположенную за 16 байт от конца ROM, сделано умышленно: по это­му адресу помещается команда перехода JMP, согласно которой процессор переходит к фак­тическому началу программы; в большинстве случаев оно близко к адресу F0000h. Подобное соглашение позволяет свободно изме­нять объем ROM.

 

Затенение ROM

Микросхемы ROM очень «медленны»: время доступа приблизительно равно 150 нс при времени доступа запоминающего устройства DRAM от 60 нс и меньше. Поэтому во многих системах ROM за­теняется, т.е. ее содержимое копируется в микросхемы динамической оперативной памяти при запуске, чтобы сократить время доступа в процессе функционирования. Процедура зате­нения копирует содержимое ROM в оперативную память, присваивая ей адреса, первона­чально использовавшиеся для ROM, которая затем фактически отключается. Это повышает быстродействие системы памяти.

Затенение эффективно главным образом в 16-разрядных операционных системах. Если компьютер работает под управлением 32-разрядной операцион­ной системы, то затенение фактически бесполезно, потому что эти операционные системы не используют 16-разрядный код из ROM. Вместо не­го они загружают 32-разрядные драйверы в оперативную память, заменяя ими 16-разрядный код базовой системы ввода-вывода, который, таким образом, используется только в течение запуска системы. Средство управления затенением находится в программе Setup BIOS.

Существует четыре различных типа микросхем памяти ROM.

· ROM (Read Only Memory).

· PROM (Programmable ROM). Программируемая ROM.

· EPROM (Erasable PROM). Стираемая программируемая ROM.

· EEPROM (Electrically Erasable PROM). Электронно-стираемая программируемая ROM, также называемая Flash ROM.

 

Память PROM

В память PROM после изготовления можно записать любые данные. Она была разработа­на в конце 70-х годов фирмой Texas Instruments и имела емкость от 1 Кбайт (8 Кбит) до 2 Мбайт (16 Мбит) или больше.

Подразумевается, что эти микросхемы после изготовления не содержат никакой информа­ции, на самом деле при изготовлении они прописываются двоичными единицами. Другими сло­вами, микросхема PROM емкостью 1 Мбит содержит 1 млн единиц (фактически 1 048 576). При программировании такой «пустой» PROM в нее записываются нули. Этот процесс обычно вы­полняется с помощью специального программирующего устройства

Процесс программирования часто называется прожигом. Каждую «1» можно представить как неповрежденный плавкий предохранитель. Большинство таких микросхем работает при напряжении 5 В, но при программировании PROM подается более высокое напряжение (обычно 12 В) по различным адресам в пределах адресного пространства, отведенного для микросхемы. Это более высокое напряжение фактически записывает «0», сжигая плавкие предохранители в тех местах, где необходимо преобразовать 1 в 0. Хотя можно превратить 1 в 0, этот процесс необратим, т.е. нельзя преобразовать 0 в 1.