Bios является частью оперативной памяти

Содержание

Термин «BIOS» [ править | править код ]

Термин «BIOS» употребляется по отношению к устройствам, совместимым с персональными компьютерами фирмы IBM. Для устройств, построенных на базе иных платформ, используются другие термины. Например, для компьютеров архитектуры SPARC набор микропрограмм может называться «PROM» или «Boot».

Русское название «БИОС» произошло из транслитерации английской аббревиатуры «BIOS» [2] .

BIOS материнской платы [ править | править код ]

В IBM PC-совместимом компьютере, использующем микроархитектуру x86, код BIOS хранится на микросхеме EEPROM (ЭСППЗУ — электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).

  • проверка работоспособности оборудования [⇨] ;
  • загрузка операционной системы (ОС)
  • [⇨] ;
  • предоставление API для работы с оборудованием
  • [⇨] ;
  • настройка оборудования
  • [⇨] .

Начальная загрузка компьютера [ править | править код ]

После включения IBM PC-совместимого компьютера процессор, реализующий микроархитектуру x86, читает код BIOS из ПЗУ (с микросхемы EEPROM), записывает его в ОЗУ (оперативную память) и передаёт управление коду BIOS.

  • выполняет тестирование оборудования компьютера (см. POST, англ.power-on self-test );
  • читает настройки из энергонезависимого ПЗУ;
  • применяет настройки;
  • ищет и загружает в оперативную память код загрузчика;
  • передаёт управление загрузчику.

В дальнейшем загрузчик ищет и загружает в память код операционной системы и передаёт ему управление.

BIOS реализует API для работы с внутренними и внешними устройствами компьютера. Загрузчик ОС и сама ОС используют это API для работы с оборудованием до тех пор, пока не загрузят собственные драйверы.

В настоящее время компания Intel на новых платформах предлагает использовать extensible firmware interface (UEFI) вместо BIOS.

Инициализация и проверка работоспособности аппаратуры [ править | править код ]

Бо́льшую часть кода BIOS составляют микропрограммы, предназначенные для инициализации контроллеров, расположенных на материнской плате, и устройств, подключённых к материнской плате (которые, в свою очередь, могут иметь контроллеры с собственными BIOS).

Сразу после включения питания компьютера процессор читает код BIOS из EEPROM, записывает код BIOS в память и передаёт ему управление. Первым делом код BIOS начинает проверку аппаратного обеспечения компьютера — POST (англ. power-on self-test ). В ходе POST код BIOS проверяет работоспособность контроллеров, расположенных на материнской плате, задаёт низкоуровневые параметры их работы (например, частоту шины и параметры центрального микропроцессора, контроллера оперативной памяти, контроллеров шин FSB, AGP, PCI, USB).

Если во время POST случится сбой, код BIOS может выдать информацию, позволяющую выявить причину сбоя. Кроме вывода сообщения на монитор (а также в случаях, если нет возможности вывести сообщение на монитор), используется звуковой сигнал, воспроизводимый при помощи встроенного динамика (спикера). Звуковые сигналы по высоте тона, продолжительности и комбинациям могут различаться в зависимости от производителя и версии BIOS.

Загрузка операционной системы [ править | править код ]

Если POST выполнен без ошибок, код BIOS начнёт поиск кода загрузчика ОС. Поиск выполняется на доступных и разрешённых в настройках носителях:

Код BIOS загрузит код загрузчика ОС в память и передаст ему управление.

Загрузчик ОС и сама ОС по ходу работы могут изменять большинство настроек, установленных кодом BIOS.

Некоторые реализации BIOS поддерживают загрузку через интерфейсы, изначально для этого не предназначенные (USB и IEEE 1394).

Утилиты, доступные без загрузки ОС [ править | править код ]

Старые компьютеры семейства IBM PC/XT не имели полноценной операционной системы (либо её загрузка не была необходима пользователю), вызывали встроенный интерпретатор языка BASIC (который выполнял роль простейшей ОС).

Некоторые BIOS предоставляют дополнительную функциональность:

  • воспроизведение аудио-CD или DVD-дисков;
  • обновление кода BIOS с внешних носителей;
  • использование простых браузеров.

Примитивное API [ править | править код ]

IBM-совместимые компьютеры изначально конструировались так, чтобы предоставить возможность расширения. По этой причине работа с дисками и экраном выполнялась через функции BIOS — при появлении нового оборудования переписывается BIOS, а программы продолжают работать, как и раньше. Ранее для этого использовались порты ввода-вывода и блоки памяти.

Код BIOS предоставляет несколько интерфейсов, упрощающих составление программ, — например, функции для работы с экраном в телетайпном режиме, функции для сканирования клавиатуры. Эти API позволяют работать с оборудованием на низком уровне, поэтому в названии «BIOS» присутствует слово «базовый».

Функции BIOS используются простейшими ОС (такими, как DOS). Современные ОС, такие как Windows и Linux, пользуются функциями BIOS только в момент загрузки и в «аварийных» режимах — после загрузки они используют свои драйверы, а не BIOS.

С развитием компьютерных систем в коде BIOS продолжали использоваться устаревшие технологии: прежде всего «реальный режим» работы процессора x86.

Для замены BIOS рядом производителей вычислительных систем (Unified EFI Forum (англ.), UEFI) предложена и внедряется технология EFI.

Настройка оборудования с помощью меню [ править | править код ]

Чтобы позволить пользователям менять настройки оборудования, код BIOS, как правило, реализует экранное меню.

Открыть меню BIOS (англ. BIOS setup ) можно, если во время POST нажать определённую клавишу. Часто используются клавиши Del , F2 , F10 , Esc и F8 .

Некоторые возможности меню:

  • настройка даты и времени для системных часов;
  • настройка периферии, не приспособленной к работе в режиме «Plug and Play», например жёстких дисков, выпущенных в начале 1990-х годов и работающих в режиме адресации CHS; COM- и LPT-портов;
  • запуск аппаратуры в «форсированном» или «щадящем» режиме;
  • установка заводских настроек (подробнее см. ниже);
  • включение и выключение оборудования, встроенного в материнскую плату (USB-, COM- и LPT-портов, встроенного видео-, сетевого или звукового адаптера);
  • отключение некоторых тестов, выполняемых во время POST, для уменьшения времени выполнения POST (ускорения начальной загрузки);
  • активация обходных ветвей для известных ошибок ОС. Например, если Windows 95 отказывается загружаться на машине без флоппи-дисковода, BIOS может перенаправить векторы IRQ так, чтобы ОС поняла, что дисковода нет [3] . Если неудачно написанный драйвер не работает с жёсткими дисками, подключёнными через интерфейс SerialATA, BIOS может эмулировать интерфейс ATA;
  • порядок носителей, с которых выполняется загрузка компьютера: жёсткий диск, USB-накопители, CD-ROM, загрузка с использованием сетевой платы (NIC) по технологии PXE и т. д. Если загрузка с первого носителя не удалась, BIOS пробует следующий по списку.
Читайте также:  Как вернуть нормальное разрешение экрана

Сами состояния настроек не находятся непосредственно в микросхеме ПЗУ BIOS-а. Они записываются в энергонезависимое ОЗУ (NVRAM), физически находящееся в другой микросхеме (очень часто — в ячейках памяти южного моста). В выключенном состоянии компьютера питание ячеек NVRAM осуществляется от собственного источника, в качестве которого очень часто используются литиевые элементы CR2032 и подобные (одновременно использующиеся для резервного питания встроенных аппаратных системных часов).

Так как существует вероятность неправильной настройки оборудования (неудачный разгон, воздействие вирусов, неправильные значения параметров, аппаратный сбой), предусмотрена возможность возврата настроек по умолчанию (сброса настроек). Сбросить настройки можно несколькими способами:

  • программно:
  • с помощью меню BIOS;
  • путём нажатия особой комбинации клавиш во время POST;
  • аппаратно:
    • путём установки перемычек (англ. jumper ) на материнской плате. На плате перемычки обычно обозначены надписью «CLEAR_CMOS», «CLR_CMOS», «CLRRTC» [4] или др.;
    • путём нажатия кнопки, расположенной на материнской плате. Кнопка может быть вынесена на заднюю панель системного блока[5] ;
    • путём отключения резервного источника питания, например литиевой батарейки.
    • Информация о назначении пунктов меню BIOS и о сбросе настроек в первоначальное состояние указывается в инструкциях к материнским платам [6] [7] . Инструкции поставляются в комплекте с материнскими платами и могут быть скачаны с сайта производителя платы.

      SLIC [ править | править код ]

      С выходом ОС Windows Vista производители компьютеров стали внедрять в BIOS таблицу SLIC («ACPI_SLIC table», SLIC — аббревиатура от англ. software licensing description table ). В таблице SLIC хранится информация о лицензировании ПО. Таблица SLIC является первым из трёх компонентов, созданных для OEM активации ОС семейства Microsoft Windows в режиме offline (без доступа к сети Интернет).

      ОС Windows при установке проверяет наличие в BIOS таблицы SLIC, ищет в таблице SLIC код продукта OEM и цифровой сертификат OEM для выполнения активации.

      Код продукта OEM (OEM SLP или system locked pre-installation (англ.) русск. ) — специальный 25‑значный ключ‑лицензия. Выдаётся только крупным производителям комплектующих. Является вторым компонентом OEM активации в режиме offline.

      Цифровой сертификат OEM (OEM certificate) — файл в формате XML с расширением *.xrm-ms . Выдаётся фирмой Microsoft каждому крупному производителю ПК. Является третьим компонентом OEM активации в режиме offline.

      Для активации ОС Windows использует определённый алгоритм. Этот алгоритм проверяет все три компонента и в случае успеха автоматически активирует ОС Windows.

      ROM BIOS состоит из четырех основных компонентов:

      POST (Power-On Self Test)

      Процедура самотестирования при включении питания. При проверке
      тестируются: центральный процессор, само ПЗУ, элементы материнской платы, ОЗУ и основные периферийные устройства. Грубо говоря,
      POST – это набор маленьких подпрограмм. Проверка не является тщательной но серьезные неисправности все же обнаруживаются. Информация об ошибках выводится тремя путями: вывод информации в виде текста или шестнадцатеричных кодов ошибок на экран и набор звуковых сигналов. В случае успешного прохождения теста встроенный динамик выдает один короткий сигнал.

      BIOS (Basic Input/Output System)

      По сути дела это набор драйверов (драйвер – программа управления устройством),
      обеспечивающих работу системы при запуске компьютера или при загрузке в безопасном режиме. Дело в том, что когда Вы
      включаете комп, то еще до загрузки операционной системы можно управлять им с клавиатуры, видеть все действия на мониторе.
      Кроме этого, если Вы загружаетесь в безопасном режиме, то отказываетесь от драйверов операционной системы и в работе
      остаются только драйвера BIOS.

      Программа начальной загрузки

      Эта программа после включения компьютера ищет операционную систему, загружает ее и отдает ей все управление компьютером.

      CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

      А точнее, процедура установки параметров конфигурации системы в CMOS. Эту часть ROM BIOS Вы можете посмотреть и при необходимости внести туда изменения, если сразу после включения компьютера будете нажимать клавишу [Delete]. В основном все параметры касаются материнской платы, но так или иначе они связаны и остальными компонентами компьютера.

      А теперь давайте посмотрим, что происходит, когда Вы включаете компьютер:

      1. После включения источник питания проводит самотестирование и в случае положительного результата теста выдает на
      материнскую плату сигнал Power Good. Все это происходит за 0.5 сек.

      2. После получения сигнала Power Good таймер перестает генерировать подаваемый на процессор сигнал Reset.

      3. CPU начинает выполнять код, который записан в ROM BIOS по адресу FFFF:0000. По данному адресу записана команда
      перехода на реально выполняемый код ROM BIOS.

      4. ROM BIOS проводит тестирование системы на наличие ошибок, в случае нахождения которых будет подан лишь звуковой
      сигнал, так как видеоадаптер еще не инициирован.

      5. Для того, что бы найти программу работы с видеоадаптером, BIOS сканирует адреса от C000:0000 до C780:0000. В случае
      нахождения программы, BIOS проверяет контрольную сумму кода. При совпадении суммы с заданной управление передается BIOS
      видеоадаптера и на монитор выводится первичная информация. В случае, если BIOS видеоадаптера на найдена, управление
      передается, встроенному в BIOS материнской платы, драйверу.

      Читайте также:  Фнс узнать свою задолженность

      6. Сканируются следующие адреса памяти начиная с C800:0000 до DF80:0000 с целью обнаружения BIOS каких либо еще устройств
      в системе. В случае обнаружения оных так же проверяется контрольные суммы кодов и затем управление этих устройств отдается
      их встроенным BIOS.

      7. По адресу 0000:0472 ROM BIOS проверяет значение слова, определяющего тип загрузки – холодная или горячая. В случае
      холодной загрузки в работу будет запущена POST, в случае горячей – POST будет пропущен.

      8. Выполняется POST (в случае холодного пуска) для проверки всех компонентов системы. При отсутствии фатальных ошибок
      выдается встроенным динамиком короткий сигнал.

      9. ROM BIOS производит поиск дискеты в дисководе (при соответствующей настройке) и читает на ней сторону 0, цилиндр 0
      сектор 1. Этот сектор загружается по адресу 0000:7С00 и проверяет, является ли дискета загрузочной. В случае повреждения
      этих данных или же дискета не является загрузочной, то на экран выводится соответствующее сообщение.

      10. Если в дисководе нет дискеты, то ROM BIOS читает MBR (Memory Boot Record), которая лежит в первом секторе жесткого
      диска и загружает его (сектор) в память по адресу 0000:7С00.

      11. В работу вступает программа, находящаяся в MBR. Дальнейшее нас уже не должно интересовать, так как не относится к теме
      данной статьи.

      Как Вы наверно уже поняли ОЗУ и ПЗУ разделять на диаметрально противоположные памяти нельзя. Часть
      адресного пространства ОЗУ отводится под данные и коды BIOS. Говоря другими словами, во время работы компьютера BIOS
      является частью оперативной памяти. Ниже я приведу карту памяти и размещения области ROM BIOS в большинстве АТ совместимых
      компьютерах:

      Теперь кое-что о совместимости. Любая версия ROM BIOS не может поддерживать абсолютно все существующие
      устройства. Особенно это касается устаревших версий. Оно и понятно. Мир не стоит на месте. Постоянно появляется что-то
      новенькое и это новенькое иногда требует обновления BIOS. Следует учесть еще и вот какой аспект. Дело в том, что на рынке
      инфотехнологий всего два основных производителя ROM BIOS – Phoenix Technologies,
      и AMI (American Megatrends, Inc).
      Когда-то существовала еще и Award Software, но в 1998 году Award была
      выкуплена Phoenix и сейчас существует лишь торговая марка. Большинство производителей материнских плат заказывают BIOS у
      этих фирм. Но, например, Compaq производит BIOS полностью самостоятельно, что сказывается на, мягко говоря, низкой
      совместимости с устройствами изготовленными другими фирмами. Поэтому будьте осторожны с покупкой подобных персональных
      компьютеров.

      Ну и напоследок об обновлении ROM BIOS. Дело это не шуточное и поэтому определитесь – действительно ли
      Вам необходимо обновлять версию BIOS. Лучше всего пригласить человека, который уже занимался подобными вещами. Если же у
      Вас нет таких знакомых, тогда дело осложняется. Но нет ничего невозможного, не боги же горшки обжигают. Вот несколько
      советов:

      1. Помните всегда — нет никаких гарантий, что обновление пройдет гладко, безболезненно и безошибочно.

      2. Не факт, что если Ваша система нормально работает с данной версией BIOS, то будет еще лучше работать с обновленной.

      3. Обязательно сохраните текущую версию BIOS перед заменой.

      4. Прежде чем заняться обновлением, соберите как можно больше информации о процессе смены версий BIOS конкретно для Вашей
      материнской платы.

      5. Если у Вас нет опыта работы с DOS, советую Вам немного потренироваться в работе с этой операционной системой.

      6. И самое главное, помните, что если во время перезаписи пропадет питание или случится еще какой сбой, то последствия
      непредсказуемы. Вполне возможен вариант, когда Вы уже ничем не сможете помочь своему компьютеру и придется нести его в
      сервис, где Вам возможно и все восстановят, но уже за N-ую сумму денег.

      Надеюсь я Вас достаточно запугал 🙂 На этой ноте я пожалуй и закончу. Удачи 🙂

      $BIOS$ ($Basic Input/Output System$ – базовая система ввода-вывода) – набор микропрограмм системного программного обеспечения низкого уровня, которые записаны в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), имеют программу для проверки установленной конфигурации (система $POST$), начальной загрузки операционной системы и управления системами ПК. Микросхема $BIOS$ является чипом, т.к. находится в одной микросхеме. $BIOS$ располагается на материнской плате и чувствительна к статическому электричеству.

      Функции BIOS

      Среди функций $BIOS$ принято выделять следующие:

      • тестирование аппаратных средств при включении компьютера;
      • настройка параметров аппаратных средств;
      • загрузка операционной системы с диска или другого устройства;
      • обслуживание аппаратных прерываний от основных устройств ПК;
      • обслуживание базовых функций программных прерываний к основным устройствам ПК.

      Изначально в $BIOS$ применяются заводские настройки, принятые по умолчанию, но в процессе модернизации такие установки можно настроить в соответствии с требованиями пользователя.

      Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

      После установки нового устройства и после включения ПК $BIOS$ определяет наличие нового устройства и настраивает адаптер. Операционная система сообщает об ошибках и конфликтах устройств, которые возникают, и разрешает эти проблемы.

      В некоторых случаях требуется обнулить $BIOS$, это может быть в том случае, когда пользователь указал пароль входа в систему, но забыл его. Однако обнуление может затереть некоторые настройки, которые устанавливались вручную. Кроме того, может потеряться информация лицензионных пакетов, так как некоторые легальные пакеты записывают информацию в $BIOS$ и проверяют ее при запуске.

      Установка параметров $BIOS$ выполняется в случаях:

      • отключения устройства;
      • установки загрузки с другого устройства;
      • разгона процессора, т.е. установки параметров, которые позволяют ему работать быстрее;
      • неисправности ПК.
      Читайте также:  Twitch регистрация на русском

      Состав $BIOS$

      В состав BIOS входят следующие элементы:

      Задай вопрос специалистам и получи
      ответ уже через 15 минут!

      • тестовая система $POST$ ($Power On Self Test$ – самотестирование при включении электропитания), которая проверяет после включения ПК его основные компоненты;
      • аппаратные драйверы основных устройств ПК;
      • программа установки основных параметров и аппаратной конфигурации, значения которых записываются в специальный контроллер периферии, содержащий область памяти размером $100-130$ байт.

      BIOS состоит из двух частей:

      • постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), где хранится информация, необходимая для запуска ПК (программы) и содержащая неизменяемые параметры системы (по умолчанию);
      • оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), где располагаются значения, изменяемые пользователем.

      $BIOS$ при выключенном ПК питается от аккумуляторной батарейки. При отставании времени ПК от реального необходимо заменить батарейку, т.к. при ее разрядке пропадут установки параметров в $Setup BIOS$ (которые находятся в ОЗУ).

      Процедура POST

      $POST$ является основной программой $BIOS$, которая начинает работать после включения ПК. $POST$ выполняет тестирование устройств, подключенных к ПК, и готовит оперативную память для загрузки операционной системы.

      Если при тестировании устройств была обнаружена ошибка и использование ПК невозможно, он может выдавать звуковые сигналы или выводит коды или сообщения на экран, после чего прекращает свою работу. Для задержки на экране сообщений об ошибках необходимо во время их вывода нажать клавишу $Pause$. Количество гудков может быть разным, в зависимости от производителя $BIOS$.

      Программа Setup

      Программа $Setup$ является составной частью $BIOS$, а для ее запуска служит программа $CMOS Setup.$

      Для входа в $BIOS$ после включения ПК необходимо нажать определенную клавишу (в основном $Del$ или $F2$), лучше всего несколько раз. Клавиша нажимается после появления на экране соответствующей надписи на английском языке с предложением нажать клавишу для загрузки программы $Setup$.

      Для входа в $BIOS$ для разных материнских плат могут использоваться другие клавиши, среди которых могут использоваться $Esc$, $F1$, $F10$, реже используются комбинации клавиш.

      После нажатия клавиши на экране появится окно с программой $BIOS$, вид которого зависит от производителя программы.

      Рисунок 1. Окно программы BIOS

      Параметры BIOS

      Рассмотрим основные группы параметров BIOS:

      Загрузка с разных устройств. Как правило, загрузка ПК происходит с жесткого диска, но в некоторых случаях требуется поменять загрузочное устройство. Кроме оптических дисков можно загрузиться с внешних накопителей, флэш-памяти или внешних жестких дисков.

      Во всех этих случаях используется параметр System Boot UpSequence (название может отличаться в зависимости от типа версии $BIOS$ и от компании-производителя).

      Работа ПК до загрузки операционной системы. После включения ПК до загрузки операционной системы начинает работать программа $POST$, для которой можно указать параметры загрузки.

      Для ускорения загрузки можно упростить процедуру проверки имеющихся стандартных устройств (параметр $Quick Power$ on $Self Control$). Кроме того, можно не выводить на экран сообщения при тестировании (параметр $Overсlock WarningMessage$), либо установить меньшую частоту работы ЦП при загрузке в случае использования медленно работающего жесткого диска (параметр $Boot Up System Speed$).

      Включение ПК:

      • автоматическое включение ПК в определенное время (параметр $Wake Up Time$);
      • разрешение включения для приема сообщения по модему (параметр $Modem Wake Up$) или по сети (параметр $LANWake Up$).

      Пароли. Для обеспечения безопасности доступа к ПК можно установить пароль, который будет запрашиваться при входе в $BIOS$ или перед загрузкой операционной системы (параметр $Security Option$).

      Параметры, связанные с работой ЦП:

      • установка возможности частоты работы ЦП для его разгона, который осуществлялся при помощи увеличения либо тактовой частоты ЦП (параметр $CPU Operating Frequency$), либо тактовой частоты системной шины (параметр $CPU FSB Clock$);
      • установка напряжения для работы ЦП (параметр $Vcore Voltage$).

      Это наиболее важные параметры, однако существуют и другие параметры, которые влияют на производительность работы компьютера.

      Параметры, связанные с работой оперативной памяти. Наиболее важным параметром является установка вида оперативной памяти для ПК, который устанавливается не для всех видов ПК. Обычно данная возможность отключена, что приводит к более быстрому времени загрузки, но при нестабильной работе полезно включить эту возможность для проверки причастности к каким-либо сбоям в работе ПК оперативной памяти.

      Параметры, связанные с работой кэш-памяти:

      • возможность включения/отключения кэш-памяти, которая может быть двух уровней. Отключение такой памяти резко уменьшает производительность ПК и применятся только в том случае, когда ПК зависает и тестирующие программы указывают на причину – кэш-память (параметр $Caсhe Memory$). Можно также в этом случае установить уменьшенный размер кэш-памяти (параметр $CaсheableRAM Address Range).$

      Как и в случае с оперативной памятью, лучше установить значения вышеуказанных параметров по умолчанию.

      Существует также возможность настройки:

      • параметров, связанных с накопителем на гибких дисках;
      • параметров, связанных с шинами;
      • параметров, связанных с клавиатурой и мышью;
      • параметров, связанных с видео;
      • параметров, связанных с энергопотреблением и включением/выключением ПК.

      Остальные параметры в $BIOS$ меняют довольно редко.

      Выход из программы

      Для выхода из $BIOS$ используют:

      • $Esc$ – для выхода без внесенных изменений параметров;
      • $F10$ – для выхода и сохранения всех внесенных изменений параметров.

      Современные ПК позволяют войти в программу в любое время, но после выхода из нее необходима перезагрузка ПК. Некоторые портативные ПК позволяют войти и выйти из $BIOS$ при работающем приложении для изменения определенных параметров (например, при подключении модема).

      Так и не нашли ответ
      на свой вопрос?

      Просто напиши с чем тебе
      нужна помощь