работа тема: ”uefi преемник bios” (стр. 2 из 7)

Рисунок 1.1 Внешний вид микросхемы ROM BIOS

Изначально BIOS записывалось в обычные микросхемы ПЗУ путём пережигания перемычек. Позднее появились микросхемы с ультрафиолетовым стиранием, которые позволяли производить многократную перезапись информации. Они имели недостаток: для перезаписи было необходимо наличие специального устройства программатора. Но появившееся не так давно технология Flash-памяти позволяет перезаписывать содержимое микросхемы при наличии фактически только одного программного обеспечения (информация в BIOS на основе Flash-памяти может быть в любой момент изменена с помощью специальной программы) что довольно быстро утвердило её позиции на рынке микросхем BIOS.

Рисунок 1.2. Часть платы, где расположены микросхемы BIOS

и питающий аккумулятор

Для сохранения информации после выключения питания в микро схеме CMOS-памяти используется никель-кадмиевый аккумулятор, который размещается в непосредственной близости от микросхемы CMOS (Рисунок 1.2.) и во время работы компьютера постоянно заряжается. Срок работы такого аккумулятора обычно составляет 10 лет. Как правило, за это время компьютер (в частности материнская плата) морально устаревает, и необходимость замены питающего элемента теряет смысл. При некоторых технологиях производства микросхем CMOS элемент питания встраивается прямо внутрь микросхемы. В этом случае при разрядке аккумулятора она подлежит замене целиком. На таких микросхемах обычно имеется надпись Dallas (т.к. чип производится по технологии Dallas Nov-RAM) или ODIN. Учитывая, что сейчас сложно найти уже устаревший чип со встроенной батарейкой, в большинстве случаев замене подлежит вся материнская плата.

Размещение аккумулятора и микросхем на материнской плате не имеет принципиального значения (это зависит от производителя и типа платы), но может повлиять на удобство замены аккумулятора. Некоторые производители так размещают аккумулятор, что замена невозможна без извлечения некоторых плат расширения (Рисунок 1.3.)

Рисунок 1.3. Пример различного расположения аккумулятора,

питающего микросхему CMOS

На данный момент существует ряд различных версии BIOS соответственно для разных моделей материнских плат. Наиболее известными являются Award, Phoenix и AMI. В большинстве компьютеров используется версия Award.

Функции BIOS ток же могут различаться – в зависимости от ее производителя и от характеристик материнской платы. Так, например, некоторые версии BIOS хорошо подходят для «разгона» компьютеров, другие – не очень. Но все же основные функции и настройки многочисленных вариантов BIOS в целом схожи.

Как уже было сказано ранее модуль BIOS индивидуален для каждой вычислительной системы и поставляется её изготовителем. В этом модуле содержатся аппаратно-зависимые драйверы следующих устройств:

Консольный дисплей с клавиатурой (СОМ).

Устройство построчной печати (РRN).

Последовательный канал связи (АUХ).

Часы/календарь (СLOCK).

Дисковое устройство начальной загрузки (блочно-ориентированное устройство).

Функции BIOS

Большинство компьютерных систем могут исполнять только команды, находящиеся в оперативной памяти компьютера, в то время как современные операционные системы в большинстве случаев хранятся на жёстких дисках, загрузочных CDROM-ах, USB дисках или в локальной сети. После включения компьютера в его оперативной памяти нет операционной системы. Само по себе, без операционной системы, аппаратное обеспечение (англ. hardware железо — электронные и/или механические части вычислительного устройства (компьютер, ЭВМ), исключая его программное обеспечение и данные) компьютера не может выполнять сложные действия, такие как, например, загрузку программы в память. Таким образом мы сталкиваемся с парадоксом, который кажется неразрешимым:

Для того, чтобы загрузить операционную систему в память, мы уже должны иметь операционную систему в памяти.

Решением данного парадокса является использование специальной маленькой компьютерной программы, называемой начальным загрузчиком, или BIOS (Basic Input/Output System). Эта программа не обладает всей функциональностью операционной системы, но её достаточно для того, чтобы загрузить другую программу, которая будет загружать операционную систему. Часто используется многоуровневая загрузка, в которой несколько небольших программ вызывают друг друга до тех пор, пока одна из них не загрузит операционную систему.

Как следствие, главная функция BIOS – подготовить компьютер к тому, чтобы основное программное обеспечение (в большинстве случаев это операционная система), записанное на различных носителях (жёсткий диск, дискета или компакт-диск) либо доступное через сеть, могло стартовать и получить контроль над компьютером.

В современных компьютерах процесс начальной загрузки начинается с выполнения процессором команд, расположенных в постоянной памяти, начиная с предопределённого адреса (процессор делает это после перезагрузки (процесс, при котором компьютер полностью очищает или восстанавливает содержимое оперативной памяти и возобновляет свою работу заново) без какой бы то ни было помощи). Данное программное обеспечение может обнаруживать устройства, подходящие для загрузки, и загружать со специального раздела выбранного устройства (чаще всего загрузочного сектора данного устройства) загрузчик ОС.

Начальные загрузчики должны соответствовать специфическим ограничениям, особенно это касается объёма. Например, на IBM PC загрузчик первого уровня должен помещаться в первых 446 байтах главной загрузочной записи (master boot record, MBR — это код и данные, необходимые для загрузки операционной системы (ОС), и расположенные в первых физических секторах (минимальная адресуемая единица хранения информации на дисковых запоминающих устройствах (НЖМД, дискета, CD). является частью дорожки диска) на жёстком диске или другом устройстве хранения информации. MBR содержит небольшой фрагмент исполняемого кода, таблицу разделов (partition table) и специальную сигнатуру) , оставив место для 64 байт таблицы разделов и 2 байта для сигнатуры AA55, необходимой для того, чтобы BIOS выявил сам начальный загрузчик.

BIOS обслуживает компоненты компьютера, определяет и устанавливает взаимосвязи между этими компонентами и режимами их работы. Установка параметров базовой системы ввода/вывода (BIOS) – одна из самых серьёзных проблем возникающих при изменении конфигурации компьютера. Частые зависания, некорректная работа оборудования и прикладных программ – всё это может быть следствием неправильно установленных параметров BIOS.

Для обеспечения правильной работы операционной системы и прикладных программ с помощью специальной программы в BIOS вводятся параметры всех компонентов компьютера, начиная от оперативной памяти и рабочей частоты процессора и заканчивая режимом работы принтера и других периферийных устройств. Правильно настроив содержимое BIOS вашего компьютера, можно увеличить производительность его работы до 30%.

Неосторожные действия пользователя, как правило, не могут привести к физическому повреждению компьютера – он может лишь перестать загружаться. Современные BIOS имеют довольно обширные средства автоконфигурирования, поэтому роль пользователя в установке ”правильных” параметров можно свести к минимуму. В последнее время в программе установки параметров появился пункт “Загрузить настройки по умолчанию”. Выбор этого пункта позволяет пользователю установить заводские параметры для имеющегося оборудования.

Кроме того существует еще ряд функций, выполняемых BIOS:

Одна из первых функций BIOS - автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов при включении машины, включая оперативную память (RAM - Random Access Memory). Если в процессе тестирования памяти или других аппаратных компонентов обнаруживаются ошибки, BIOS выдает на экран соответствующие сообщения. Дальнейшая работа машины на этом прекращается и пользователю нужно принимать меры к устранению выявленной ошибки.

Вторая важная функция BIOS, вступающая в действие по окончании тестирования, - вызов блока начальной загрузки DOS. Поскольку DOS - сложная система, состоящая из нескольких модулей, загрузка ее в память проходит в две ступени; сначала BIOS загружает с системного диска в оперативную память специальный блок начальной загрузки, а затем уже передает на него управление, а тот, в свою очередь, осуществляет загрузку других модулей DOS. При такой двухступенчатой организации загрузки с BIOS снимается забота о поиске и настройке различных модулей DOS. Единственное условие нормальной работы BIOS - это обнаружение на фиксированном месте системного диска блока начальной загрузки. При этом роль системного диска в ПК может играть гибкий или жесткий магнитный диск.

Третья важная функция BIOS - обслуживание системных вызовов или прерываний. Системные вызовы вырабатываются программными или аппаратными средствами с целью выполнения различных операций. Для реализации системных вызовов используется механизм прерываний. Суть этого механизма заключается в том, что текущая работа машины может быть приостановлена на короткое время одним из сигналов, который указывает на возникновение ситуации, требующей немедленной обработки.

Эволюция BIOS

Современный ПК невозможно представить без BIOS – это как маленький ребенок, не умеющий даже разговаривать. Однако если компьютер как таковой появился еще в середине прошлого столетия, то сам BIOS несколько позже.