Апаратна і програмна частини bios

BIOS є інтерфейсом між апаратним забезпеченням і операційною системою. BIOS не схожа на стандартне програмне забезпечення, оскільки знаходиться в мікросхемах, встановлених на системній платі або платі адаптерів.

BIOS в PC-сумісній системі або знаходиться в мікросхемі системної плати або в мікросхемі плати адаптерів, наприклад у відеоадаптері, або завантажується з диска (драйвери).

Системна BIOS містить драйвери основних компонентів (клавіатури, дисковода, жорсткого диска, послідовного і паралельних портів і т.д.), необхідні для початкового запуску комп'ютера. У міру появи нових пристроїв (відеоадаптерів, накопичувачів CD-ROM, жорстких дисків з інтерфейсом SCSI і т.д.) їх процедури ініціалізації не додавалися в системну BIOS. Гостра необхідність в таких пристроях при запуску комп'ютера відсутня, тому потрібні драйвери завантажуються з диска під час запуску операційної системи. Це відноситься до звукових адаптерів, сканерів, принтерів, пристроїв PC Card (PCMCIA) і т.д.

В 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 заздалегідь завантажені в ПЗП (read-only memory — ROM) системної плати або плати адаптера.

Проте деякі пристрої необхідні при запуску комп'ютера. Наприклад, для відображення інформації на екрані монітора вимагається активізувати відеоадаптер, але його підтримка не вбудована в системну BIOS. Крім того, існує величезна кількість відеоадаптерів, і помістити всі їх драйвери в системну BIOS неможливо. У таких випадках необхідні драйвери поміщаються в мікросхему BIOS на платі цього пристрою. А системна BIOS при завантаженні шукає BIOS відеоадаптера і завантажує її до запуску операційної системи.

Таке розташування BIOS запобігає необхідності постійної модернізації системної BIOS при появі нових моделей пристроїв, особливо використовуваних при початковому завантаженні комп'ютера. Власна BIOS, як правило, встановлюється на наступні плати:

• відеоадаптери — завжди мають власну мікросхему BIOS;

• SCSI-адаптери — зверніть увагу, що ця BIOS не підтримує всі SCSI-пристрої, тобто з диска необхідно завантажувати додаткові драйвери для накопичувачів CD-ROM, сканерів, пристроїв Zip і інших з інтерфейсом SCSI;

• мережеві адаптери — для початкової ініціалізації пристрою або нормального функціонування в бездискових робочих станціях або терміналах;

• плата оновлення IDE або дисковода — для підтримки функції завантажувального пристрою при запуску системи;

• плата для вирішення проблеми Y2K — в них міститься коректна процедура переходу в нове тисячоліття.

BIOS і CMOS RAM

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 помітити, що це абсолютно різні компоненти.

Звичайно BIOS знаходиться в окремій мікросхемі системної плати. Крім того, на системній платі розташована так звана мікросхема RTC/NVRAM, що містить годинник реального часу і незалежну пам'ять. По суті, ця мікросхема є цифровим датчиком часу з декількома додатковими байтами пам'яті.

Мікросхема Motorola MC146818, використана вперше як RTC/NVRAM, містила 64 байт пам'яті, з яких 10 байт були виділені для функціонування годинника. Не дивлячись на те, що вона називається незалежною, при вимкненому живленні параметри часу/дати і дані, що знаходяться в пам'яті, будуть знищені. Мікросхема, створена на основі технології Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS), має знижене споживання електроенергії, і для неї цілком досить потужності батареї комп'ютера. Саме тому мікросхема носить назву CMOS RAM, хоча з технічної точки зору її слід було б назвати мікросхемою RTC/NVRAM. Сила струму, споживаного переважно мікросхем RTC/NVRAM, не перевищує одного мікроампера (мільйонної частки ампера), тому для їх роботи досить однієї невеликої батареї. Протягом останніх п'яти років для цього використовувалася літієва батарея, при виході з ладу якої вся інформація, що зберігається в мікросхемі, руйнується. У окремих системах використовуються мікросхеми Dallas Semiconductor RTC/NVRAM (наприклад, DS12885 або DS12887), що також містять батарею. При завантаженні програми BIOS Setup і подальшій конфігурації/збереженні параметрів жорсткого диска або інших пристроїв настановчі параметри системи записуються у відповідну область пам'яті RTC/NVRAM (або, кажучи інакше, CMOS RAM). При кожному завантаженні системи для визначення її конфігурації проводиться прочитування параметрів, що зберігаються в мікросхемі CMOS RAM. Не дивлячись на наявність певного зв'язку між базовою системою вводу-виводу (BIOS) і CMOS RAM, це абсолютно різні компоненти.

Системна BIOS

У всіх системних платах є мікросхема, в якій записано програмне забезпечення, що називається 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 живлення) і дані системної конфігурації. Всі ці параметри записані в CMOS-пам'ять, яка живиться від батареї, встановленої на системній плати. Цю CMOS-пам'ять часто називають NVRAM (Non-Volatile RAM).

Таким чином, BIOS є комплектом 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 чотири основні функції.

• POST— самотестування при включенні живлення процесора, пам'яті, набору мікросхем системної логіки, відеоадаптера, контроллерів диска, дисковода, клавіатури і інших життєво важливих компонентів системи.

• Програма установки параметрів BIOS (Setup BIOS) — конфігурація параметрів системи. Ця програма запускається при натисненні певної клавіші (або комбінації клавіш) під час виконання процедури POST. У старих комп'ютерах на базі процесорів 286 і 386 для запуску цієї програми необхідна спеціальна дискета.

• Завантажувач операційної системи — підпрограма, що виконує пошук діючого основного завантажувального сектора на дискових пристроях. При виявленні сектора, відповідного певному мінімальному критерію (його сигнатура повинна закінчуватися байтами 55AAh), виконується код початкового завантаження. Ця програма завантажує завантажувальний сектор операційної системи, який, у свою чергу, завантажує файли ядра операційної системи.

• BIOS — набір драйверів, призначених для взаємодії операційної системи і апаратного забезпечення при завантаженні системи. При запуску DOS або Windows в режимі захисту від збоїв використовуються драйвери пристроїв тільки з BIOS.

Мікросхеми ROM

ROM (Read-Only Memory) — тип пам'яті, яка може постійно (або практично постійно) зберігати дані. Ці записані дані зберігаються в пам'яті навіть при відключенні живлення. Таким чином, для зберігання стартових процедур (і BIOS) найбільш підходить пам'ять ROM. Аналогічна пам'ять використовується і в інших пристроях з власною BIOS, наприклад у відеоадаптерах.

Помітьте, що ROM і оперативна пам'ять — не протилежні поняття. Насправді ROM є частиною оперативної пам'яті системи. Іншими словами, частина адресного простору оперативної пам'яті відводиться для ROM. Це необхідно для зберігання програмного забезпечення, яке дозволяє завантажити операційну систему.

Наприклад, при включенні персонального комп'ютера лічильник команд автоматично приймає значення (адреса) FFFFOh; команди, розміщені за цією адресою, повинні забезпечити завантаження операційної системи. Цим командам відводиться рівно 16 байт від кінця першого мегабайта оперативної пам'яті і від кінця ROM. Якби ці адреси указували на елементи звичної пам'яті, всі дані, що зберігаються в ній, у тому числі і команди, зникли б при виключенні живлення, і процесор при наступному включенні не знайшов би там ніяких команд. Але, якщо ця адреса указує на осередок ROM, програма запуску системи в незмінному вигляді виконується кожного разу при включенні комп'ютера.

Звичайно першою адресою ROM системи є F0000h, розташована за 64 або 128 Кбайт від кінця першого мегабайта. Оскільки ємність ROM звичайно рівна 128 Кбайт, програми ROM повністю займають останні 128 Кбайт першого мегабайта, включаючи критичну адресу FFFFOh першої команди запуску. Ємність сучасних мікросхем ROM може досягати 256 або 512 Кбайт. Такий збільшений об'єм дозволяє розташовувати драйвери інтегрованих на системній плати пристроїв.

Здається дивним, що персональний комп'ютер при запуску починає виконувати команду, розташовану за 16 байт від кінця ROM, але це зроблено навмисне. Просто за цією адресою поміщається команда переходу JMP, згідно якої процесор переходить до фактичного початку програми; в більшості випадків вона близька до адреси F0000h, яка розташована приблизно на 64 Кбайт раніше в карті пам'яті. Це все одно, що починати читання книгу з 16-ї сторінки від кінця; причому на ній повинен бути вказаний номер сторінки, з якою фактично починається виклад. Зате подібна угода дозволяє вільно змінювати об'єм ROM.

Основний код BIOS міститься в мікросхемі ROM на системній плати, але на платах адаптерів також є аналогічні мікросхеми. Вони містять допоміжні підпрограми базової системи вводу-виводу і драйвери, необхідні для конкретної плати, особливо для тієї плати, яка повинна бути активізована на ранньому етапі початкового завантаження, наприклад відеоадаптер. Плата, не потребуюча драйверів на ранньому етапі початкового завантаження, звичайно не має ROM, тому що їх драйвери можуть бути завантажені з жорсткого диска пізніше — в процесі початкового завантаження. У старих персональних комп'ютерах для BIOS на системній плати відводилося до шести мікросхем, але тепер BIOS звичайно розміщується на одній мікросхемі.

На платах адаптерів, для яких при запуску потрібні драйвери, також розміщені мікросхеми ROM. Це відеоадаптери, більшість плати SCSI (Small Computer Systems Interface), плата контроллерів Enhanced IDE і деякі мережеві плати. Мікросхема ROM на цій платі містить драйвери і програми запуску, які будуть виконані при початковому завантаженні. Наприклад, відеоадаптер може ініціалізуватися, не дивлячись на те що ROM на системній плати не містить драйверів для цього пристрою. Не можна завантажувати початкові драйвери режиму VGA з диска, тому що екран залишатиметься темним (і ви не зможете управляти процесом завантаження), поки не завантажаться ці драйвери. Що ж відбувається при завантаженні? Програма, що зберігається в ROM системної плати, сканує спеціальну область адаптера ROM оперативної пам'яті (адреси C0000-DFFFFh) у пошуках пари байт сигнатури (55AAh), яка указує на початок ROM. Базова система вводу-виводу системної плати автоматично виконує програми в ROM будь-якого адаптера, який вона знаходить в процесі сканування. Процес виявлення і ініціалізації відеоадаптера можна спостерігати в більшості комп'ютерів при включенні живлення і під час виконання POST.

Затінювання ROM

Мікросхеми ROM дуже "повільні": час доступу рівний 150 нс при часі доступу запам’ятовуючого пристрою DRAM 60 нс або менше. Тому в багатьох системах ROM затінюється, тобто її вміст копіюється в мікросхеми динамічної оперативної пам'яті при запуску, щоб скоротити час доступу в процесі функціонування. Процедура затінювання копіює вміст ROM в оперативну пам'ять, привласнюючи їй адреси, що спочатку використалися для ROM, яка потім фактично відключається. Це підвищує швидкодію системи пам'яті. Втім, в більшості випадків достатньо затінити тільки базову систему вводу-виводу на системній платі і, можливо, на відеоплаті.

Затінювання ефективне головним чином в 16-розрядних операційних системах типа DOS або Windows 3.x. Якщо комп'ютер працює під управлінням 32-розрядної операційної системи типа Windows 9x або Windows NT/2000, то затінювання фактично даремне, тому що ці операційні системи не використовують 16-розрядний код з ROM. Замість нього вони завантажують 32-розрядні драйвери в оперативну пам'ять, замінюючи ними 16-розрядний код базової системи вводу-виводу, який, таким чином, використовується тільки протягом запуску системи. Засіб управління затінюванням знаходиться в програмі Setup BIOS.

Існує чотири різні типи мікросхем пам'яті ROM.

• ROM (Read Only Memory).

• PROM (Programmable ROM) — програмована ROM.

• EPROM (Erasable PROM) — стираєма програмована ROM.

• EEPROM (Electrically Erasable PROM) — електронно-стираєма програмована ROM, також звана Flash ROM.

Незалежно від типа ROM, дані в ній зберігаються до тих пір, поки не будуть стерті навмисно.

У табл. 5.1 приведені ідентифікаційні номери, звичайно використовувані для маркіровки мікросхем пам'яті ROM кожного типу.

Таблиця 5.1. Ідентифікаційні номери мікросхем пам'яті ROM

Тип	Ідентифікаційний номер	Інші ознаки
ROM	Більше не використовується
PROM	27nnnn
EPROM	27nnnn	Кварцове віконце
EEPROM	28хххх або 29хххх

Пропалювана при виготовленні пам'ять ROM

Спочатку в більшості мікросхем ROM вже на етапі виготовлення були пропалені "О" і "1", тобто таку пам'ять ROM можна представити у вигляді матриці, в якій вже при виготовленні в потрібних місцях записуються нулі і одиниці. Матриця є кремнієвим кристалом (мікросхема). Такі мікросхеми називаються пропалюваними при виготовленні, тому що дані записуються в маску, з якою способом фотолітографії виготовляється матриця. Подібний виробничий процес економічно виправдовує себе при виготовленні сотень тисяч мікросхем з однаковою інформацією. Якщо необхідно змінити хоча б один-єдиний біт, доведеться переробити маску, а це обійдеться недешево. Тому такий тип пам'яті ROM не використовується.

Пам'ять PROM

У пам'ять PROM після виготовлення можна записати будь-які дані. Вона була розроблена в кінці 70-х років компанією Texas Instruments і мала ємність від 1 Кбайт (8 Кбіт) до 2 Мбайт (16 Мбіт) або більше. Ці мікросхеми можуть бути ідентифіковані по номерах виду 27nnnn в маркіровці, де 27 указує PROM типа TI, а nnnn — ємність кристала (мікросхеми) в кілобітах. Наприклад, в більшості персональних комп'ютерів з PROM використовувалися мікросхеми 27512 або 271000, які мали ємність 512 Кбіт (64 Кбайт) або 1 Мбіт (128 Кбайт).

Мається на увазі, що ці мікросхеми після виготовлення не містять ніякої інформації, насправді при виготовленні вони прописуються двійковими одиницями. Іншими словами, мікросхема PROM ємністю 1 Мбіт містить 1 млн. одиниць (фактично 1 048 576). При програмуванні такої "порожньої" PROM в неї записуються нулі. Цей процес звичайно виконується за допомогою спеціального програмуючого пристрою.

Процес програмування часто називається пропалюванням. Кожну "1" можна представити як непошкоджений плавкий запобіжник. Більшість таких мікросхем працює при напрузі 5 В, але при програмуванні PROM подається вища напруга (звично 12 В) за різними адресами в межах адресного простору, відведеного для мікросхеми. Ця вища напруга фактично записує "0", спалюючи плавкі запобіжники в тих місцях, де необхідно перетворити 1 в 0. Хоча можна перетворити 1 в 0, цей процес незворотній, тобто не можна перетворити 0 в 1. Програмуючий пристрій досліджує програму, яку необхідно записати в мікросхему, і потім вибірково змінює в мікросхемі 1 на 0 тільки там, де це необхідно. Тому мікросхеми PROM часто називаються мікросхемами ОТР (One Time Programmable — програмовані один раз). Вони можуть бути запрограмовані тільки один раз. Більшість мікросхем PROM вартує зовсім недорого, приблизно 3 долари. Тому при заміні програми в PROM стара мікросхема викидається, а нова пропалюється відповідно до нових даних.

Процес програмування PROM займає від декількох секунд до декількох хвилин, залежно від місткості мікросхеми і вживаного алгоритму.

Необхідно відзначити, що для зміни BIOS в сучасних комп'ютерах подібні пристрої не застосовуються. У них використовуються мікросхеми Flash ROM.

Пам'ять EPROM

Це різновид пам'яті PROM, який у свій час був вельми популярний. Дані в пам'яті EPROM можна стирати. Мікросхему EPROM чітко видно через кварцове віконце, розташоване прямо над кристалом. Фактично крізь вікно ви можете бачити кристал! Мікросхеми EPROM мають той же номер 27nnnn, що і стандартні PROM, причому вони функціонально і фізично ідентичні, якби не прозоре кварцове вікно над матрицею.

Вікно пропускає ультрафіолетове проміння. Інтенсивне ультрафіолетове опромінювання стирає інформацію на матриці (мікросхемі) EPROM. Вікно зроблене з кристала кварцу, тому що звичне скло не пропускає ультрафіолетового проміння. Кварцове вікно підвищує вартість мікросхеми EPROM. Таке підвищення буде невиправданим, якщо інформацію не потрібно стирати.

Ультрафіолетове проміння стирає інформацію на мікросхемі, викликаючи хімічну реакцію, яка як би відновлює (спаює) плавкі запобіжники. Так, будь-який двійковий 0 в мікросхемі стає двійковою 1. Для цього вимагається, щоб довжина хвилі ультрафіолетового проміння була рівна приблизно 2,537 ангстрема, а їх інтенсивність — досить високо. (12 000 мВт/см²). Джерело повинне розташовуватися в безпосередній близькості — не далі 2-3 см (приблизно 1 дюйм), а час експозиції складати від 5 до 15 хв. Пристрій стирання EPROM містить джерело ультрафіолетового проміння (звично це ультрафіолетова лампа розжарювання), розташова над висувною скринькою, в якому розміщуються стирані мікросхеми.

Кварцове вікно на мікросхемі EPROM звичайно заклеюється липкою стрічкою, щоб попередити випадкове проникнення ультрафіолетового проміння. Вони входять до складу сонячного світла і, звичайно, присутні навіть в звичному кімнатному освітленні.

Пам'ять EEPROM, або Flash ROM

Це новіший тип пам'яті ROM — електронно-стираєма програмована постійна пам'ять. Дані мікросхеми також називаються Flash ROM, і їх можна перепрограмувати, не знімаючи з плати, на яку вони встановлені, без спеціального устаткування. Використовуючи Flash ROM, можна стирати і перепрограмувати ROM безпосередньо на системній платі, не видаляючи мікросхему з системи і навіть не відкриваючи системного блоку! Для того, хто перепрограмовує не потрібен пристрій стирання ультрафіолетовим опромінюванням або який-небудь інший програмуючий пристрій.

Flash ROM можна взнати по номеру 28хххх або 29хххх і відсутності вікна в мікросхемі. За наявності Flash ROM на системній платі можна легко модернізувати ROM, не міняючи мікросхеми. В більшості випадків достатньо завантажити модифіковану програму, одержану з Web-серверу виробника системної плати, а потім запустити програму модифікації.

Рекомендується періодично відвідувати Web-сервер виробника системної плати, щоб стежити за модифікаціями базової системи вводу-виводу для вашого комп'ютера. Модифікована базова система вводу-виводу може містити помилки або забезпечувати підтримку нових пристроїв, яких первинно не було у вашій системі. Наприклад, іноді необхідно модифікувати базову систему вводу-виводу, щоб підтримати завантаження з дисковода LS-120 (дискета ємністю 120 Мбайт).

Виробники ROM BIOS

Практично всі сучасні виробники BIOS надають її код виробникам системної плати і готових комп'ютерів. Далі мова піде про існуючі версії BIOS.

На розробці PC-сумісних програм ROM BIOS спеціалізуються такі компанії, як American Megatrends, Inc. (AMI), Award Software і Phoenix Software. Виготівники системної плати одержують від них ліцензії на установку ROM BIOS, після чого можуть працювати над апаратною частиною, не займаючись програмним забезпеченням. Для того, щоб встановити на плату мікросхему пам'яті ROM із записаною програмою BIOS, розробнику доводиться вирішувати безліч задач, пов'язаних з пристроєм комп'ютера. Добитися сумісності ROM BIOS і системної плати — задача непроста. Універсальних мікросхем ROM BIOS не існує. AMI, Award, Microid Research і Phoenix поставляють різним виготівникам варіанти BIOS, виконані для конкретних комп'ютерів.

Зовсім недавно відбулися великі зміни в компаніях, розробляючих базові системи вводу-виводу. Так, в 1995 році Phoenix підписала контракт з Intel і забезпечувала всю системну плату Intel базовими системами вводу-виводу до 1999 року (тепер такий контракт підписаний з AMI). Для AMI це чудова сделка— як відомо, Intel продає приблизно 80 % (або більше) всієї системної плати.

У середині 1998 року Phoenix перекупила компанію Award, і тепер розроблені нею нові програми продаватимуться під егідою Phoenix. Таким чином, залишилося дві найкрупніші компанії — Phoenix і AMI. Більшість неамериканських виготівників системної плати все ще використовує базову систему вводу-виводу AMI, проте провідною компанією у області розробки BIOS є Phoenix. Нею не тільки розробляються нові базові системи вводу-виводу для комп'ютерів останніх поколінь, але і упроваджуються нові стандарти.

BIOS OEM-виробників

Багато OEM-виробників (Original Equipment Manufacturers) створюють власні мікросхеми пам'яті ROM. Наприклад, Compaq і AT&T розробили свої варіанти BIOS, сумісні з BIOS компаній AMI, Phoenix і Award, і періодично випускають модернізовані версії BIOS, в яких усунені недоліки попередніх версій і додані нові можливості. Перш ніж встановити на комп'ютері нестандартну мікросхему ROM BIOS, переконайтеся, що вона виготовлена солідною фірмою, яка займається удосконаленням версій своїх програм (важлива не сама мікросхема, а те, що в ній записано).

Деякі OEM-виробники не займаються розробкою BIOS, а замовляють її в незалежних компаніях. Наприклад, для комп'ютерів Hewlett-Packard необхідна спеціальна, унікальна базова система вводу-виводу. Але Hewlett-Packard не займається розробкою подібного роду систем; вона уклала контракт з Phoenix — відомим розробником базових систем вводу-виводу. Таким чином, в комп'ютері Vectra PC компанії Hewlett-Packard використовується BIOS компанії Phoenix. Зверніть увагу: не дивлячись на те що базову систему вводу-виводу розробила Phoenix, будь-які її оновлення можна одержати тільки у Hewlett-Packard.

BIOS компанії AMI

Не дивлячись на те що AMI адаптує програми BIOS для конкретних комп'ютерів, вона не продає компаніям-виробникам початковий код BIOS: виробник може замовити нову версію при її випуску. Оскільки багато компаній не можуть (або не хочуть) замовляти кожен змінений варіант, вони пропускають декілька версій, перш ніж закупити нову.

Новіші версії AMI BIOS називаються Hi-Rex (High flexibility). AMI Hi-Rex BIOS використовується в системній платі багатьох виробників. AMI— єдиний виробник BIOS, що випускає також свою системну плату.

Будь-яка версія AMI BIOS після включення комп'ютера під час самотестування виводить перший ідентифікаційний рядок повідомлень в нижньому лівому кутку екрану, відразу під інформацією про авторські права.

Базова система вводу-виводу AMI продається через мережу дистриб'юторів, список яких можна знайти на Web-вузлі за адресою: http: //www.ami.com. Проте майте на увазі, що ви не зможете придбати оновлення безпосередньо в AMI.

BIOS компанії Award

Award — унікальний виробник BIOS. Вона продає виробникам коди своїх BIOS і дозволяє змінювати їх для адаптації до конкретних систем. (У такому разі це вже не Award BIOS, а її адаптований варіант.) Наприклад, AST і багато інших виробників закупляють готові початкові програми BIOS, а не розробляють їх, починаючи з нуля. Звичайно, AMI і Phoenix також адаптують коди своїх BIOS під комп'ютери конкретних виробників, але вони не продають їм початкових програм. Деякі розробники нібито власних BIOS насправді починали з програм, придбаних в Award або інших компаніях.

Можливості BIOS компанії Award досить широкі. Вона містить програму настройки, яка викликається натисненням комбінації клавіш <Ctrl+Alt+Esc>. Програма настройки дозволяє задати тип жорсткого диска, що необхідне для повної реалізації можливостей накопичувачів IDE і ESDI. Тест POST досить хороший. Технічна підтримка Award доступна за адресою: http://vww.award.com.

У середині 1998 року Award була придбана компанією Phoenix, і тепер базові системи вводу-виводу під ім'ям Award не виробляються. Проте нові версії продовжують підтримувати попередні версії базової системи вводу-виводу. В цілому BIOS компанії Award характеризується прекрасною якістю, хорошою сумісністю і високим рівнем технічної підтримки.

BIOS компанії Phoenix

Протягом багатьох років ця програма була еталоном сумісності, з яким порівнювалася продукція інших компаній. Phoenix одна з перших легально переробила IBM BIOS по методу "чистої ділянки пам'яті", або "чорного ящика". Група інженерів вивчила IBM BIOS і склала список можливостей даної програми і вимог, яким вона повинна задовольняти. Ця інформація була передана групі інженерів, які не були знайомі з IBM BIOS. Таким чином, вони могли легально розробляти нову BIOS. Система, що вийшла, була оригінальною і не була копією IBM BIOS, проте функціонувала аналогічно. Довгий час цю систему "доводили до пуття", і тепер її використання викликає набагато менше проблем, пов'язаних з сумісністю, ніж застосування систем інших розробників BIOS.

Phoenix BIOS має дві істотні переваги перед рештою програм. Перше — висока якість виконання процедури POST. Програма відрізняється продуманою системою звукових кодів, які дозволяють на слух діагностувати серйозні несправності системної плати, перешкоджаючі нормальній роботі комп'ютера. Ви можете, наприклад, по звуку виявити несправну мікросхему в нульовому банку пам'яті.

Друге — це документація. Крім докладних описів, прикладених до комп'ютера, Phoenix опублікувала серію технічних довідників, які є основою промислових стандартів BIOS. У довідниках Phoenix міститься вичерпна інформація про Phoenix BIOS, а також про BIOS всіх PC-сумісних комп'ютерів.

Phoenix надає технічну підтримку і документацію за адресою: http://www.phoenix.com; такі ж допомоги надає їх найбільший дистриб'ютор — Micro Firmware, Inc. (http://www.firmware.com). Micro Firmware пропонує оновлення застарілих базових систем вводу-виводу Phoenix, зокрема для комп'ютерів компаній Packard Bell, Gateway 2000 (з системною платою Micronics), Micron Technologies і ін.

Параметри системи, що зберігаються в ROM BIOS

Запуск програми Setup BIOS

Для запуску цієї програми необхідно під час завантаження системи натиснути певну клавішу або комбінацію клавіш. Нижче представлені клавіші запуску цієї програми для BIOS різних виробників, які необхідно натискати під час виконання процедури POST.

• AMI BIOS — <Delete>.

• Phoenix BIOS — <F2>.

• Award BIOS — <Delete> або комбінація клавіш <Ctrl+Alt+Esc>.

• Microid Research BIOS — <Esc>.

Якщо жодна з цих клавіш не забезпечує запуску програми Setup BIOS, подивіться документацію до вашої системної плати або зверніться до її виробника.

У деяких системах для запуску програми Setup BIOS використовуються перераховані нижче клавіші.

• IBM Aptiva/Valuepoint — <F1> (під час виконання процедури POST).

• Старі версії Phoenix BIOS — <Ctrl+Alt+Esc> або <Ctrl+Alt+S> (у режимі командної стрічк).

• Compaq — <F10> (під час виконання процедури POST).

Після запуску програми з'явиться її основний екран з меню і підменю. Далі розглядаються команди цих меню і підменю Setup BIOS для системної плати Intel SE440BX-2. Зверніть увагу, що аналогічні команди використовуються у відповідних програмах інших виробників.

Основне меню програми Setup BIOS

У більшості сучасних програм Setup BIOS основне меню складається з параметрів, приведених в табл. 5.8.

Таблиця 5.8. Параметри основного меню програми Setup BIOS

Параметр	Опис
Maintenance (Підтримка)	Визначення робочої частоти процесора і видалення паролів. Це меню доступне тільки в режимі Configure, встановлюваному за допомогою перемички на системній плати
Main (Основні параметри)	Розподіл ресурсів апаратного забезпечення
Advanced (Додаткові параметри)	Установка додаткових властивостей (залежить від використовуваного набору мікросхем)
Security (Безпека)	Установка паролів і активізація інших засобів безпеки
Power (Живлення)	Установка параметрів управління живленням
Boot (Завантаження)	Визначення параметрів завантаження і блоку живлення
Exit (Вихід)	Збереження або відміна установлених параметрів

Параметри меню Maintenance

Параметри цього меню призначені для установки робочої частоти процесора і видалення паролів. У всій старій системній плати робочі параметри процесора встановлюються за допомогою перемичок на системній плати. У більшості нової системної плати ці параметри встановлюються за допомогою програми Setup BIOS. У системній плати Intel SE440BX-2 параметри процесора можна встановлювати як за допомогою перемичок, так і програмно (тільки в режимі Configure). Перемикання в цей режим здійснюється за допомогою перемички на системній плати.

Підменю Extended Configuration

Підменю Extended Configuration для системної плати Intel включає параметри установки параметрів пам'яті, які детально описуються в розділі "Додаткові параметри меню Advanced" далі на чолі.

Параметри меню Main

Ще перші версії програми Setup BIOS містили це меню. Тут встановлюються системні дата і час, параметри жорсткого диска і дисководів, а також основні параметри відео. У сучасних програмах Setup BIOS в цьому меню відображається додаткова інформація, наприклад номер версії BIOS, тип і робоча частота процесора, кількість встановленої пам'яті і параметри кодів корекції помилок (Error Correcting Code — ЕСС).

У базовій системі вводу-виводу раніших версій загальний об'єм встановленої пам'яті складався з двох частин — основної і додаткової пам'яті. Основна пам'ять, іноді звана звичною (conventional), була першими 640 Кбайт ОЗП. Весь об'єм пам'яті, що починався з 1024 Кбайт, називався додатковою пам'яттю.

У деяких програмах Setup BIOS відображається об'єм основної і додаткової пам'яті, а також загальний об'єм встановленої пам'яті. Зверніть увагу, що ці параметри змінити не можна — вони носять чисто інформативний характер.

Параметри меню Advanced

У цьому меню можна встановити параметри, визначувані набором мікросхем системної логіки.

Вибір значення параметра Plug and Play O/S особливо важливий при використовуванні операційної системи, яка не задовольняє специфікації Plug and Play, наприклад Windows NT. В цьому випадку залиште значення за умовчанням (No), і BIOS автоматично конфігурує пристрої.

Якщо ж використовується операційна система, що задовольняє специфікації Plug and Play, наприклад Windows 9x або Windows 2000, а значення описаного параметра встановлене за умовчанням (No), то операційна система самостійно конфігурує всі пристрої і запише всі необхідні дані в BIOS. Для прискорення часу завантаження при використанні операційної системи, що задовольняє специфікації Plug and Play, встановіть значення Yes. Таким чином, буде пропущений етап конфігурації BIOS.

Параметр Reset Configuration Data корисний при установці нового пристрою або зміні конфігурації вже встановленого (наприклад, адаптер був встановлений в інший роз'єм системної плати). У такому разі для усунення невідповідності збережених параметрів реальним встановіть значення Yes параметра Reset Configuration Data і перезавантажите комп'ютер. Після цього всі необхідні зміни будуть збережені в CMOS-пам'яті. Не забудьте при наступному перезавантаженні повернути значення за умовчанням описаного параметра.

Параметри підменю PCI Configuration

Підменю PCI Configuration використовується для вибору пріоритету переривань (IRQ) плати розширення, що підключаються в роз'єми PCI. При виборі значення Auto (the default) базова система вводу-виводу і операційна система самостійно призначають переривання IRQ для кожного роз'єму, за винятком спеціальної плати PCI, що використовує унікальні значення переривань. Параметри

Додаткові параметри меню Advanced

У всіх системніх платах кількість цих параметрів визначається можливостями набору мікросхем. Якщо ви точно не знаєте, який набір мікросхем і тип пам'яті використовується у вашій системній плати, встановлюйте значення Auto. Рекомендовано з'ясувати тип всіх використовуваних у вашій системі компонентів, і тоді можна тонше її конфігурувати, що, природно, приведе до підвищення продуктивності, хай навіть і до невеликого.

Параметри меню Peripheral Configuration

Ці параметри використовуються для конфігурації пристроїв, інтегрованих в системну плату, наприклад послідовних і паралельних портів, інтегрованого звукового адаптера і портів USB.

Якщо жоден з послідовних або паралельних портів не використовується, то його краще відключити, таким чином звільняючи ресурси для інших пристроїв.

Якщо ви використовуєте клавіатуру і мишу USB в операційній системі, яка не підтримує USB-пристроїв (наприклад, DOS), то не забудьте активізувати їх підтримку в BIOS за допомогою установки значення Enabled параметра Legacy USB Support. Цю підтримку можна відключити при використовуванні операційних систем Windows 98 або Windows 2000, оскільки необхідні для нормальної роботи драйвери завантажуються автоматично.

Навіть якщо підтримка клавіатури і миші USB в BIOS відключена, їх можна використовувати для роботи з програмою Setup BIOS. Нижче приведений скорочений алгоритм завантаження системи, в якій встановлені ці пристрої.

1. При включенні комп'ютера підтримка клавіатури і миші USB в BIOS відключена.

2. Починає виконуватися процедура POST.

3. Підтримка клавіатури і миші USB тимчасово активізується, і їх можна використовувати для роботи з програмою Setup BIOS.

4. Процедура POST завершує роботу, і підтримка клавіатури і миші USB в BIOS відключається.

5. Завантажується операційна система. До завантаження драйверів USB-пристроїв клавіатура і миша USB не пізнаються системою. І лише завантаження драйверів USB-пристроїв приводить їх в робочий стан.

Перед установкою операційної системи не забудьте активізувати підтримку USB-пристроїв в BIOS. Потім встановите операційну систему. Після цього підтримку можна знову відключити. Але я не рекомендую цього робити, оскільки при завантаженні в режимі DOS клавіатура і миша не працюватимуть. Зверніть увагу, що не рекомендується використовувати одночасно клавіатуру USB і мишу PS/2 (або навпаки). Також пам'ятаєте, що в BIOS підтримуються тільки клавіатура і миша USB. Для інших USB-пристроїв необхідно завантажувати відповідні драйвери.

Параметри меню IDE Configuration

За допомогою цих параметрів (табл. 5.16) можна конфігурувати IDE-пристрої, наприклад жорсткі диски, накопичувачі CD-ROM і LS-120 (SuperDisk), накопичувачі на магнітній стрічці і т.д.

Деякі жорсткі диски у момент включення живлення комп'ютера не готові до роботи, тому їм необхідна невелика затримка для повного розкручування двигуна. Завантаження системи буде відкладене на величину цієї затримки.

Параметри підменю IDE Configuration

У цьому підменю виконується конфігурація кожного встановленого IDE-пристрою.

Найважливішими в програмі Setup BIOS є параметри жорсткого диска. У більшості сучасної системної плати встановлені два контроллери IDE, які підтримують до чотирьох пристроїв. У сучасних BIOS є можливість автовизначення пристрою і його автоматичної конфігурації. Наявність такої можливості дозволяє уникнути помилок при ручному введенні параметрів пристрою. При автовизначенні пристрою BIOS посилає йому команду Identify Drive. Пристрій у відповідь на цю команду повідомляє інформацію про свої параметри. Таким чином відбувається автоматична конфігурація пристрою. Якщо вибрати значення Auto для жорсткого диска, то його параметри визначатимуться при кожному запуску комп'ютера. У такий спосіб можна без проблем правильно конфігурувати новий IDE-пристрій.

Окрім значення параметра Auto, в багатьох BIOS є таблиця з параметрами приблизно для 47 типів пристроїв. У ній для кожного пристрою визначені кількість циліндрів і головок, передкорекція запису, зона парковки і кількість секторів. Найчастіше в цій таблиці містяться дані про застарілі моделі жорстких дисків.

У всіх BIOS можна встановити значення параметра User або User Defined. При цьому можна уручну ввести у відповідні поля параметри пристрою (якщо вони відомі).

Залежно від об'єму жорсткого диска, для нього можна вибрати режим роботи — Standard і LBA. Значення Standard використовується для застарілих моделей жорстких дисків, об'ємом до 528 Мбайт. Це значення параметра в даний час практично не використовується, оскільки сучасні версії BIOS (з 1998 року) підтримують диски об'ємом до 136,9 Гбайт.

В більшості випадків при виборі значення Auto конфігурація жорсткого диска виконується коректно. По можливості завжди встановлюйте це значення, оскільки запит про необхідну для конфігурації інформацію звернений безпосередньо до пристрою. На основі одержаних даних BIOS настроює пристрій на максимальну швидкодію.

Якщо у вас виникне бажання поекспериментувати з параметрами жорсткого диска, вибирайте значення User і вводьте у відповідні поля необхідні значення. Проте пам'ятаєте: при такій "ручній конфігурації" можна ввести невірні параметри; це приведе або до зниження продуктивності, або, у гіршому разі, до того, що система просто не завантажиться.

Параметри меню Security

У більшості BIOS можна встановити два типи пароля — Supervisor і User. Пароль Supervisor управляє доступом до програми Setup BIOS, а User використовується для управління завантаженням комп'ютера.

Якщо встановлений пароль Supervisor, при запуску програми Setup BIOS з'явиться діалогове вікно з пропозицією ввести його. При введенні правильного пароля користувач дістає доступ до параметрів BIOS. Якщо ж пароль був введений невірно, в доступі до параметрів BIOS користувачу буде відмовлено.

Якщо встановлений пароль User, при запуску системи з'явиться діалогове вікно з пропозицією ввести його. При введенні правильного пароля завантаження комп'ютера буде продовжене. Якщо ж встановлені обидва типи паролів, то для продовження завантаження необхідно ввести хоча б один з них. У більшості систем пароль має довжину сім або вісім символів.

Багато системної плати мають перемикач, за допомогою якого, забувши пароль, ви можете видалити всі типи паролів BIOS. Цей перемикач в цілях безпеки ніяк не помічений, а знайти його можна тільки в документації до системної плати. Паролі можна видалити також за допомогою меню Maintenance, але при цьому необхідно знати пароль для доступу до програми Setup BIOS.

В тому випадку, якщо ви знаєте пароль і, отже, можете ввійти в BIOS Setup, для видалення паролів скористайтеся параметром Clear All Passwords; якщо ж він недоступний, видаліть пароль, вибравши функцію Set Password і натиснувши клавішу <Enter> у командному рядку.

Якщо вам не вдається видалити пароль жодним з описаних способів, спробуйте витягнути з системної плати батарею і через 15-20 хвилин встановити її на місце. Всі параметри, у тому числі і паролі, в CMOS-пам'яті будуть стерті.

Параметри меню Power Management

Управління живленням — це автоматичний переклад комп'ютера на знижене енергоспоживання в періоди неактивності. В даний час існує дві системи управління живленням: АРМ (Advanced Power Management), яка підтримується практично всіма системами, починаючи з систем на базі процесорів 386 і 486; ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), використовувана у всіх нових комп'ютерах з 1998 року. Відмінність між цими системами наступна: у АРМ основна роль управління живленням відводиться апаратному забезпеченню, а в ACPI— програмному забезпеченню і BIOS, що, природно, спрощує настройку цієї системи і роботу з нею.

При переході в режим очікування BIOS припиняє жорсткий диск і знижує (або відключає) енергоспоживання відеосистеми (монітор повинен відповідати специфікації VESA DPMS — Display Power Management Signaling). У цьому режимі система чутлива до зовнішніх дій, тобто вона реагує на натиснення клавіш, переміщення миші, сигнали факс-модему або мережевого адаптера. Поява однієї з описаних подій приведе до негайної активізації монітора.

У більшості комп'ютерів операційна система володіє розширеними засобами управління живленням і бере на себе всі функції, що раніше виконувалися BIOS. Новіша специфікація управління живленням, яка тісно пов'язана як з апаратним, так і з програмним забезпеченням, називається ACPI. Деякі параметри системи управління живленням ACPI встановлюються в BIOS.

Параметри меню Boot

У цьому меню визначаються параметри процесу завантаження системи. Параметри меню Boot дозволяють визначити, які пристрої і в якій послідовності використовуватимуться для завантаження комп'ютера. Крім того, за допомогою цього меню можна звернутися до параметрів підменю Hard Drive і Removable Devices, завдяки яким можна конфігурувати порядок ініціалізації вказаних пристроїв під час початкового завантаження. Наприклад, призначивши жорсткі диски як перший варіант початкового завантаження, відкрийте підменю жорсткого диска і визначите порядок завантаження системи — спочатку з вторинного дисковода, а потім з первинного. Як правило, порядок завантаження, заданий за умовчанням, кардинально відрізняється від тільки що представленого.

Деякі сучасні системи дозволяють завантажитися із зовнішніх дисководів USB, наприклад Zip-дисководів або LS-120 SuperDisk.

Параметри підменю IDE Drive Configuration

За допомогою цього підменю можна вибрати порядок початкового завантаження для дисководів IDE комп'ютера. Параметри BIOS дозволяють встановити в системі більше одного завантажувального жорсткого диска, а також визначити порядок їх завантаження на рівні BIOS, не використовуючи для

цього спеціальну програму диспетчера початкового завантаження. Це меню дуже зручно при роботі з декількома операційними системами.

Plug and Play BIOS

Установка і конфігурація пристроїв в PC-сумісному комп'ютері досить складний процес. Користувач повинен призначити пристрою переривання, порти вводу-виводу і канали DMA, тобто ресурси, не використовувані в даний момент іншими пристроями. Це виконувалося за допомогою перемичок і перемикачів на плати встановлюваного пристрою. При невірному виборі параметрів виникав конфлікт пристроїв, який найчастіше був причиною інших помилок: наприклад, система відмовлялася завантажуватися.

Технологія Plug and Play значно спростила процес установки і конфігурації нових пристроїв. Користувачу необхідно лише вставити плату у вільний роз'єм, а система автоматично виділить необхідні ресурси.

Технологія Plug and Play складається з наступних основних компонентів:

• Plug and Play BIOS;

• Extended System Configuration Data (ESCD);

• операційна система Plug and Play.

При завантаженні комп'ютера Plug and Play BIOS ініціює конфігурацію пристроїв, відповідних специфікації Plug and Play. Якщо адаптер був вже встановлений в системі, то BIOS прочитує конфігураційну інформацію з ESCD, ініціалізує пристрій і продовжує завантаження. Якщо ж пристрій вперше з'явився в системі, BIOS запрошує у ESCD вільні ресурси. Одержавши їх, вона конфігурує новий пристрій. Якщо ж за допомогою вільних ресурсів не можна конфігурувати новий пристрій, то BIOS продовжує завантаження комп'ютера, а конфігурацією займається операційна система. Параметри всіх коректно конфігурованих пристроїв записуються в базу даних ESCD.

ACPI

Стандартний метод взаємодії апаратного забезпечення, операційної системи і додатків для управління живленням комп'ютера визначається за допомогою ACPI (Advanced Configuration and Power Interface). У попередній системі управління живленням АРМ (Advanced Power Management) основна увага надавалася енергоспоживанню процесора,

жорсткого диска і монітора. ACPI контролює не тільки енергоспоживання, але і конфігурацію пристроїв Plug and Play. При використовуванні ACPI конфігурація пристроїв Plug and Play і управління енергоспоживанням здійснюється на рівні операційної системи, а не за допомогою програми установки параметрів BIOS.

Система ACPI підключає і конфігурує пристрої у міру їх використовування. Наприклад, якщо помістити відеокасету у відеомагнітофон і включити комп'ютер, який ним управляє, буде включений не монітор, а телевізор.

Підтримується ACPI операційними системами Windows 98/ME і Windows 2000. В процесі завантаження операційна система виконує ряд тестів апаратного забезпечення для визначення сумісності з ACPI. Якщо якийсь з пристроїв не підтримує ACPI, то для нього використовується система управління живленням АРМ.

Іноді при ініціалізації ACPI може з'явитися повідомлення про помилку на червоному (проблеми з апаратним забезпеченням або BIOS) або синьому (проблеми з програмним забезпеченням) екрані.

Найчастіше ці помилки є слідством часткової або повної несумісності реалізації підтримки ACPI в BIOS або драйвером пристрою. Якщо ви зіткнулися з проблемами ACPI, зверніться до виробника системної плати за оновленнями BIOS.