Апаратна і програмна частині bios

BIOS є інтерфейсом між апаратним обеспечениїм і операційною системою. BIOS не схожа на стандартне програмне забезпечення, по

скольку знаходиться в мікросхемах, встановлених на системній платі або платах адаптерів.

BIOS в ПК зазвичай можна знайти в наступних компонентах системи:

„ ПЗП системної плати;

„ ПЗП плати адаптера(наприклад, відеоадаптера);

„ дані на диску, що завантажуються в ОЗУ(драйвери пристроїв).

Системна BIOS містить драйвери основних компонентів (клавіатури, дисковода, же

сткого диска, послідовного і паралельних портів і так далі), необхідні для початкового

запуску комп'ютера. У міру появи нових облаштувань (відеоадаптерів, накопичувачів CD

ROM, жорстких дисків з інтерфейсом SCSI, портів USB і так далі) їх процедури ініціалізації

не додавалися в системну BIOS. Гостра необхідність в таких пристроях при запуску

комп'ютера відсутній, тому потрібні драйвери завантажуються з диска під час запуску

операційної системи. Це відноситься до звукових адаптерів, сканерів, принтерів, влаштуй

ствам PC Card(PCMCIA) і так далі

В той же час існує цілий ряд драйверів, які мають бути активізовані в

час початкового завантаження. Наприклад, чи можна завантажитися з жорсткого диска, якщо драйвери що вимагаються для виконання цієї операції, мають бути завантажені безпосередньо з цього диска? Очевидно, що необхідні драйвери мають бути заздалегідь завантажені у ПЗП(read only memory — ROM) системної плати або плати адаптера.

Проте деякі пристрої потрібні при запуску комп'ютера. Наприклад, для відбражения інформації на екрані монітора вимагається активізувати відеоадаптер, але його

підтримка не вбудована в системну BIOS. Крім того, зараз існує величезне количе

ство відеоадаптерів, і усі їх драйвери неможливо помістити в системну BIOS. 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 операционной системи. Створюючи персональний комп'ютер, IBM знайшла ефективніше рішення.

ПЗП системної плати сканував роз'єми плати на предмет наявності в них встановлених

адаптерів з власним ПЗП. Якщо адаптер був знайдений, код ПЗП виконувався на етапі первоначальной системного завантаження до того, як починалося завантаження операційної системи зжорсткого диска.

Таке розташування BIOS запобігає необхідності постійної модернізації системною BIOS при появі нових моделей пристроїв, особливо використовуваних при початковій

завантаженню комп'ютера. Власна BIOS, як правило, встановлюється на наступних платах:

„ відеоадаптери — завжди мають власну мікросхему BIOS;

„ адаптери SCSI — звернете увагу, що ця BIOS не підтримує усі пристрої

SCSI, тобто з диска необхідно завантажувати додаткові драйвери для накопичувачів

CD ROM, сканерів, облаштувань Zip і інших з інтерфейсом SCSI; більшість нових

адаптерів SCSI підтримують завантаження з накопичувача SCSI CD ROM, проте при за

вантаженню з іншого диска або пристрою все одно знадобляться драйвери CD ROM;

„ мережеві адаптери — плати, що підтримують завантаження безпосередньо з файлового

сервера; мають так званий завантажувальний ПЗП або модуль IPL (Initial program

load — первинне завантаження системи), які потрібні для початкової ини

циализации пристрою або нормального функціонування у бездисковых робітниках

станціях або терміналах;

„ плати оновлення IDE або дисковода — для підтримки функції завантажувального влаштуй

ства при запуску системи.

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. Слідує замітити, що це абсолютно різні компоненти.

Зазвичай BIOS знаходиться в окремій мікросхемі системної плати. Крім того, на системній платі располодружина так звана мікросхема RTC/NVRAM, що містить годинник істинного часу і енергонезалежна пам'ять. По суті, ця мікросхема є цифровим датчиком часу з декількома дополнительными байтами пам'яті. Зазвичай вона називається CMOS мікросхемою, оскільки створена на основі комплементарных металлооксидных напівпровідників(complementary metal5oxide semiconductor — CMOS).

Мікросхема Motorola MC146818, використана уперше в якості RTC/NVRAM, містила 64 байт памяти, з яких 10 байт були виділені для функціонування годинника. Незважаючи на те що вона називається енергонезалежною, при вимкненому живленні параметри часу/дати і дані, що знаходяться в памяти, будуть знищені. Мікросхема, створена на основі технології Complementary Metal-Oxide Semiconductor(CMOS), має знижене споживання електроенергії, і для неї цілком достатньо мощности батареї комп'ютера. Саме тому мікросхема носить назву CMOS RAM, хоча, з технічною

точки зору, її слід було б назвати мікросхемою RTC/NVRAM. Сила струму, споживаного большинством мікросхем RTC/NVRAM, не перевищує одного мікроампера(мільйонної долі ампера), тому для їх роботи досить однієї невеликої батареї. Впродовж останніх п'яти років для цього використовувалася літієва батарея, при виході з ладу якої уся інформація, що зберігається в мікросхемі, руйнується. У окремих системах використовуються мікросхеми Dallas Semiconductor RTC/NVRAM (наприклад, DS12885

чи DS12887), що також містять батарею.

При завантаженні програми BIOS Setup і подальшій конфігурації/збереженні параметрів жорсткого диска або інших пристроїв настановні параметри системи записуються у відповідну область пам'яті RTC/NVRAM (чи CMOS RAM). При кожному завантаженні системи для визначення її конфігурації проводиться прочитування параметрів, що зберігаються в мікросхемі CMOS RAM. Незважаючи на наявність определенному зв'язку між BIOS і CMOS RAM, це абсолютно різні компоненти.

Системна BIOS

У усіх системних платах є мікросхема, в якій записано програмне забезпечення

зване BIOS або ROM BIOS. Ця мікросхема містить стартові програми і драйверы, необхідні для запуску системи і функціонування основного апаратного обеспечения. У ній також міститься процедура POST(самотестирование при включенні живлення)

і дані системної конфігурації. Усі ці параметри записані в CMOS пам'ять, яка

живиться від батареї, встановленої на системній платі. Цю CMOS пам'ять часто называют 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 у більшості PC сумісних комп'ютерів виконує четыре основні функції.

POST — самотестирование 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 комби

нації клавіш) під час виконання процедури POST. У старих комп'ютерах на базі

процесорів 286 і 386 для запуску цієї програми потрібна спеціальна дискета.

„ Завантажувач операційної системи — підпрограма, що виконує пошук того, що діє

основного завантажувального сектора на дискових пристроях. При виявленні сектора

що відповідає певному мінімальному критерію (його сигнатура повинна за

канчиваться байтами 55AAh), виконується код початкового завантаження. Програмний код

MBR продовжує процес завантаження, прочитуючи перший фізичний сектор завантажувального тому, який є початком запису завантаження тому (Volume Boot Record, -

VBR). За допомогою запису VBR завантажується перший файл ініціалізації операцион ний системи, будь то IO.SYS (DOS/Windows 9x/Me) або NTLDR (Windows NT/

2000/XP), що відповідає за управління етапом її завантаження.

„ BIOS — набір драйверів, призначених для взаємодії операційної систе

ми і апаратного забезпечення при завантаженні системи. При запуску DOS або Windows

у режимі захисту від збоїв використовуються драйвери пристроїв тільки з BIOS.