Запуск компьютера и процедура самотестирования Power-On Self Test —
Скачать 38.88 Kb. PDF просмотр
|
| Глава.2..Устройство.и.работа.BIOS 51 Назначение и функции BIOS BIOS (BasicInput/OutputSystem — базоваясистемаввода/вывода) — это програм� ма, предназначенная для первоначального запуска компьютера, настройки обо� рудования и обеспечения функций ввода/вывода. BIOS BIOS записывается в микро� схему flash�памяти, которая расположена на системной плате. Изначально основным назначением BIOS было обслуживание устройств ввода/ вывода (клавиатуры, экрана и дисковых накопителей), поэтому ее и назвали «ба� зовая система ввода/вывода». В современных компьютерах BIOS BIOS выполняет не� не сколько функций. Запуск компьютера и процедура самотестирования (Power-On Self Test — POST). Программа, расположенная в микросхеме BIOS, загружается первой после включения питания компьютера. �на определяет и проверяет установ� ленное оборудование, настраивает устройства и готовит их к работе. Если во время самотестирования будет обнаружена неисправность оборудования, то процедура POST будет остановлена с выводом соответствующего сообщения или звукового сигнала. Если же все проверки прошли успешно, самотести� рование завершается вызовом встроенной подпрограммы для загрузки опе� рационной системы. Процедура POST далее будет рассмотрена более по� дробно. Настройка параметров системы с помощью программы BIOS Setup. Во время процедуры POST оборудование настраивается в соответствии с параметрами BIOS, хранящимися в специальной CMOS�памяти. Изменяя эти параметры, пользователи могут настраивать работу отдельных устройств и системы в целом по своему усмотрению. Редактируются они в специальной программе настрой� ки, которую также называют BIOS Setup или CMOS Setup. Настройке системы с помощью программы BIOS BIOS Setup Setup будет Setup посвящена будет боль посвящена � шая часть этой книги. Изменяя параметры BIOS, BIOS, вы сможете добиться опти� мальной работы всех компонентов системы, однако к этому следует основа� тельно подготовиться, поскольку ошибочные значения приводят к тому, что система будет работать нестабильно или не будет работать вообще. �бо всем этом вы узнаете из следующих глав. Поддержка функций ввода/вывода с помощью программных прерываний BIOS. В составе системной BIOS есть встроенные функции для работы с кла� виатурой, видеоадаптером, дисководами, жесткими дисками, портами ввода/ вывода и др. Эти функции использовались в операционных системах, подобных MS�DOS, и почти не применяются в современных версиях Windows.  52 Часть.I..Основы.BIOS Микросхемы BIOS и их расположение на системной плате В первых персональных компьютерах код BIOS S записыва записы лся вался в микро ми схем кросхе у му по по по� стоянной памяти ПЗУ, или ROM (Read�Only Memory), которая создавалась на заводе. Позже для хранения кода BIOS BIOS стали применяться стали микросхемы применяться с микросхемы возмож с � возмож ностью перезаписи. EPROM (Erasable Programmable Read�Only Memory) — стираемая программи� руемая память. Информация удалялась ультрафиолетовым излучением, которое проходило через специально предусмотренное стеклянное окошко. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read�Only Memory) — электри� чески стираемая программируемая память. Эти типы микросхем BIOS представляют чисто исторический интерес, поскольку во всех современных компьютерах для хранения BIOS используются микросхемы на основе flash�памяти (Flash Memory). Такая микросхема может быть перезапи� сана с помощью специальных программ прямо на компьютере. Запись новой версии BIOS обычно называется перепрошивкой. Эта операция может понадобиться, чтобы добавить в код BIOS BIOS новые функции, исправить ошибки или заменить по� по врежденный код BIOS. В большинстве случаев flash�память устанавливается на панель системной платы (рис. 2.1), что позволяет при необходимости заменить микросхему, но в ряде плат она может быть распаяна прямо на системной плате. Рис. 2.1. Примеры установки микросхемы BIOS в панель на системной плате Микросхемы flash�памяти для хранения BIOS имеют различную емкость, в более старых компьютерах использовались чипы объемом 1–4 Мбит (128–512 Кбайт), а в современных системах — 8–32 Мбит и более (1–4 Мбайт и более). В старых компьютерах микросхемы BIOS BIOS чаще всего чаще помещались всего в помещались прямоугольный в кор прямоугольный � пус DIP32 (см. рис. 2.1, слева); в 2000�х годах самыми популярными были микро� схемы BIOS в квадратном корпусе (см. рис. 2.1, вцентре), а в новых платах обычно используются маленькие чипы с последовательным интерфейсом (SPI)  Глава.2..Устройство.и.работа.BIOS 53 (см. рис. 2.1, справа). На чипах может присутствовать наклейка с обозначением версии BIOS, а если ее нет — маркировка чипа flash�памяти. Первые микросхемы BIOS применяли параллельный интерфейс с раздельными линиями для линий адреса и данных, для чего требовалось использовать чипы с большим количеством выводов. Начиная с 2000�х годов для подключения микро� схем BIOS также применяется интерфейс LPC LPC (Low Pin (Low Count) Pin или Count) FWH или ( FWH F ( i F r i m r � m Firm ware Hub). Согласно стандарту LPC для передачи данных используется всего семь проводников, что позволило уменьшить габариты чипов и упростить конструкцию системных плат. А во многих новых системах для подключения чипов BIOS при� меняется последовательный интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface), в котором используется всего четыре проводника. В некоторых системных платах могут быть установлены сразу две микросхемы BIOS: основная и резервная. Если основная микросхема будет повреждена, ком� пьютер автоматически загрузится с резервной. Эта технология характерна для системных плат компании Gigabyte (рис. 2.2), но встречается и у других произво� дителей. Рис. 2.2. На плате производства Gigabyte присутствуют две микросхемы BIOS BIOS использует параметры конфигурации, которые хранятся в специальной CMOS�памяти. Свое название она получила по технологии изготовления чипов, где применялся комплементарный металлооксидный полупроводник (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Иногда для обозначения области памяти для хранения параметров конфигурации применяется другой термин: NVRAM (Non�Volatile RAM — память с автономным питанием). CMOS�память питается от специальной батарейки на системной плате, которая также используется для питания часов реального времени. В более старых компью� терах на системной плате имелась специальная микросхема, выполняющая функ� ции CMOS�памяти и часов реального времени. В большинстве современных систем CMOS�память входит в состав южного моста чипсета. 54 Часть.I..Основы.BIOS Последовательность загрузки компьютера Процессы после включения питания Первое устройство, которое запускается после нажатия кнопки включения ком� пьютера, — блок питания. Если все питающие напряжения окажутся в норме, на системную плату будет подан специальный сигнал Power Good, свидетельству� ющий об успешном тестировании блока питания и разрешающий запуск компо� нентов системной платы. После этого чипсет формирует сигнал сброса центрального процессора, по кото� рому очищаются регистры процессора, и он запускается. Упрощенно процессор работает следующим образом: считывает из системной памяти команду, которая записана в ячейке памяти по первоначальному адресу; выполняет эту команду, после чего читает и выполняет следующую коман� ду и т. д. Таким образом, работа процессора — последовательно читать и выполнять команды из памяти. Системные платы устроены так, что после сброса процессор будет вы� полнять команды, которые записаны в микросхеме BIOS. Последовательно выполняя команды BIOS, процессор начнет процедуру самотестирования, или POST. Процедура POST Процедура самотестирования POST состоит из нескольких этапов. 1. Первоначальная инициализация основных системных компонентов. 2. Детектирование оперативной памяти, копирование кода BIOS в оперативную память и проверка контрольных сумм BIOS. 3. Первоначальная настройка чипсета. 4. Поиск и инициализация видеоадаптера. Современные видеоадаптеры имеют соб� ственную BIOS, BIOS которую , системная которую BIOS системная BIOS пытается BIOS обнаружить пытается в обнаружить специально в от специально � от веденном сегменте адресов. В ходе инициализации видеоадаптера на экране по� является первое изображение, сформированное с помощью BIOS видеоадаптера. 5. Проверка контрольной суммы CMOS CMOS и состояния и батарейки. состояния Если батарейки. контроль Если � ная сумма CMOS ошибочна, будут загружены значения по умолчанию. 6. Тестирование процессора и оперативной памяти. Результаты обычно выво� дятся на экран (рис. 2.3). 7. Подключение клавиатуры, тестирование портов ввода/вывода и других устройств.   Глава.2..Устройство.и.работа.BIOS 55 Рис. 2.3. Сообщения процедуры POST (фотография экрана с поясняющими надписями) 8. Инициализация дисковых накопителей. Сведения об обнаруженных устрой� ствах обычно выводятся на экран (см. рис. 2.3). 9. Распределение ресурсов между устройствами и вывод таблицы с обнаружен� ными устройствами и назначенными для них ресурсами (рис. 2.4). Рис. 2.4. Итоговая таблица процедуры POST (фотография экрана) 56 Часть.I..Основы.BIOS 10. Поиск и инициализация устройств, имеющих собственную BIOS. 11. Вызов программного прерывания BIOS INT 19h, который ищет загрузочный сектор на устройствах, указанных в списке загрузки. В зависимости от конкретной версии BIOS BIOS порядок процедуры POST POST может не� много отличаться, но приведенные выше основные этапы выполняются при за� грузке любого компьютера. Загрузка операционной системы После того как успешно завершилась процедура POST, вызывается программное прерывание INT 19h BIOS и запускается процедура поиска загрузочного сектора, который может находиться на жестком диске или сменном носителе. Порядок опроса устройств устанавливается с помощью параметров BIOS First Boot Device, Second Boot Device и Third Boot Device, которые подробно опи� саны в гл. 6. Рассмотрим пример, когда в системе установлен следующий порядок загрузки: первое загрузочное устройство — дискета (Floppy), второе — CD/DVD и третье — жесткий диск (HDD-0). Программа BIOS сначала обратится к дисководу и, обнаружив дискету, считает ее первый сектор, проверит, есть ли в нем загрузчик операционной системы, и при его наличии передаст управление ему. Если дискета была отформатирована как несистемная, то загрузка остановится с выводом соответствующего сообщения, например: Non-System disk or disk error. Replace and press any key when ready (Для продолжения загрузки нужно извлечь дискету из дис� ковода и нажать любую клавишу). Если дисковод отсутствует или в нем нет дискеты, система обратится к приво� ду для CD. �бнаружив загрузочный компакт�диск, система будет загружаться с него. Причем загрузочные CD могут выводить в ходе загрузки различные со� общения. Например, диск с дистрибутивом Windows XP выводит Press any key to boot from CD (Нажмите любую клавишу для загрузки с CD), и если не нажимать никаких клавиш, то через несколько секунд система начнет за� гружаться с устройства, указанного следующим в списке загрузки. Загрузка с HDD начнется, если нет дискеты в дисководе и загрузочного компакт� диска в приводе для CD. В этом случае BIOS обращается к первому физическо� му сектору диска, откуда считывает таблицу разделов жесткого диска и код главной загрузочной записи (MBR). После этого BIOS заканчивает свою рабо� ту и передает управление коду MBR. Жесткий диск может состоять из одного или нескольких разделов, и один из них должен быть помечен как активный. Программа, содержащаяся в MBR, считывает загрузчик операционной системы, Глава.2..Устройство.и.работа.BIOS 57 который находится в первом секторе активного раздела, и запускает его. После этого начинают загружаться основные системные файлы. В таком порядке можно загружаться с любого устройства, не изменяя параметры BIOS. �днако для обычного использования компьютера желательно установить в BIOS Setup первоочередную загрузку с жесткого диска, поскольку в этом случае процесс пойдет быстрее и не нужно будет постоянно проверять, есть ли диски в дисководах. Если операционная система не загружается, это может быть связано с неправиль� ным порядком загрузки, а также с повреждением системных файлов или загрузоч� ных областей диска. Например, для успешного начала загрузки Windows 2000/XP/ Server 2003 с жесткого диска условия будут такими. В перечне устройств для загрузки обязательно должен быть жесткий диск. Если он не указан первым, то нужно извлечь носители из всех дисководов. Если же в системе присутствует несколько жестких дисков, необходимо проверить, чтобы в списке загрузки значился именно тот накопитель, на котором установ� лена операционная система. В первом секторе жесткого диска должны быть правильная главная загрузочная запись и таблица разделов. �дин из разделов должен быть помечен как актив� ный, а в его первом секторе необходимо наличие загрузчика операционной системы. Нужные данные записываются в загрузочные области диска во время инстал� ляции операционной системы, а если загрузочные области повреждены, их можно восстановить, загрузившись с помощью Консоли восстановления. В корневой папке загрузочного раздела должны находиться следующие файлы: ntldr — загрузчик операционной системы; boot.ini — текстовый файл со сведениями об установленных операци� онных системах; ntdetect.com — модуль для сбора информации об имеющемся оборудо� вании; bootsect.dos — необязательный файл, необходим для загрузки Windows 9x, если такая возможность предусмотрена конфигурацией системы; ntbootdd.sys — необязательный файл, но необходимый для использования жестких дисков SCSI, которые не поддерживаются BIOS; bootfont.bin — файл шрифта для меню загрузки; без него сообщения программы загрузки нельзя читать на русском языке. По пути, указанному в файле boot.ini, должна находиться папка с установ� ленной копией Windows и со всеми необходимыми системными файлами. 58 Часть.I..Основы.BIOS Условия для начала загрузки Windows Vista/7 сходные, но имена загрузочных файлов будут другими. В перечне загрузочных устройств должен присутствовать нужный жесткий диск. В первом секторе жесткого диска должна находиться правильная главная за� грузочная запись, а в первом секторе активного раздела — загрузчик Windows Vista/7. В корневой папке загрузочного раздела должен быть менеджер загрузки Windows Vista/7 (файл bootmgr), а в папке BOOT — данные конфигурации системы, которые хранятся в файле BCD. По пути, указанному в файле BCD, должна находиться папка с установленной копией Windows. Версии BIOS Как правило, для каждой модели системной платы нужна своя версия BIOS, BIOS, по� скольку в ней должны быть учтены особенности используемого чипсета и перифе� рийного оборудования. �днако производителям плат невыгодно тратить время и средства на полный цикл разработки собственных BIOS, поэтому создание BIOS обычно разделено на два этапа. 1. Производитель BIOS (наиболее известные — компании AMI, Award и Phoenix) разрабатывает ее базовую версию, в которой реализованы все функции, не за� висящие от особенностей того или иного чипсета. 2. Производитель системной платы самостоятельно или совместно с компанией� разработчиком BIOS совершенствуют базовую версию, учитывая особенности конкретной платы. При этом для одной и той же модели код BIOS BIOS может не� не однократно изменяться уже после выпуска платы, например, чтобы исправить найденные ошибки или добавить поддержку новых устройств. Таким образом, понятие «версия BIOS» может применяться, чтобы обозначить: версию базового кода BIOS, выпущенного специализированной компанией; например AwardBIOS 6.0 — шестая версия BIOS фирмы Award, модификации которой используются во многих системных платах; для каждой модели платы исходный код дорабатывается с учетом особенностей чипсета и периферийных устройств; версию BIOS для конкретной модели системной платы и различные модифи� кации или обновления BIOS, предназначенные для одной и той же модели. Название такой версии BIOS обычно состоит из сокращенного обозначения модели платы, к которому добавлен номер модификации или обновления. |
Похожие:
 | Проба Манту (проба Пирке, туберкулиновая проба, туберкулинодиагностика, tuberculin skin-test, ppd test) метод исследования напряженности иммунитета к Проба Манту (проба Пирке, туберкулиновая проба, туберкулинодиагностика, tuberculin skin-test, ppd test) метод исследования напряженности... |  | Первый запуск портативного компьютера Не пугайтесь, если Рабочий стол выглядит немного не так, как на рис . 2 . 2 . На экра |
| Процедура отбеливания зубов По данным исследования аdа (Американская Ассоциация стоматологов) процедура |  | The power supply system is intended for приго-товления to a gas mixture of required structure on all power setting, submissions топли-ва to the engine and a |
| Инструкция по подготовке компьютера к работе с закрытой частью портала www Для удобства рекомендуем использовать возможность запуска программ от имени другого пользователя, щелкнув файл правой кнопкой мыши... | | Урок информатики в 5 классе по теме «Устройство компьютера» Обучающая – познакомить учащихся с устройством компьютера и назначением основных частей компьютера |
 | Между включением питания компьютера и моментом, когда система готова к работе с пользователем, происходит процедура Естественно, имеет смысл вводить такое имя, которое уже известно системе, чтобы она могла «узнать», с кем предстоит работать, выполнять... | | Урок информатики в 8 классе тема: Назначение и устройство компьютера Цели: Обучающая: изучить основные устройства компьютера, функциональные возможности компьютера, виды компьютерной памяти, принципы... |
| Устройство персонального компьютера Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее... | | ⟹ Test analysis. Ex. 2 ⟹ |