BIOS: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Мітки: перше редагування Візуальний редактор |
Basio (обговорення | внесок) м Відкинуто редагування DanirSnake (обговорення) до зробленого Avatar6 |
||
Рядок 1:
[[Файл:ROM BIOS.jpg|thumb|[[Мікросхема]] {{comment|ПТЧ(ROM)|Пам'ять тільки для читання (в сучасній історії) ROM — Read Only Memory}} на [[Системна плата|системній платі]], в якій розміщується BIOS]]
'''BIOS''' (англомовний [[акронім]] — {{lang-en|'''B'''asic '''I'''nput/'''O'''utput '''S'''ystem}} — ''базова система введення/виведення'') — є, насамперед, ''набором, сукупністю за призначенням, спеціальних команд-інструкцій'', [[підпрограма|підпрограм]] обчислювального пристрою для ''[[ініціалізації]] компонентів його [[Персональна платформа|персональної платформи]]'', необхідних для первинного завантаження та подальшої роботи. Компонентами, які здатні працювати незалежно від операційної системи, як реагувати і що робити за певних умов є [[процесор]], [[Системна логіка|системна логіка (чіпсет)]], [[оперативна пам'ять]], [[пристрої введення-виведення]] ([[відеокарта]], [[клавіатура]] тощо) та інші.
…
Фактично, '''BIOS''' — перше [[програмне забезпечення]], що виконується [[процесор]]ом. Оскільки на початковому етапі [[завантаження комп'ютера]] зовнішні пристрої недоступні, '''BIOS''', в загальному випадку, зберігається незалежним від [[живлення]] персональної платформи чином — в [[NVRAM]]-пам'яті (від {{lang-en|Non Volatile}}, — не тимчасова). Для цього, як правило, використовується одна або декілька [[мікросхема памяті|мікросхем пам'яті]] — пристроїв постійного зберігання даних, які розташовані на [[Системна плата|системній платі]].
Також термін '''BIOS''' використовується стосовно:
* мікросхем пам'яті або будь-яких носіїв інформації, що містять программу '''BIOS'''
* [[панелька (електроніка)|панельок]] на системних платах, призначених для мікросхем пам'яті з програмою '''BIOS'''
На застарілих платформах BIOS зберігався рівними частинами на двох мікросхемах: на одній — дані парних адрес (''Even BIOS''), на іншій — з непарних адрес (''Odd BIOS''). Це було пов'язано із різною шириною [[шина адреса|адресних шин]] процесора та мікросхем пам'яті.
== Пристрої для зберігання BIOS ==
Для того, щоб зберігати BIOS або його частину незалежним від живлення чином на різних етапах еволюції персонального комп'ютера використовувались всі можливі засоби NVRAM: магнітні носії різних ґатунків{{fact}} та мікросхеми пам'яті постійного зберігання — [[ROM|ROM]] (PPROM, OTPROM). На сучасних платформах зазвичай використовуються тільки мікросхеми, дані в яких зберігаються і після вимкнення живлення. З їх числа:
* EPROM (від англ. [[:en:EPROM|Erasable Programmable Read Only Memory]]) — мікросхема постійної пам'яті, вміст якої стирається за допомогою [[ультрафіолетове випромінювання|ультрафіолетового опромінення]].
* EEPROM (від англ. [[:en:EEPROM|Electrically Erasable Programmable Read Only Memory]]) — мікросхема постійної пам'яті, що стирається за допомогою спеціального електричного сигналу.
* [[Флеш-пам'ять|Flash ROM]] — спеціальний різновид EEPROM, який може бути перезаписаний просто в комп'ютері без додаткових пристроїв на зразок програматора.
== Історія ==
До кінця 90-х років для зберігання BIOS використовувалися [[мікросхема|мікросхеми]] з паралельним [[Інтерфейс|інтерфейсом]]: під'єднання типового пристрою [[ROM]] обсягом 1 мегабіт виконувалося з допомогою 8 ліній для передачі даних та 17 адресних ліній, що забезпечувало доступ до 2<sup>17</sup>=131072 байтів. Такий сигнальний інтерфейс якнайкращим чином пасує [[Системна плата|системним платам]] з [[ISA]]-[[шина|шиною]], яка й забезпечувала його роботу.
Згодом з'явилися пристрої [[ROM]] з [[Мультиплексор|мультиплексованим]] [[Інтерфейс|інтерфейсом]]. З їх числа — [[FWH|FWH (Firmware Hub)]], запропонований компанією [http://www.intel.com/ Intel Corp.], та [[LPC|LPC (Low Pin Count)]] — результат співробітництва групи виробників. Характерною особливістю таких пристроїв стало використання однієї групи сигнальних ліній для передачі різної інформації. Типовий представник — Intel® 82802 Firmware Hub. Крім восьми ліній для передачі даних у нього є ще одинадцять адресних ліній, по яких можна передати як молодшу частину справжнього адреса, так і старшу його частину. Фактично мікросхеми сімейства 82802 здатні обслуговувати 22 адресні лінії, що забезпечує адресацію простору у 2<sup>22</sup> байти.
Мікросхеми [[ROM]] з підтримкою [[LPC]] мали значні переваги перед паралельними ROM, насамперед завдяки збільшеній ємності та впроваджувались на сучасних [[Системна плата|системних платах]] без [[ISA]]-[[шина|шини]]. Оскільки під'єднання як паралельних, так і [[FWH]]/[[LPC]] [[ROM]] потребує кілька десятків електричних контактів, задля економії від 2006 року на персональних платформах почав використовуватись добре відомий [[Serial Peripheral Interface Bus|SPI]]-[[інтерфейс]]. SPI-мікросхеми мають всього вісім контактів, з яких лише чотири задіяні для передачі даних.
== Виробники BIOS ==
Окремо варто згадати про виробників BIOS. Найбільшого поширення набули програмні продукти компанії [http://www.phoenix.com/ Phoenix Technologies Ltd.], якими послуговується левова частка персональних комп'ютерів. Компанія продає виробникам платформ BIOS двох [[Знак для товарів і послуг|торгових марок]]: [[PhoenixBIOS]] та [[AwardBIOS]]. Останній було долучено до кошика компанії після поглинання у вересні [[1998]] року невеличкої тайванської компанії Award Software International Ltd.
Другий по використанню — [[AMIBIOS]], розроблений компанією [http://www.ami.com/ American Megatrends Inc.]
В [[1991]] році співробітники, що покинули Phoenix Technologies, заснували нову компанію, що мала на меті розробку BIOS для мобільних платформ. Вона отримала назву [http://www.systemsoft.com/ SystemSoft Corp.] Після низки змін власників до сьогодні дійшла компанія [http://www.insydesw.com/ Insyde Software Corp.], що пропонує здебільшого для [[ноутбук]]ів та [[Кишеньковий персональний комп'ютер|кишенькових комп'ютерів]] [[InsydeBIOS]].
Існують проекти, що націлені на створення [[вільне ПЗ|вільного]] BIOS, наприклад [[coreboot]] (раніше відомий як LinuxBIOS)<ref>http://www.coreboot.org</ref>.
Також існує і безліч інших BIOS (наприклад, AST, BIOSTAR, COMPAQ, C&T, DTK, Philips, Quadtel та інші), які в основному набули поширення наприкінці 80-х, на початку 90-х років минулого століття.
== Принцип роботи BIOS ==
=== Старт BIOS ===
Одразу після подачі живлення [[системний контролер]] починає генерувати [[тактові імпульси]] і подає сигнал [[RESET]] (скидання) на усі компоненти системи. Центральний процесор комп'ютера починає виконувати програму BIOS, яка міститься у відповідній мікросхемі. Власне, ця стадія стосується лише частини BIOS, що відповідає за первинне завантаження і називається {{Нп|Boot-strap|Boot-блок|en|Boot-strap}}. Програма завантажувального блоку обчислює [[контрольна сума|контрольні суми]] усього вмісту BIOS і у випадку їх невідповідності (зазвичай при пошкодженні програмного коду BIOS) припиняє виконання штатного коду і видає сигнал помилки (звуковий сигнал).
=== Відновлення BIOS ===
При негараздах BIOS, що можуть виникнути в результаті яких-небудь дій [[користувач]]а або збою апаратури, управління передається спеціальній процедурі, на яку покладено функцію відновлення — Crisis Recovery. Ця процедура покликана в аварійному порядку прочитати з [[дискета|дискети]], інколи навіть з [[жорсткий диск|жорсткого диска]], файл BIOS, а потім записати його в мікросхему замість пошкодженого коду, тим самим відновивши стан персональної платформи до нормального
=== Початкова стадія ===
На цьому етапі виконується початкове тестування всіх вузлів та компонентів комп'ютера, яке називається [[POST]] ({{lang-en|Power-On Self Test}} — самотестування після подачі живлення). Окрім цього, метою процедури POST є робота з програмними ресурсами персональної платформи: обчислення обсягу [[оперативна пам'ять|оперативної пам'яті]], пошук та ініціалізація відео системи, послідовних та паралельних портів, накопичувачів на гнучких та жорстких дисках, додаткових пристроїв, що підключені до PCI та USB шин абощо.
Етапи ініціалізації та перевірки працездатності відстежуються засобами діагностики BIOS. Для цього процедури POST при переході від одного до іншого пристрою щоразу посилають у діагностичний порт (Manufacturing Test Port) спеціальні сигнали, що називаються POST-кодами. Деякі з них дублюються відповідними звуковими сигналами. В разі, коли виникають помилки, завантаження комп'ютера припиняється до усунення несправності. Про характер несправності можна зробити висновки, судячи з останнього POST-коду або звукового сигналу.
У своїй роботі процедури POST керуються налаштуванням BIOS, читаючи їх із [[CMOS]]-пам'яті<ref>Мікросхема CMOS-пам'яті ({{lang-en|Complementary Metal Oxide Semiconductor}}) — це невелика, за своїм обсягом, оперативна енергозалежна пам'ять. Оскільки інформація в ній повинна зберігатися і після виключення живлення, мікросхема CMOS-пам'яті живиться від своєї власної батареї. Наявність батареї породжує свої проблеми. Після декількох років експлуатації, коли батарея не здатна забезпечити живлення мікросхеми CMOS, інформація починає втрачатися. На щастя, проблеми вирішує заміна батареї на нову.</ref> — особливого різновиду пам'яті, призначеного для зберігання апаратної конфігурації комп'ютера. Крім того, тут також знаходяться всі налаштування BIOS, які може змінювати користувач — характеристики оперативної пам'яті (таймінги), [[частота]] роботи процесора, параметри [[жорсткий диск|жорсткого диска]] і ін.
=== Фінальна стадія ===
На фінальній стадії виконується те, задля чого власне й розроблявся BIOS. В наперед заданий (один і той же для всіх персональних платформ) програмний сегмент записуються процедури обробки операцій введення та виведення даних. Це дозволяє операційній системі, коли вона перейме управління від BIOS, послуговуватись бібліотеками програм в оперативній пам'яті, що вже заздалегідь розміщені там.
Якби всі програми самостійно намагалися опікуватися периферійними пристроями та містили б в собі подібні інструкції, то вони працювали вельми не ефективно та займали б забагато місця. Окрім того, кожен новий пристрій потребував би повної модифікації існуючих програм. Щоб уникнути подібних проблем, велику частину роботи по обробці даних переклали на BIOS. Це, напевно, не вирішило всіх проблем, але щонайменше значно спростило їх вирішення.
Хоча сучасні операційні системи практично не використовують або взагалі не використовують можливості BIOS по обробці операцій введення-виведення, з розвитком технічного прогресу роль BIOS зовсім не зменшується. З введенням у дію стандарту ACPI одна із першочергових задач BIOS — підготовка та передача операційній системі методів керування ресурсами персональної платформи. Це додаткові можливості без яких не можливо уявити сучасний комп'ютер.
Фінальна стадія завершується завантаженням операційної системи. Управління передається програмі, що знаходиться в Boot-секторі (завантажувальному секторі) [[дискета|дискети]], [[жорсткий диск|жорсткого диска]], [[компакт-диск|компакт-диска]]) або віддаленого носія, вказаного по мережі. Далі управління беруть на себе вбудовані механізми операційної системи.
== Звукові сигнали BIOS ==
Щодо додаткової аудіоінформації від предмета Див. [[POST|'''Звукові сигнали POST''']]
== Примітки ==
{{reflist}}
{{стиль}}
[[Категорія:BIOS| ]]
[[Категорія:Ввід/Вивід]]
| |||