Введение. Важнейшим элементом системной платы является BIOS (BasicInput/OutputSystem - базовая система ввода-вывода)

Важнейшим элементом системной платы является BIOS (BasicInput/OutputSystem - базовая система ввода-вывода). Так называют аппаратно встроенное в компьютер программное обеспечение, которое доступно без обращения к диску. В микросхеме BIOS содержится программный код, необходимый для управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими компонентами.

|0бычно BIOS размещается в микросхеме ПЗУ (ROM, Read-Оп1у Меmогу), расположенной на материнской плате компьютера (этот узел часто называют ROM BIOS). Такая технология позволяет обеспечить постоянную доступность BIOS независимо от работоспособности внешних по отношению к материнской плате компонентов (например, загрузочных дисков). Поскольку доступ к RAM (оперативной памяти) осуществляется значительно быстрее, чем к ROM, многие изготовители предусматривают при включении питания автоматическое копирование BIOS из RAM в оперативную память. Задействованная при этом область оперативной памяти называется теневым ПЗУ (Shadow ROM).

В микросхемах BIOS используют различные типы памяти для хранения программного кода. PROM (Рrоgrammаblе Read-Оп1у Меmогу} - это тип памяти, данные в которую могут быть записаны только однократно. Отличие PROM от ROM в том, что PROM изначально производятся «чистыми», в то время как в ROM данные заносятся в процессе производства. А для записи данных микросхемы PROM применяются устройства, называемые программаторами.

EPROM (Erasable Programmable Read Only Меmory) - стираемое программируемое ПЗУ) - специальный тип PROM, который может очищаться с использованием ультрафиолетовых лучей и перезаписываться. Память типа EEPROM похожа на ЕРКОМ, но операции стирания-записи производятся электрическими сигналами.

В настоящее время большинство современных материнских плат комплектуется микросхемами Flash BIOS, код в которых может перезаписываться при помощи специальной программы. Такой подход облегчает модернизацию BIOS при появлении новых компонентов, которым, нужно обеспечить поддержку (например, новейших типов микросхем оперативной памяти). Так как львиная доля программного кода BIOS стандартизирована, то есть является одинаковой и обязательной для всех компьютеров PC, в принципе менять его нет особой необходимости. Перезапись BIOS - крайне ответственная и весьма непростая задача. Браться за нее следует только в самом крайнем случае, когда проблема не решается никакими другими способами. При этом надо ясно отдавать себе отчет в необходимости и последствиях каждого шага этой операции.

Современные типы BIOS, поддерживающие технологию Рplug-and-Play, называют PnP BIOS, при этом поддержка такой архитектуры обеспечивается только микросхемами Flesh ROM. Вообще полная поддержка технологии Рlug-and-Play со стороны Windows 9х возможна только в случае применения PnP BIOS. Обычно это обстоятельство служит веским основанием для принятия решения о перезаписи BIOS. Кроме вышеуказанного, в новых версиях BIOS часто исправляются мелкие ошибки и недоработки. Новые версии обычно содержат и новые возможности (загрузка с CD-ROM, выбор очередности загрузки с разных устройств и пр.).

До 1999 года большая часть системных плат оснащалась BIOS от фирмы AWARD BIOS. Принципиально состав опций настройки BIOS различных производителей системных плат ничем не отличается, за исключением мелких деталей. Ниже приведен общий вид заглавной страницы настройки AWARD BIOS.

ROM PCI/ISA BIOS «00000006» CMOS SETUP UTILITY AWARD SOFTWARE, INC.
STANDARD CMOS SETUP   BIOS FEATURES SETUP   CHIPSET FEATURES SETUP   POWER MANAGEMENT SETUP   PNP/PCI CONFIGURATION   LOAD SETUP DEFAULTS   LOAD TURBO DEFAULTS	INTRGRATED PERIPHERALS   PASSWORD SETTING   IDE HDD AUTO DETECTION   SAVE & EXIT SETUP   EXIT WITHOUT SAVING   LOAD EEPROM DEFAULTS   SAVE EEPROM DEFAULTS
ESC: Quit: Select Item PU/PD/+/-: Modifi F1: Help «Shift» F2: Change Color

В подменю “ATANDARD CMOS SETUP” устанавливаются и изменяются перечисленные ниже настройки.

Date - установка текущей даты в формате: месяц, день, год.

Time - установка текущего времени в формате час, минута, секунда/

Primary Master - установка параметров ведущего накопителя (жесткого диска, CD-дисковода), подключенного к первому контроллеру IDE.

Primary Slave - установка параметров ведомого накопителя, подключенного к первому контроллеру IDE.

Secondary Master - установка параметров ведущего накопителя (жесткого диска, CD-дисковода), подключенного ко второму контроллеру IGE.

Secondary Slave - установка параметров ведомого накопителя, подключенного ко второму контроллеру IDE.

Следует отметить, что параметры накопителей автоматически определяются средствами BIOS в подменю “IDE HDD AUTO DETECTION”.

MODE - выбор режима представления (LBA, Normal, Large, AUTO) логических блоков жесткого диска емкостью более 528 Мбайт. Для всех современных жестких дисков рекомендуется устанавливать режим LBA.

Остальные опции описаны в соответствующих разделах.

В середине 1999 года вышла система AWARD-Phoenix BIOS version 4.0 revision 6 (под названием Medallion), в которой кардинально изменился экран SETUP BIOS. Появилось понятие субменю, а список параметров настройки был значительно расширен. Так как названия разделов изменились, а них созданы подразделы, полного соответствия между старыми и новыми версиями BIOS нет. Однако совместимость сохраняется, и в новых системах BIOS следует искать названия параметров, которые в основном остались прежними.

Ниже приведен общий вид заглавной страницы AWARD-Phoenix BIOS последней версии. В конкретной модификации системной платы некоторые пункты могут отсутствовать.

Award BIOS Setup Utility Main Advanced Power Boot Exit

Item Specific Help [14: 19: 45] System Date [04/21/2003] Legacy Diskette A [1.44M, 3.5 in.] (Enter) to select field Legacy Diskette B [None] (|), (/) to change value. Floppy 3 Mode Support [Disabled]   ►Primary Master [Auto] ►Primary Slave [Auto] ►Secondary Master [Auto] ►Secondary Slave [Auto]   Language [English] Supervisor Password [Disabled] User Password [Disabled] Halt On [All Errors] Installed Memory 256MB

F1 Help ↕ Select Item /| Change Values F5 Setup Defaults ESC Exit ↔ Select Menu Enter Select Sub-Menu F10 Save and Exit

При входе в подменю “Primary Master" открывается окно для установки параметров ведущего накопителя (их количество и названия могут изменяться в зависимости от типа IDE устройства).

Type - указывается тип IDE устройства. Может принимать значения:

Auto - автоматическое определение типа IDE-устройства;

None - запрещает использование любых IDE-устройств;

User Type HDD - установка параметров жесткого диска пользователем;

CD-ROM - подключение CD-ROM;

LS-120 - подключение накопителя LS-120;

ZIP-100 - подключение накопителя ZIP;

MO - подключение магнитооптического накопителя;

Other ATAPI Device - подключение других устройств по протоколу ATAPI.

Translation Method - определяет метод передачи данных накопителем. Может принимать значения:

LBA (LogicalBlockAddressing) - наиболее популярный метод, обязательный для дисков объемом более 500 Мбайт; Match Partition Table (в соответствии с таблицей разделов) - это значение выставляют при подключении жесткого диска с уже установленной операционной системой, когда метод передачи данных неизвестен;

Normal - обычный метод передачи данных;

Large - метод передачи большими массивами данных, применяется очень редко;

Manual - установка параметров вручную.

Cylinders - здесь указывают количество цилиндров жесткого диска. Параметр может быть изменен только в случае установки значения Manual в подразделе Translation Method.

Head - здесь указывают количество головок жесткого диска. Параметр может быть изменен только в случае установки значения Manual в под разделе Translation Method.

Sector - здесь указывают количество секторов жесткого диска. Параметр может быть изменен только в случае установки значения Manual в подразделе Translation Method.

CHS Capacity - емкость диска, определенная как произведение количества цилиндров на количество головок и на количество секторов. Параметр не может быть изменен.

Maximum LBA Capacity - максимальная емкость диска в режиме LВА. Параметр не может быть изменен.

Multi-Sector Transfers (передача данных с нескольких секторов диска). Параметр определяет количество секторов, передаваемых как блоки данных. Как правило, чем больше секторов в блоке, тем выше скорость обмена. Может принимать значения:

Disabled - запрещает передачу блоками;

2, 4, 6, 8, 16, 32 - возможное количество секторов в блоке, задаваемое вручную;

Maximum — оставляет определение количества секторов в блоке на усмотрение BIOS.

SMART Monitoring - включение/отключение диагностики состояния жесткого диска в соответствии с требованиями стандарта S.М.А.R.Т. Может принимать значения:

Enabled — разрешено;

Disabled — запрещено.

PIO Моде (режим программируемого ввода/вывода). Здесь задают номер режима PIO для данного накопителя. Как правило, BIOS верно определяет максимально быстрый режим для устройства. Изменение параметра иногда бывает необходимо при подключении устаревших жестких дисков. Обычно в этом случае значение PIO следует уменьшить. Параметр может принимать значения от О до 4.

ULTRA DMA Моде (режим Ultra DMA). Выбор номера режима UltraDMA. Параметр может принимать значения от 0 до 4, а также Disabled (запрещено).

Set Device As (установить устройство как..) Параметр позволяет указать, как представить накопитель сменного диска операционной системе. Это поле активно только при выборе соответствующего устройства в подразделе Туре. Может принимать значения:

Auto — BIOS автоматически определяет тип устройства;

Fioppy — устройство представляется как гибкий диск;

Hard Disk — устройство представляется как жесткий диск

Рrimагу Slave - все значения аналогичны подразделу Primary Master.

Secondary Master - все значения аналогичны подразделу Primary Master.

Secondary Slave - все значения аналогичны подразделу Primary Master.

Halt On - здесь указывают, при каких событиях останавливается процедура загрузки компьютера. Может принимать значения:

All Errors (все ошибки) - выбор этого значения приводит к остановке при любой ошибке;

No Errors (без ошибок) - выбор этого значения не вызывает остановки при любой ошибке;

All but Keyboard (все ошибки, кроме контроллера клавиатуры) - выбор этого значения приводит к остановке при любой ошибке, кроме ошибок контроллера клавиатуры;

All but Disk (все ошибки, кроме ошибок жесткого диска) - выбор этого значения приводит к остановке при любой ошибке, кроме ошибок жесткого диска;

All but Disk/Keyboard (все ошибки, кроме ошибок клавиатуры и/или диска) - выбор этого значения приводит к остановке при любой ошибке, кроме ошибок контроллера клавиатуры и/или диска.

Остальные опции описаны в соответствующих разделах.

1. Boot & POST

При включении ПК автоматически запускается находящаяся в BIOS программа загрузки BOOT-ROUTINE. Эта программа вызывает подпрограмму самопроверки POST (Power-On Self Test), проверяющую процессор, микросхемы ROM, оперативную память, вспомогательные элементы материнской платы, жесткий диск и другую основную периферию.

Далее программа загрузки разыскивает другие BIOS-чипы, которые могут быть встроены, к примеру, в платы расширения. SCSI- контроллеры при этом будут запускать свои собственные тестовые программы.

После этого BIOS берется уже конкретно за платы расширения и расстановку и проверку распределения ресурсов (IRQ, DMA, I/O). Далее с загрузочных секторов жесткого диска в дело вступает начальный загрузчик, BOOTSTRAP LOADER, - программа, знающая файловую структуру носителя данных. Начальный загрузчик вызывает загрузку загрузочных программ операционной системы.

Этот стандартный алгоритм значительно дополнился и модернизировался с внедрением PnP-технологии и новой PCI-шины, а позже с появлением операционных систем, разработанных с учетом внедрения новейших технологий. Но более подробно об этом будет сказано ниже.

(В зависимости от версии BIOS) LOAD SETUP DEFAULTS, LOAD FAIL-SAFE, ORIGINAL или AUTO CONFIGURATION WITH POWER-ON DEFAULTS

- включение этих "безопасных" режимов имеет смысл только тогда, когда система либо вообще не запускается, либо при определенных конфигурациях зависает, сбоит, т.п. При включении таких режимов BIOS пеpеводит систему в самое "консеpвативное" состояние, отключит внутреннюю и внешнюю кэш-память, переведет видео-кэш в значение "Disabled", задаст максимально возможные режимы ожидания (Waitstates) и т.п. В результате такого выбора увеличивается вероятность включения системы и ее дальнейшей настройки.