3.1.2 Bios: Жизнь снизу

• Роль BIOS

• Изменение установок BIOS

Роль BIOS

Большая часть этого курса связана с высшими уровнями иерархии программного обеспечения: файловыми системами, операционными системами и приложениями. Но, в этом разделе, мы рассмотрим самый нижний уровень программного обеспечения — BIOS, или базовую систему ввода/вывода. У BIOS есть три главные функции. Она инициализирует аппаратные средства при включении компьютера, загружает операционную систему и обеспечивает базовую поддержку таких устройств, как клавиатура, мышь и последовательные порты (serial ports). BIOS присутствует всегда, но он виден только при включении компьютера, до того как операционная система перехватит управление.

При включении компьютера в оперативной памяти нет операционной системы. Она пуста. (Напомним, что оперативная память (RAM) - непостоянная память; при выключении она теряет данные, сохраненные в ней). BIOS должен постоянно находиться в памяти другого рода для выполнения своей функции. Поэтому BIOS постоянно находится на чипе ROM (ПЗУ) на материнской плате. ROM — постоянная память; она сохраняет данные, при выключении питания. При включении процессор автоматически запускает выполнение команд из ROM. Так как ROM более медленный тип памяти, чем оперативная память, BIOS в большинстве систем сразу копирует себя из ROM в RAM. Затем BIOS дает команду процессору брать все дальнейшие команды из RAM.

Другой специальный вид памяти, используемой BIOS — память CMOS. CMOS (комплиментарный металло-оксидный полупроводник) — технология чипа, которая требует очень мало энергии. Небольшая память CMOS, часто всего лишь объемом 64 байтов, размещена на материнской (системной) плате для сохранения параметров BIOS, управляющих работой аппаратных средств. Например, существует параметр, управляющий времени операций выборки оперативной памяти. Если вы покупаете более быстрые чипы DRAM для вашей оперативной памяти, вы можете изменить параметры BIOS, чтобы диспетчер шины памяти пользовался наивысшей скоростью DRAM. Память CMOS непостоянна, но ее содержимое после выключения компьютера сохраняет маленькая батарейка на материнской плате. Поскольку батарейку подзаряжает материнская плата, она может служить много лет; однако, если она будет отключена, BIOS вернется к параметрам, используемым по умолчанию. Поэтому, важно, чтобы CMOS имела низкое энергопотребление. Главный недостаток технологии CMOS заключается в том, что она более медленная, чем регулярная DRAM, но это не имеет значения, если память используется только для настройки параметров BIOS, поскольку содержимое нужно только во время запуска системы.

При включении питания системы начинает выполняться BIOS, BIOS инициализирует POST (Power-On Self Test) – последовательность команд самотестирования при включении питания. Для начала, запускается видеокарта (вы будете видеть мелькание экрана) и отображается основная информация о типе установленной видеокарты, имени изготовителя BIOS и версии BIOS. Затем определяется количество DRAM, установленной в системе, и может выполняться тестирование памяти. В любом случае, тестированием еще управляют параметры BIOS. (На системах с большим объемом памяти, отключение тестирования памяти позволяет компьютеру быстрее загрузиться). Конфигурация памяти и результаты теста отображаются на мониторе. Затем, после определения плат расширения и адаптеров, BIOS инициализирует эти платы и адаптеры. В заключении POST-последовательности, BIOS отображает информацию о системной конфигурации, например тип установленного процессора, информация о кэш-памяти, типы каждого из найденных дисководов, адреса всех серийных и параллельных портов и список других найденных плат расширения.

Как только POST-последовательность завершена, следующая задача BIOS – загрузить программу, которая запустит операционную систему. Для этого BIOS должна иметь информацию о дисководах, чтобы прочитать порцию данных, называемых Основной загрузочной записью (Master Boot Record) или MBR. По соглашению, это первый сектор первой дорожки диска. Программа MBR загружает операционную систему и запускает ее.

Возможно, в системе несколько дисководов, с которых возможна загрузка операционной системы. Какие из них нужно использовать? BIOS следует порядку поиска (search order ), чтобы найти операционную систему для загрузки. Начинается поиск с устройства с именем A. Если нет никакого диска в этом устройстве или, если он не содержит основную загрузочную запись, то происходит обращение к B (второй дисковод), если он существует. Если и это неудачно, то перемещается к устройству C, который является обычно основным жестким диском, и ищет основную загрузочную запись там. И так далее.

Первая проверка floppy-дисковода A очень полезна потому что в отличие от жесткого диска, дискета – сменное средство. Так, если вы не хотите загружать операционную систему с жесткого диска, вам нужно вставить загрузочный диск в устройство A и компьютер загрузится оттуда. Загрузочный диск – дискета, которая содержит самозагрузочную копию операционной системы. Если версия операционной системы на жестком диске испорчена, то можно снова запустить систему, используя загрузочный диск. Затем вы можете восстановить поврежденные данные на жестком диске.

Примечание переводчика. В современных компьютерах дискеты практически не используются. Вместо них применяются компакт-диски CD и DVD, а также usb flash drive. В некоторых случаях загрузка производиться с сервера по локальной сети.

Компьютер, загруженный с floppy-диска, CD или DVD не может быть полностью безопасен. Ваши файлы обычно защищены операционной системой, чтобы не позволить доступ к ним других пользователей. Но, если кто-нибудь вставит загрузочный диск в дисковод, он сможет загрузить свою собственную версию операционной системы и проигнорировать запрет доступа ко всему жесткому диску. Гарантированная защита против этого вида нападения – кодировать диск. Другой риск, связанный с загрузочными дисками – вирусы MBR. Эти вирусы живут в основной загрузочной записи диска. Если кто-нибудь вставляет зараженную дискету или диск в устройство чтения дисков, то после загрузки системы вирус может заразить жесткий диск.

Некоторые BIOS позволяют изменить последовательности загрузки. Это полезно, если вы хотите по умолчанию загрузить систему с CD-ROM, DVD-ROM или c сервера локальной сети вместо жесткого диска. Вы можете также отключить загрузку с floppy-диска или c CD, DVD, если заботитесь о защите.

Изменение установок BIOS

Для изменения установок BIOS вам нужно запустить программу BIOS Setup в ходе загрузки, нажимая определенную клавишу или их комбинацию, такие как F2, F8, CTRL/F8 и т.п. Начальное сообщение BIOS укажет, какую клавишу нажимать. Программа загрузки BIOS setup покажет текущие установки BIOS и позволит изменить их. Новые установки сохраняются в CMOS-памяти и будут действовать до следующей загрузки системы. Установки нужно менять внимательно, так как неправильные установки могут привести к неработоспособности компьютера.

Вы можете больше узнать о BIOS из BIOS entry in the PC Guide. Если вы планируете менять установки BIOS, то сначала читайте BIOS Survival Guide.