446 Глава 5. Bios: базовая система ввода5вывода

Рис. 5.1. Условное разделение PC_совместимой системы на несколько слоев

На этом рисунке показаны два разных компьютера, в которых используется уникальная

BIOS в качестве интерфейса между аппаратным обеспечением и операционной системой с ее

приложениями. Таким образом, на этих компьютерах может быть установлено разное обору_

дование (процессоры, жесткие диски, мониторы и др.), на котором можно запускать одинако_

вое программное обеспечение. Связь между приложениями и операционной системой осущест_

вляется с помощью соответствующего API (Application Programming Interface). Этот интерфейс

определяет, например, как выполняется запись и считывание данных на диск, печать и другие

функции. Поскольку приложение не зависит от установленного аппаратного обеспечения, все

его вызовы обрабатывает операционная система, которая уже содержит информацию об уста_

новленном оборудовании.

Операционная система, в свою очередь, через BIOS обращается непосредственно к аппа_

ратному обеспечению. Эта связь реализована в виде драйверов устройств. Как правило, вы_

пуском драйверов для аппаратного обеспечения занимаются его производители. Поскольку

драйверы обеспечивают взаимодействие между аппаратным устройством и операционной

системой, они, как правило, предназначены для определенной системы. Таким образом, произ_

водителям приходится создавать драйверы для таких операционных систем, как DOS, Win_

dows 9x/NT/2000/XP, OS/2, Linux и др. Тем не менее многие операционные системы имеют

одинаковый внутренний интерфейс, некоторые драйверы подходят для нескольких операцион_

ных систем. Например, драйвер для Windows Me зачастую пригодится в Windows 98/95, а драй_

вер для Windows 98 можно использовать в Windows 2000/NT.

Системная BIOS остается неизменной для операционной системы, независимо от аппа_

ратного обеспечения, а операционная система может работать на самых разных компьютерах.

Например, если установить Windows XP на компьютерах с разными процессорами, жесткими

дисками, видеоадаптерами и т.д., принцип ее работы останется неизменным, поскольку драй_

вер выполняет свои базовые функции вне зависимости от аппаратных компонентов.

Как видно из рис. 5.1, уровни приложений и операционной системы могут быть идентич_

ны для разных систем, в то время как уровни оборудования могут значительно различаться.

Поскольку BIOS содержит драйверы, обеспечивающие взаимодействие программного и ап_

паратного обеспечения, уровень BIOS, с одной стороны, учитывает уникальные особенности

оборудования, а с другой — оказывается неизменным с точки зрения операционной системы.

На уровне оборудования сосредоточены основные различия между разными системами.

Именно BIOS отвечает за маскирование различий между разными устройствами, чтобы обес_

печить нормальную работу операционной системы. В настоящей главе уделяется внимание

именно особенностям работы системной BIOS персонального компьютера.

Стр. 4 46

Аппаратная и программная части BIOS 447

Аппаратная и программная части bios

Как уже упоминалось, BIOS представляет собой интерфейс между аппаратным обеспечени_

ем и операционной системой. BIOS не похожа на стандартное программное обеспечение, по_

скольку находится в микросхемах, установленных на системной плате или платах адаптеров.

BIOS в ПК обычно можно найти в следующих компонентах системы:

􀂄ПЗУ системной платы;

􀂄ПЗУ платы адаптера (например, видеоадаптера);

􀂄данные на диске, загружаемые в ОЗУ (драйверы устройств).

Системная BIOS содержит драйверы основных компонентов (клавиатуры, дисковода, же_

сткого диска, последовательного и параллельных портов и т.д.), необходимые для начального

запуска компьютера. По мере появления новых устройств (видеоадаптеров, накопителей CD_

ROM, жестких дисков с интерфейсом SCSI, портов USB и т.д.) их процедуры инициализации

не добавлялись в системную BIOS. Острая необходимость в таких устройствах при запуске

компьютера отсутствует, поэтому нужные драйверы загружаются с диска во время запуска

операционной системы. Это относится к звуковым адаптерам, сканерам, принтерам, устрой_

ствам PC Card (PCMCIA) и т.д.

В то же время существует целый ряд драйверов, которые должны быть активизированы во

время начальной загрузки. Например, можно ли загрузиться с жесткого диска, если драйверы,

требующиеся для выполнения этой операции, должны быть загружены непосредственно с

этого диска? Очевидно, что необходимые драйверы должны быть предварительно загружены

в ПЗУ (read_only memory — ROM) системной платы или платы адаптера.

Однако некоторые устройства необходимы при запуске компьютера. Например, для ото_

бражения информации на экране монитора требуется активизировать видеоадаптер, но его

поддержка не встроена в системную BIOS. Кроме того, сейчас существует огромное количе_

ство видеоадаптеров, и все их драйверы невозможно поместить в системную BIOS. В таких

случаях необходимые драйверы помещаются в микросхему BIOS на плате этого устройства.

А системная BIOS при загрузке ищет BIOS видеоадаптера и загружает ее до запуска операци_

онной системы. Создавая персональный компьютер, IBM нашла более эффективное решение.

ПЗУ системной платы сканировало разъемы платы на предмет наличия в них установленных

адаптеров с собственным ПЗУ. Если адаптер был найден, код ПЗУ выполнялся на этапе пер_

воначальной системной загрузки до того, как начиналась загрузка операционной системы с

жесткого диска.

Такое расположение BIOS предотвращает необходимость постоянной модернизации сис_

темной BIOS при появлении новых моделей устройств, особенно используемых при начальной

загрузке компьютера. Собственная BIOS, как правило, устанавливается на следующих платах:

􀂄видеоадаптеры — всегда имеют собственную микросхему BIOS;

􀂄адаптеры SCSI — обратите внимание, что эта BIOS не поддерживает все устройства

SCSI, т.е. с диска необходимо загружать дополнительные драйверы для накопителей

CD_ROM, сканеров, устройств Zip и прочих с интерфейсом SCSI; большинство новых

адаптеров SCSI поддерживают загрузку с накопителя SCSI CD_ROM, однако при за_

грузке с другого диска или устройства все равно понадобятся драйверы CD_ROM;

􀂄сетевые адаптеры — платы, поддерживающие загрузку непосредственно с файлового

сервера; имеют так называемое загрузочное ПЗУ или модуль IPL (Initial program

load — первоначальная загрузка системы), которые необходимы для начальной ини_

циализации устройства либо нормального функционирования в бездисковых рабочих

станциях или терминалах;

􀂄платы обновления IDE или дисковода — для поддержки функции загрузочного устрой_

ства при запуске системы.

Стр. 4 47