Что такое BIOS и UEFI. Как осуществляется начальная загрузка компьютера. Что такое BIOS в компьютере. Основы и принципы BIOS

Наверное, многие слышали о такой составляющей персонального компьютера, как BIOS. Но мало кто представляет, для чего она предназначена, как работает и что такое BIOS в принципе. Между тем знание устройства и работы BIOS поможет вам лучше понимать процессы, протекающие в персональном компьютере, а также позволит понять, как обезопасить ваш компьютер от детских шалостей.

Понятие

Для начала рассмотрим, что такое BIOS. Само по себе это слово является аббревиатурой, которая расшифровывается как "базовое устройство ввода-вывода". Физически это устройство располагается на материнской плате персонального компьютера и содержит набор микропрограмм, служащих для предоставления доступа операционной системы к аппаратной составляющей компьютера, а также к остальным, подключенным к ней устройствам.

По своей сути BIOS обеспечивает первоначальную загрузку персонального компьютера, а также последующую загрузку операционной системы.

Производство

Естественно, производство чипа не является чей-либо монополией, однако даже в такой области производства, существуют различные версии BIOS, поставляемые различными компаниями на рынок.

Основными поставщиками этой микросхемы для ноутбуков, персональных компьютеров и серверов в настоящее время являются:

1. Phoenix Technologies.
2. Award Software.
3. American Megatrends (AMI).

Между ними существуют незначительные различия, и отдать предпочтение кому-либо одному достаточно тяжело, поскольку разница заметна исключительно в интерфейсе управления. По названиям фирм-производителей, соответственно определяются и версии BIOS.

Функции

Независимо от производителя, для Windows BIOS выполнят абсолютно одни и те же функции. После включения персонального компьютера или ноутбука происходит загрузка BIOS. И именно с этого начинается работа компьютера.

Сначала программа проводит запуск и проверку работоспособности. Первоочерёдной задачей стоит запуск всех микроконтроллеров и микропроцессоров на материнской плате. В ходе этого запуска происходит проверка всех контроллеров на работоспособность на низком уровне нагрузки. Если в ходе этой проверки возникнет сбой, то BIOS по возможности выведет сообщение на экран. Если это также невозможно, то через встроенный динамик программа подаст звуковой сигнал об ошибке. Для разных версий BIOS существуют различные таблицы описывающие значения сигналов.

Если все устройства проходят проверку на работоспособность, то BIOS производит поиск загрузчика операционной системы. Запускает её и передаёт ей управление. При запуске операционной системы она способна менять базовые настройки, указанные в BIOS. Во многих реализациях он способен производить загрузку операционной системы через различные вторичные интерфейсы, такие как USB или сеть.

Конфигурация

Для того чтобы увидеть настройки устройства на вашем компьютере, вам необходимо произвести вход в него. Настройка BIOS проходит не в среде операционной системы, а непосредственно перед её запуском. Во-первых, если ваш компьютер выключен, нажимаете кнопку включения питания. Если же вы уже работаете в операционной системе, то перед тем как войти в BIOS, вам потребуется перезагрузка компьютера.

Итак, ваш компьютер начал перезагрузку. Для того чтобы войти в утилиту, вам потребуется в нужный момент нажать нужную клавишу на клавиатуре. Загвоздка заключается в том, что у различных производителей компьютеров и BIOS для входа в интерфейс используются различные клавиши.

Наиболее расспространённые варианты входа - это нажатие следующих клавиш:

Если вы используете ноутбук или персональный компьютер известных брендов, то проблем со входом быть не должно. Однако отдельного упоминания заслуживает вход в Windows 8.

UEFI

Рассмотрим, как войти в BIOS с Windows 8. Наверное, многие сталкивались с проблемой входа на современных компьютерах. Дело в том, что на последних компьютерах с предустановленной Windows BIOS выпущен под совершенно новым форматом UEFI, обеспечивающим быструю загрузку операционной системы.

Для того чтобы попасть в BIOS на таких компьютерах, при перезагрузке необходимо нажать кнопку Shift, либо с помощью командной строки изменить параметры загрузки.

1. Если вы хотите воспользоваться первым вариантом, то при запуске компьютера удерживаем зажатой кнопку Shift. Появится меню, в котором переходим "Устранение проблем->Дополнительные параметры->Настройки встроенного UEFI". После этого опять отправляем компьютер на перезагрузку. Появится информационное окно с кнопками управления. Находите в нём вход в BIOS - Boot Setup, и вот у вас уже привычный БИОС.
2. Другой вариант немного проще. Если вы уже знаете необходимую кнопку для входа, то в Windows запускаете командную строку и вводите в ней shutdown.exe /r /o /f /t 00. Перезагружаете и попадаете в меню, в котором вам надо пройти по следующему пути: "Проблемы" - "Дополнительные опции" - "Настройки UEFI". И после очередной перезагрузки попадёте в стандартный BIOS.

Что внутри

Итак, вы попадаете в его основное меню системы ввода-вывода. Что позволяет сделать настройка BIOS?

• Настройку системной даты и времени персонального компьютера.
• Выбор режима работы аппаратуры (ускоренный или щадящий).
• Включение/дезактивацию оборудования встроенного в материнскую плату.
• Позволяет выбрать очерёдность оборудования, с которого производится загрузка операционной системы.
• Установку пароля для входа в систему.
• Изменение режимов загрузки Windows.

Однако перед внесением изменений помните, что неправильная настройка может привести к неработоспособности BIOS. Если вы сделали что-то неправильно, в нем имеется функция возврата к заводским установкам. Небольшой совет: если вы установили пароль для входа в операционную систему и забыли его, то сброс настроек удалит его. Если же вы хотите обезопасить компьютер не только от детей, но и от более-менее разбирающихся взрослых, то можете установить пароль и на BIOS. Однако даже эта проблема решается просто в стационарных компьютерах. Достаточно просто удалить батарейку с материнской платы, и все настройки полностью сбросятся.

Апгрейд

Если вы вдруг решили сделать обновление BIOS, убедитесь, что хорошо подумали. Производить эту операцию стоит только в двух случаях:

1. Если вы собираетесь заменить элементы персонального компьютера. Для примера, если материнская плата поддерживает более мощный процессор, а текущая прошивка BIOS - нет. Также необходимо проверить совместимость материнской платы с новым процессором. Эту информацию можно всегда получить на сайте производителя.
2. По совету производителя. Эта ситуация возможна преимущественно для свежих материнских плат, когда обновление утилиты повысит совместимость, исправит некоторые ошибки и добавит новый функционал.

Существует несколько методов обновления. Некоторые из них уже морально устарели, поэтому рассмотрим только два актуальных на сегодняшний день способа.

1. Обновление BIOS через Windows. Для апгрейда в этом режиме вам потребуется узнать версию и модель вашей материнской платы. Затем на сайте производителя нужно скачать специальную утилиту, а также файл с обновлением для вашего BIOS. Утилита устанавливается на компьютер так же, как и любая другая программа. Затем запускается, и в большинстве случаев вам предложат выбрать источник обновления. Это может быть интернет, тогда программа сама проведёт поиск подходящего обновления, либо это будет скачанный вами самостоятельно файл.
2. Также обновление BIOS можно провести, не входя в операционную систему. У различных производителей существуют собственные программы, проводящие поиск доступных обновлений на различных носителях данных. Сама программа вшита в ПЗУ. Для её запуска необходимо во время начальной загрузки персонального компьютера нажать соответствующую кнопку. У разных производителей они могут различаться.

Заключение

Прочитав эту статью, вы узнали о структуре и назначении такой немаловажной части персонального компьютера и узнали, что такое BIOS. Прочитали о загрузке персонального компьютера, а также его первоначальной настройке, даже без операционной системы, о необходимости и способах обновления системы ввода-вывода при апгрейдах компьютера. Узнав, что такое BIOS, вы станете более компетентными в области компьютерных технологий. Это позволит вам не выглядеть дилетантом в чужих глазах.

BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода / вывода ) - это программа для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения функций ввода / вывода. Программа настройки BIOS может называтьсяBIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Часто используется сокращенные названия этой программы, например, BIOS Setup или просто Setup. Иногда программу настройки называют просто BIOS, но это не совсем корректно, поскольку Bios Setup - это один из компонентов BIOS.

BIOS выполняет следующие основные функции .

Производит самотестирование железа при включении напряжения питания, при этом запуская программу самотестирования компьютера при включении питания (Power On Self Test - POST) .

Он инициализирует устройства ввода-вывода (УВВ) . Часть инициализации производится именно аппаратно-программными средствами, которые интегрированы в адаптеры УВВ.

Обеспечивает загрузку оперативки и выполняет программу BOOT - загрузчика ОС .

Обрабатывает программные прерывания от устройства ввода-вывода и обслуживает их функции. Для всех стандартных периферийных устройств BIOS хранит программу обслуживания. Некоторые, из которых загружаются отдельно и также хранятся в отдельной области дисковой памяти.

Предоставляет настройку конфигурации компьютера. Для этого BIOS использует специальную программу установки параметров PC - Setup BIOS. В состав БИОС входит отдельная микросхема технологии CMOS или же компонент чипсета и в ней хранятся параметры конфигурирования компа - RTC RAM.

Обеспечивает взаимодействие аппаратных компонентов ПК с ОС при ее загрузке и с помощью программ-драйверов .

Флеш-память BIOS хранит программное обеспечение в виде “жесткого продукта” - Firmware. В отличие от Software, код программного обеспечения этого типа постоянно хранится на компьютере, благодаря чему для автоматического введения в действие программ БИОС достаточно просто включить питание компьютера. BIOS содержит программы следующих типов.

Программу самотестирования оборудования при включении напряжения питания – POST .

Программы расширения BIOS. Параллельно с самотестированием запускается программа инициализации (программирования) регистров контроллеров и адаптеров УВВ. Некоторые проверки, не включенные в старые версии БИОС, можно выполнить расширениями его на картах адаптеров УВВ.

Программу загрузки операционной системы. Инициализация завершается передачей управления программе-загрузчику операционной системы - BOOT.

Подпрограммы обработки прерываний от УВВ.

Подпрограммы обслуживания функций. Для каждого стандартного периферийного устройства во флеш-BIOS хранится подпрограмма обслуживания.

Программы-драйверы, предназначенные для взаимодействия ОС и аппаратного обеспечения при загрузке системы.

Программу настройки конфигурации компьютера - Setup .

Инициализация и тестирование узлов компьютера.

При каждом включении питания компьютера типа IBM PC (или совместимого с ним) и до начала загрузки операционной системы процессор компьютера выполняет процедуру BIOS под названием "Самотест по включению питания" - POST (Power On Self Test). Эта же процедура выполняется также при нажатии на кнопку RESET или комбинацию клавиш Ctrl-Alt-Del. Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем компьютера (таких как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски и т. д.) перед загрузкой операционной системы. Это в некоторой степени застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на HDD. Однако, в настоящее время разрабатывается новая спецификация компьютеров PC 2001, предусматривающая уменьшение временного интервала от момента включения ПК до запуска дискового загрузчика до 7 сек (при наличии SCSI устройств - до 10 сек), в том числе и за счет сокращения процедуры POST, что, в общем, не должно радовать сборщиков/ремонтников компьютеров, да и вдумчивых пользователей, я думаю, тоже: лучше 2 минуты потерять, чем потом восстанавливать содержимое HDD или удивляться, почему компьютер стал так часто зависать. Пока же компьютеры продолжают радовать профессиональных сборщиков/ремонтников компьютеров своей встроенной процедурой POST, поэтому рассмотрим предоставляемые ею возможности для ремонта компьютеров.

Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует так называемый POST код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода компьютера. В случае обнаружения неисправности в тестируемом устройстве процедура POST просто "зависает", а предварительно выведенный POST код однозначно определяет, на каком из тестов произошло "зависание". Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST кодов полностью определяется глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST BIOS"а компьютера.

Адреса портов для вывода POST кодов зависят от типа компьютера: ISA, EISA - 80h, ISA-Compaq - 84h, ISA-PS/2 - 90h, MCA-PS/2 - 680h, некоторые EISA - 300h, однако в большинстве случаев (можно сказать, стандартно) используется порт 80h. Так как процедура POST появилась еще в IBM PC/XT с восьмиразрядной системной шиной ISA, то исторически так сложилось, что POST коды представляют собой всего один байт, который приводится в таблицах POST кодов в виде одноразрядных шестнадцатиричных чисел в диапазоне 00h-FFh (0-255 в десятичной системе счисления). Следует отметить, что таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, несколько отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS. Таблицы POST кодов можно найти на соответствующих сайтах производителей BIOS: для AMI это http://www.ami.com, для AWARD - http://www.award.com, иногда таблицы POST кодов приводятся в руководствах к материнским платам (например, руководства к платам P6SBA-P6DBS Supermicro).

Для отображения POST кодов в удобном для человека виде служат устройства под названием POST Card. POST Card - это обычная плата расширения компьютера, вставляемая (при выключенном питании!) в любой свободный (соответствующий ее разъему - ISA или PCI) слот и имеющая два семисегментных индикатора для отображения POST кодов. Ранее, до появления спецификаций PC 99 и PC 99A наиболее распространенными были POST Card для шины ISA. Сейчас, в связи с угрозой полной ликвидации шины ISA начали появляться более дорогие POST Card для шины PCI. Для нотебуков, вообще не имеющих шин ISA и PCI, выпускаются POST Сard, предназначенные для установки в LPT порт. Следует отметить, что для работы такой POST Сard требуется соответствующая поддержка со стороны BIOS"a нотебука.

Рис 1. POST Card для шины ISA. Авторская версия.

Самая простая POST Card для шины ISA от noname производителя отображает POST коды по фиксированному адресу 80h и не имеет переключателей для изменения этого адреса. Прохождение сигнала RESET компьютера на такой POST Card фиксируется по миганию точек семисегментного индикатора POST кодов либо отображается на нем специальными символами. Более дорогие POST Card имеют переключатели для выбора адреса порта POST кодов, а также дополнительные светодиодные индикаторы сигналов RESET и CLK системной шины и индикаторы наличия напряжений питания +5V(+3.3V), -5V, +12V, -12V. Такие POST Card выпускает, например, Ultra-X, Inc (http://www.uxd.com) для шин ISA - QuickPOST PC и PCI - QuickPOST PCI соответственно. Эта же фирма предлагает и POST Card для подключения к разъему LPT ноутбуков- MICRO POST. Очень интересна оригинальная POST-Probe PCI фирмы Micro2000, Inc (http://www.micro2000.com), на двух соседних сторонах которой под углом 90 градусов расположены разъемы для шин PCI и ISA. В ее комплект входит также дополнительный адаптер для подключения к экзотической у нас шине MicroChannel. Еще одним производителем POST Card является фирма DataDepot Inc (http://www.datadepo.com), выпускающая как простейшие POST Card (MiniPOST), так и более сложные - PocketPOST. Однако настоящим профессиональным инструментом можно назвать PHD 16 для шины ISA (Professional Hardware Diagnostics) фирмы Ultra-X, Inc. PHD 16 имеет два режима работы: диагностики и POST кодов, которые выбираются путем установки соответствующих перемычек. В режиме POST кодов генерируемые системой POST коды просто отображаются на двухразрядном семисегментном индикаторе PHD 16. Режим диагностики подразделяется на режим тренировки - длительного прогона тестов для обнаружения плавающих ошибок и режим отыскания и устранения серьезных повреждений полностью "мертвых" систем, при котором штатный BIOS материнской платы заменяется на ROM BIOS Ultra-X со специальным набором углубленных тестов. По мере выхода новых чипсетов материнских плат выходят и обновленные ROM BIOS Ultra-X. Результаты тестов PHD 16 отображаются в специальном коде на семисегментном индикаторе и дополнительных светодиодах, а при исправном видеоадаптере - и на мониторе компьютера. Более современная PHD PCI фирмы Ultra-X, Inc предназначена для шины PCI и в отличие от PHD 16 не нуждается во внешнем видеоадаптере, так как имеет встроенный стандартный видеовыход SVGA для отображения результатов тестов на мониторе.

Для того чтобы лучше понять, как пользоваться POST Card, рассмотрим типичную последовательность тестов, выполняемую процедурой POST:

Тестирование процессора.

Проверка контрольной суммы ROM BIOS.

Проверка и инициализация контроллеров DMA, IRQ и таймера 8254. После этой стадии становится доступной звуковая диагностика.

Проверка операций регенерации памяти.

Тестирование первых 64 кБайт памяти.

Инициализация видеоконтроллера. После этого этапа диагностические сообщения выводятся на экран.

Тестирование полного объема ОЗУ.

Тестирование клавиатуры.

Тестирование CMOS памяти.

Инициализация COM и LPT портов.

Инициализация и тест контроллера FDD.

Инициализация и тест контроллера HDD.

Поиск дополнительных модулей ROM BIOS и их инициализация.

Вызов загрузчика операционной системы (INT 19h, Bootstrap), при невозможности загрузки операционной системы - попытка запуска ROM BASIC (INT 18h); при неудаче - останов системы (HALT).

Перед тестированием компьютера при помощи POST Card необходимо определить фирму-производителя BIOS"а материнской платы: это можно сделать либо по наклейке на микросхеме BIOS, либо по надписям, которые выводятся на экран аналогичной исправной материнской платой. Затем следует найти соответствующую таблицу POST кодов для этого BIOS: AMI - http://www.ami.com, AWARD - http://www.award.com.

Последовательность действий при ремонте компьютера с использованием POST Card выглядит следующим образом:

Выключаем питание неисправного компьютера.

Устанавливаем POST Card в любой свободный слот материнской платы.

Включаем питание компьютера и считываем с индикатора POST Card соответствующий POST код, на котором "зависает" загрузка компьютера.

По таблицам POST кодов определяем, на каком из тестов возникли проблемы и осмысливаем вероятные причины.

При выключенном питании производим перестановки джамперов, шлейфов, модулей памяти и других компонентов с целью устранить неисправности.

Повторяем пункты 3,4,5, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.

При помощи программных утилит производим окончательное тестирование аппаратных компонентов, а в случае плавающих ошибок - осуществляем длительный прогон соответствующих программных тестов.

При ремонте компьютера без использования POST Сard пункты 2-4 этой последовательности просто опускают и со стороны ремонт компьютера выглядит просто как лихорадочная перестановка джамперов, памяти, процессора, карт расширения, блока питания, и в довершение всего- материнской платы. Если в крупных фирмах имеется большой запас исправных комплектующих, то для мелких фирм и частных лиц ремонт компьютера путем установки заведомо исправных компонентов превращается в сложную проблему. Еще тяжелее приходится инженерам сервисных служб, оперативно выезжающих к заказчику и вынужденных брать с собой целый чемодан запасных деталей. Бывает, замена компьютерных комплектующих под недоуменные вопросы клиента растягивается на целые часы и не всегда приводит к желаемому результату - приходится забирать системный блок или ехать за новой порцией исправных деталей.

Как же на практике осуществляется ремонт компьютера с использованием POST Card?

Прежде всего, при включении питания перед началом процедуры POST должен произойти сброс системы сигналом RESET, что индицируется на POST Card специальными символами или светодиодом. При неисправности компьютера в самом сложном случае сброс либо совсем не проходит, либо проходит, но никакие POST коды на индикаторе не отображаются. В этом случае рекомендуется немедленно выключить компьютер и вытащить все дополнительные платы и кабеля, а также память из материнской платы, оставив подключенной к блоку питания только собственно материнскую плату с установленными процессором и POST Card.

Если при последующем включении компьютера нормально проходит сброс системы и появляются первые POST коды, то, очевидно, проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера; возможно также, в неправильно подключенных шлейфах (особенно часто вставляют "вверх ногами" шлейф IDE). Вставляя последовательно память, видеоадаптер, а затем и другие карты, и наблюдая за POST кодами на индикаторе, обнаруживают неисправный модуль. При неисправной памяти для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов обычно останавливается на коде d4 (для старых плат 386/486 - на коде 13); с AWARD BIOS - на кодах C1 или С6. Бывает, что при этом неисправна не сама память, а, например, материнская плата - причина заключается в плохом контакте в разъемах SIMM/DIMM (согнуты/замкнуты между собой контакты), либо плохо, не до конца вставлена сама память в разъеме.

При неисправном видеоадаптере для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов останавливается на кодах 2C, 40 или 2A в зависимости от модификации BIOS, либо проскакивает эти коды без появления на мониторе соответствующих строк инициализации видеокарты (с указанием типа, объема памяти и фирмы-производителя видеоадаптера).

Аналогично, для компьютеров с AWARD BIOS при неисправности видеоадаптера последовательность POST кодов либо останавливается на коде 0d, либо проскакивает этот код (особенно часто это наблюдается на новых Pentium I/Pentium II материнских платах).

Если инициализация памяти и видеоадаптера прошла нормально, то, устанавливая по одной остальные карты и подключая шлейфы, на основании показаний индикатора POST Card определяют, какой из компонентов подсаживает системную шину и не дает загрузиться компьютеру.

Вернемся теперь к случаю, когда даже не проходит начальный сброс системы (на индикаторе POST Card в самом начале теста не появляются специальные символы, свидетельствующие о прохождении сигнала RESET или не загорается соответствующий светодиод). В этом случае либо неисправен блок питания компьютера (например, не формируется сигнал PWRGOOD), либо сама материнская плата (неисправны цепи формирования сигнала RESET).

Точную причину можно установить, подсоединив к материнской плате заведомо исправный блок питания.

Рассмотрим теперь случай, когда сигнал сброса проходит, но никакие последующие POST коды на индикатор не выводятся; при этом, как было описано ранее, тестируется система, состоящая только из материнской платы, процессора, POST Card и блока питания. Если материнская плата совершенно новая, то причина обычно заключена в неправильно установленных джамперах выбора частоты/умножения/типа процессора, иногда - неправильно установленном джампере Clear/Normal CMOS. Очень часто причиной неработоспособности является недожатие до упора процессора в Slot 1 либо перевернутое положение 486-го процессора. При этом, если питание на материнскую плату с неправильно вставленным процессором будет подано дольше, чем на 1-2 сек, возможен полный отказ как процессора, так и материнской платы.

Из практики можно утверждать, что использование POST Card вместе с хорошей реакцией инженера и быстрым отключением питания уже спасла жизнь не одному процессору и материнской плате.

Если все джамперы и процессор установлены правильно, а материнская плата все же не запускается, следует заменить процессор на заведомо исправный. Если же и это не помогает, то можно сделать вывод о неисправности материнской платы либо ее компонентов (например, причиной неисправности может являться повреждение информации во FLASH BIOS).

В заключении хотелось бы отметить, что главным достоинством POST Card является то, что она не требует для своей работы монитор, и тестирование компьютера при помощи POST Card возможно на ранних этапах процедуры POST, когда еще не доступна звуковая диагностика, да и на стадии звуковой диагностики POST коды значительно удобнее для восприятия, чем подсчет длительности и числа гудков компьютера. Можно сказать, что POST Card - это глаза и уши инженера-ремонтника компьютеров.

Кому же может пригодится POST Card? Прежде всего, сервисным инженерам, сборщикам компьютеров, продавцам в компьютерном магазине, системным администраторам, - всем, кому приходится решать возникающие с компьютерами проблемы в сжатые сроки. Незаменима POST Card и для профессиональных ремонтников материнских плат, полностью использующих диагностические возможности процедуры POST BIOS. Даже убежденные скептики после одно-двухкратного решения проблем при помощи POST Card уже не могли с ней расстаться, хватаясь за нее в сложных случаях, как утопающий хватается за соломинку. И, наконец, известно нетрадиционное использование POST Сard программистами, очень далекими от проблем hardware. Так как на индикаторе POST Card отображается состояние порта POST кодов, то программисты при отладке дополнительных модулей BIOS или программ промышленного автономного управляющего компьютера без монитора получают возможность отслеживать прохождение контрольных точек своей программы по индикатору POST Card, просто занося условные коды в регистр POST кодов. Например, при программировании на Turbo Pascal для того, чтобы отобразить число 5Ah на индикаторе POST Card, работающей по адресу 80h, можно использовать оператор:

port[$80]:=$5A;

И, наконец, предвосхищая вопросы о том, где же можно приобрести POST Card ? Промышленные производители POST Card относят оборудование для ремонта компьютеров в разряд профессиональных, поэтому, если вы располагаете суммой в $100-150 (а для PHD PCI цена доходит и до $1000), то можете заказать POST Card на сайтах вышеприведенных производителей. Вторым выходом из положения является самостоятельная сборка простейшей POST Card для шины ISA. Такая POST Card с индикатором ошибок в двоичном коде на 8 светодиодах содержит 4 широкодоступных ИС K555 (74LS) серии и может быть изготовлена даже начинающим радиолюбителем за 1-2 вечера, причем себестоимость изготовления минимальна.

Шина ISA все еще достаточно популярна, особенно, если учесть то обстоятельство, что предлагаемая для изготовления простейшая POST Card послужит для ремонта большого количества уже существующих компьютеров с шиной ISA. Стоит обратить внимание и на тот факт, что многие новейшие материнские платы с чипсетом I820 имеют один ISA слот. Поэтому, я думаю, простейшая POST Card для шины ISA найдет применение еще как минимум, 2-3 года. Кроме того, реализация POST Card для шины PCI достаточно сложна, так как требует специальных высокоскоростных ПЛИС и специально изготовленной печатной платы, и не доступна начинающему радиолюбителю.

Схема простейшей POST Card представлена на рисунке 2 , там же для облегчения монтажа имеется рисунок платы расширения с нумерацией контактов разъема ISA. На микросхемах DD2, DD3, DD4 выполнен дешифратор адреса устройства вывода с фиксированным адресом 080h, наиболее часто используемом для выдачи POST кодов. Поступающие с шины данных SD0-SD7 значения POST кодов фиксируются в восьмиразрядном регистре DD1 и отображаются в двоичном виде светодиодами HL0-HL7.

Для изготовления POST Card подойдет любая монтажная плата, имеющая хотя бы первую часть разъема ISA (контакты A1-A31, B1-B31). В крайнем случае можно использовать отпиленную от старого неисправного MIO или VGA адаптера нижнюю часть с разъемом ISA, прикрепив к ней при помощи двух винтов M3 небольшой кусок монтажной платы. Все соединения на монтажной плате выполняются тонким многожильным проводом МГТФ после установки дискретных элементов. В конструкции можно использовать микросхемы DD1 типа K555ИР23, DD2-K555ЛА2, DD3,4 - К555ЛЕ1, а также их аналоги из серий K1533, K1531, K531 (зарубежные 74LS, 74ALS, 74HC, 74F). Светодиоды HL0-HL7 необходимо расположить в один ряд в следующем порядке (слева направо):

HL7 HL6 HL5 HL4 HL3 HL2 HL1 HL0

Эти светодиоды будут отображать POST код в двоичном виде: зажженный светодиод соответствует логической 1, погашенный - 0. Для перевода получившегося двоичного кода в двухразрядный шестнадцатиричный вид, принятый в таблицах POST кодов, необходимо мысленно разделить светодиоды HL7...HL0 на две половины: старшую (HL7, HL6, HL5, HL4) и младшую (HL3, HL2, HL1, HL0), затем по таблице 1 определить для каждой половины свой шестнадцатиричный символ и мысленно объединить эти символы в правильном порядке: старшая половина соответствует старшему символу, а младшая - младшему. При некоторой тренировке всю эту процедуру можно производить в уме.

Таблица 1. Перевод двоичных POST кодов в шестнадцатиричные

После сборки POST Card необходимо протестировать. Для этого можно использовать любую программу, позволяющую заносить в устройство вывода по адресу 080h произвольные значения в диапазоне 00h-FFh, при этом необходимо убедиться в соответствии показаний индикатора POST Card выводимым в порт 080h данным. Такую программу можно получить здесь: posttest.zip (4 Кб), кроме того, ее можно использовать для обучения и тренировки при переводе POST кодов из двоичного вида в шестнадцатиричный.

Какие же усовершенствования можно предложить для простейшей POST Card? Прежде всего, желательно добавить регистр DD5 (K555TM2) со светодиодом HL8 для фиксации прохождения сигнала RESET (схема на рисунке 3 ). Сигнал RESET вырабатывается блоком питания компьютера при его включении, либо при нажатии на кнопку RESET. В случае полной неисправности материнской платы с установленным процессором может оказаться, что никакие POST коды этой системой не вырабатываются, а простейшая POST Card (рисунок 2 ) в таком случае будет отображать случайный мусор, который будет заноситься в регистр DD1 при каждом включении питания. Этот мусор может быть неверно растолкован как какой-то POST код. Если установить дополнительный регистр DD5 (рисунок 3 ), то при поступлении сигнала RESET и до записи первого POST кода в ИС DD1 все светодиоды HL0-HL1 POST кодов будут погашены высоким уровнем на выводе 1 DD1. Кроме того, по кратковременному вспыхиванию светодиода HL8 можно будет судить о прохождении сигнала RESET.

В качестве второго усовершенствования можно предложить введение дешифратора - преобразователя двоичного кода в семисегментный для отображения POST кодов на обычном двухразрядном семисегментном индикаторе. К сожалению, мне неизвестны стандартные одно-двухразрядные микросхемы для преобразования полного четырехразрядного двоичного кода в семисегментный, однако их можно заменить, например, программируемыми ИС. Схемы простейших семисегментных дешифраторов вместе с прошивками на K155PE3 публиковались в журнале "Радио" (например, "Радио" N 12 за 1987 год, стр 55). С некоторой избыточностью в качестве дешифратора можно также применить более доступные ИС УФРПЗУ K573РФ2(6). Однако, даже простейшая POST Card с отображением POST кодов в двоичном виде на 8 светодиодах существенно сократит время на диагностику неисправностей и, я надеюсь, значительно облегчит жизнь многим сборщикам/ремонтникам компьютеров!

Базовая система ввода-вывода или BIOS (Basic Input-Output System) предназначена для первичной проверки работоспособности оборудования при запуске компьютера. Если этот тест выполняется без ошибок, BIOS передает дальнейшее управление «железом» загрузчику операционной системы.

Весь рынок BIOS в мире, разделен между тремя крупными игроками:

American Megatrends Inc, производящей

Intel, которая разработала и выпускает для системных плат собственного производства:

Phoenix Technologies, выпускающей Phoenix Award BIOS (другая торговая марка – Award BIOS):

Современный наследник BIOS – UEFI , название которого переводится с английского, как «расширенный интерфейс прошивки». Изначально был создан компанией Intel. Но, спустя пять лет проект, был передан под крыло Unified EFI Forum, организации, которая с тех пор отвечает за его развитие.

BIOS позволяет задавать довольно широкий диапазон начальных настроек работы аппаратной части вашего компьютера или ноутбука. К наиболее часто используемым можно отнести:

• Настройка независимых параметров даты и времени;
• Выбор устройства для загрузки (жесткий диск, CD-DVD-ROM, флеш-накопитель);
• Включение или отключение встроенного оборудования материнской платы.
• Ускорение загрузки ОС путем отключения некоторых тестов POST.

Для продвинутых пользователей, во многих , предусмотрена возможность более тонкого изменения настроек аппаратной части компьютера. К ним можно отнести:

• Изменение тактовой частоты процессора;
• Изменение таймингов оперативной памяти;

Основные отличия UEFI от «устаревшей» версии BIOS

Технические различия между BIOS и UEFI достаточно велики, для удобства восприятия основные из них собраны в таблицу:

В современных материнских платах присутствует по умолчанию, но в ряде случаев пользователи стараются отключить его, чтобы избежать некоторых проблем при установке 32-х разрядных или отличных от Windows операционных систем.

Как следствие такого отключения — появление в свойствах системы уведомление об использовании «устаревшего режима» BIOS. Фактически это значит, что при наличии на материнской плате более продвинутого режима UEFI, для загрузки ОС используется BIOS и, следовательно, MBR разбивка жесткого диска.

Как выглядит и где расположен БИОС

Микросхема BIOS располагается на материнской плате и обычно место ее установки можно посмотреть в прилагаемой документации. Найти эту микросхему можно и по характерным признакам .

В большинстве случаев, рядом с ней, на корпусе материнской платы, устанавливается батарейка системы CMOS , характерной круглой формы. Часть производителей «железа», дополнительно снабжают микросхему BIOS голографической наклейкой со своим наименованием.

Разумеется, батарейка нужна не только для того, чтобы облегчить пользователю задачу поиска микросхемы с зашитым BIOS. Основная ее задача состоит в обеспечении энергонезависимого питания, позволяющего сохранять заданные настройки в течении длительного времени.

Именно по этой причине, если вытащить батарейку с материнской платы на 15-20 секунд позволяет «обнулить » BIOS, или иными словами, вернуть его к заводским настройкам.

С той же целью используется специальная перемычка-джампер . Изменение его положения дает тот же самый результат – возврат заводских настроек.

Найти перемычку на плате достаточно просто, обычно производители помечают ее соответствующей надписью («CLR_CMOS», «CCMOS», «CLRTS»).

Вы слышал о биос, его ошибках или материнских платах с двойным BIOS, но разобраться в этих терминах самостоятельно практически невозможно.

Аббревиатура звучит как-то странно. Поэтому чтобы ответить, что это такое, какая его роль, зачем он нужен и получить многие другие полезные сведения создано это руководство

Что такое биос

Он представляет собой программное обеспечение первого уровня — первая программа, которая запускается при включении компьютера, ноутбука, планшета и так далее.

Для того, чтобы лучше понять, что это программное обеспечение является первым, вы должны знать, что программы, установленные в вашей системе, такие как браузер, медиа-плеер или офисный пакет являются программами последнего уровня.

Операционная система является средним уровнем, потому что драйвера взаимодействуют с системными ресурсами, а биос непосредственно контролирует аппаратные средства.

Он предоставляет определенные услуги, которые позволяют пользователям настраивать параметры программ и компонентов последнего уровня и получать информацию от них.

Как работает биос и как с ним взаимодействовать

Биос относительно небольшая программа, с максимальным размером 16 МБ. Современные системы биос, оснащены пользовательским интерфейсом, в котором пользователь может настроить параметры аппаратного обеспечения, установить текущее время и другие незначительные настройки, такие как порядок загрузки устройств хранения данных.

Самые современные материнские платы, предлагает несколько вариантов настроек, например, изменение частоты или напряжения процессора, совместно используемую память между процессором и видеокартой, оперативную память и другие.

Настройка биос сложная и может быть опасной, если пользователь не знает точное влияние каждого параметра, то может выбрать неправильные значения для компонентов, которые имеют ряд ограничений.

Например, установка на очень высокое значение частоты процессора может привести к его перегреву, тем самым вызывая работу компьютера без остановки.

Для того, чтобы гарантировать, что внесенные изменения в безопасности, убедитесь, что вы знакомы с настройками оборудования, которые хотите изменить.

Еще один параметр, который относится к биос – сохранение настроек, когда система (компьютер или ноутбук) выключена.

Чтобы это сделать биос имеет небольшую емкость памяти CMOS, которая получает питание от батарейки, как на изображении ниже.

Когда речь идет о компьютерах, CMOS является тем, что чип памяти сохраняет настройки вашего компьютерного оборудования.

Если батарейка CMOS разряжается, то биос будет использовать настройки по умолчанию, а не те, что заданы пользователем.

Зачем нужен биос

Самая важная задача, за которую отвечает биос, при нажатии на кнопку питания, включить компьютер или ноутбук, запустить вентиляторы, проверить уровни напряжения в системе, запустить несколько тестов для оценки состояния компонентов системы, а затем загрузить драйвера и запустить процесс загрузки операционной системы.

Если возникнут какие-либо ошибки в ходе этого процесса, то биос отобразит сообщение, информирующее о том, что что-то пошло не так. На картинке ниже вы можете увидеть пример возможной ошибки.

Перед тем как биос был изобретен в 1975 году, операционная система была первая программа, которая запускалась при запуске системы.

Это означало, что компьютер мог работать только с одной операционной системой, которая была встроена. Кроме того, если операционная система давала сбой, то весь компьютер ставал непригодным.

Использование биос обеспечивает дополнительную гибкость, позволяя пользователям устанавливать любую операционную систему, которую они хотят или восстановить текущую в случае возникновения ошибок.

Что такое Dual BIOS

Биос на плате имеет чип памяти. Вы можете увидеть, этот чип в изображении ниже.

Технология Dual оснащена двумя микросхемами – основная и резервная. Если основная микросхема памяти повреждена, биос не сможет быть загружен. Поэтому некоторые производители используют двойные микросхемы.

Если основной биос повредится, перезагрузите компьютер и для загрузки системы будет использована резервная микросхема.

Что такое UEFI

UEFI это программа, которая может рассматриваться как современный и мощный биос.

Она играет ту же роль, что и биос, но имеет некоторые преимущества, такие как шифрование, дистанционная диагностика и ремонта компьютера, даже если не установлена операционная система.

UEFI стала популярной после выхода Windows 8, так как это была первая операционная система с большим количеством пользователей, которым предлагали встроенную поддержку UEFI.

Как и любой другой традиционной биос, UEFI настраивается производителем материнской платы, которую вы используете.

В случае планшетов и ноутбуков, в UEFI будет отображаться небольшое количество настроек. На картинке ниже вы можете увидеть, как это на планшете Surface Pro 2 от Microsoft.

Для компьютеров, UEFI имеет больше настроек, чем те, что на стандартном.

Заключение

Как можете видеть, прочитав эту статью, биос является основным компонентом любого компьютера, и зная, как его использовать, можете обеспечить большую гибкость и производительность.

Более продвинутые пользователи и ИТ-специалисты могут использовать его, чтобы получить максимально надежную работу для конкретного компьютера или устройства.

Надеюсь, что этот учебник был полезным. Если у вас есть вопросы или некоторые идеи, не стесняйтесь использовать раздел комментариев ниже. Успехов.

• Человек, который хотя бы на начальном уровне пользовался или просто сталкивался с компьютером, встречался с таким словом, как «BIOS», для тех же, кто его слышит в первый раз поясним. Так же посмотрим какие виды BIOS существуют и как его используют пользователи и сборщики компьютеров.

Что такое Bios в Компьютере

Итак, сама аббревиатура идет от английского B asic I nput-O utput S ystem, что дословно переводиться как базовая система ввода-вывода. Базовой называется потому, что это система взаимодействия с аппаратурой компьютера или другими словами аппаратное программное обеспечение. Например, первичное взаимодействие с экраном, взаимодействие с оперативной памятью, взаимодействие с процессором, взаимодействие с контроллерами на материнской плате, контроль охладительной системы, контроль питания и включения.

Чаще всего BIOS используется для настройки приоритета загрузки, особенно когда требуется переустановка Windows и нужно загрузиться не с жесткого диска, а с другого устройства, например, Flash- накопителя или дисковода из-за того, что по умолчанию в большинстве случаев стоит по приоритету, первой загрузка с жесткого диска.

Другие мало известные и редко используемые, особенно новичками, функции - это настройка компонентов компьютера (частота шины, частота процессора, скорость вращения вентиляторов охлаждения и др.). Так же BIOS до старта загрузки проверяет оборудование на работоспособность и в случае неполадок сообщает об этом на экране, а также в виде последовательности сигналов. Используя эти сигналы можно выявить причину неисправности и компонент неполадки.

Где на компьютере и ноутбуке находится биос

Что касаемо того где расположен BIOS на компьютере, то следует искать похожую микросхему (картинка ниже) на материнской плате компьютера. Все, наверное, сталкивались с батарейкой на материнской плате именно она используется для того что бы не сбивались часы в BIOS и хранились настройки.

Если вы вдруг настроили неправильно что-то в BIOS и после этого не можете зайти в него. Попробуйте сбросить настройки вытянув на некоторое время батарейку в виде таблетки из материнской платы.

Вот так выглядит биос на компьютере:

А вот так на ноутбуке:

Разновидности BIOS

Если быть точным, то, разновидностей BIOS намного больше, но для наглядности усредним их до 4 типов систем. Так как они имеют большую схожесть независимо от производителя материнских плат.

Так как на разных материнских платах используется разный BIOS, то назвать конкретную клавишу для входа нельзя, возможно лишь назвать наиболее часто используемые клавиши: Del, F2, Esc, а также во время включения смотрите за подсказками там будет написано что-то похожее на «Press to Setup» или что-то аналогичное с клавишей, которой нужно нажать. Если вы не успели это сделать, то придётся перегружать и пробовать снова.

Несмотря на версию BIOS навигация во всех видах возможна с помощью стрелок, в новых версиях доступна еще и мышь. Подтверждение осуществляется с помощью клавиши Enter, а выход путем нажатия клавиши ESC, после которого обычно возникает окно о сохранении измененных настроек. Так же не забывайте про подсказки.

Возможности BIOS

Прежде чем перечислять все возможности, которые дает BIOS. Следует обозначить наиболее популярные. В первую очередь, как уже было сказано выше BIOS используется для изменения приоритета загрузки устройств, в котором, после, BIOS будет передано выполнение. Чтобы вы понимали о каком приоритете идет речь, нужно понимать, что по умолчанию в большинстве первоочередная загрузка идет с жесткого диска – это значит, что после BIOS управление передаться на жесткий диск. Если же, в приоритете стоит дисковод или USB- накопитель, то после BIOS следует, то устройство которое было указано в настройках BIOS или по очереди от более приоритетного к менее приоритетному.

Помимо этой популярной возможности вы еще можете:

• Отключить или подключить необходимые порты;
• Установить время;
• Настроить, более детально, характеристики устройств (питание, частоту и т.д.);
• Изменить режим работы устройств;
• Изменить скорость вращения охлаждения;
• Отследить базовые параметры такие как температуру, скорость вращения и др.

Отличие BIOS компьютера от BIOS ноутбука

Основным отличие BIOS Компьютера от той же системы в ноутбуке будет дополнительные параметры энергосбережения и энергопотребления, поскольку для переносного аккумуляторного устройства это очень важно. Следовательно, в ноутбуках будет больше параметров для экономии энергии автоматического выключения и т.д.