Базовая система ввода-вывода: BIOS ПК

     Использование Flash BIOS 

     Начиная с 1996 года во всех компьютерах BIOS записывается в микросхему Flash ROM. Информацию в этой микросхеме можно стирать и перепрограммировать непосредственно в компьютере без специального оборудования. Для стирания и перепрограммирования старых микросхем PROM требовались специальный источник ультрафиолетового освещения и устройство программирования, а во Flash ROM данные могут быть удалены и перезаписаны даже без удаления их из системы. 

     Использование Flash ROM дает возможность загрузить новую версию BIOS из Internet или, имея ее на дискете, загрузить в микросхему Flash ROM на системной плате без удаления и замены микросхемы. Обычно эти обновления загружаются с Web-сервера изготовителя; затем используется прилагаемая программа для создания самозагружаемой дискеты с новым образом BIOS. Важно выполнить эту процедуру, воспользовавшись дискетой с программой начальной загрузки, так как никакое другое программное обеспечение или драйверы не должны мешать модификации. Этот метод обновления позволяет сэкономить время и деньги как изготовителя системы, так и конечного пользователя. 

     Иногда  микросхема Flash ROM в системе защищена от записи; тогда, прежде чем приступить к модификации, вы должны отключить защиту. Обычно это делается с помощью переключателя, который управляет блокировкой модификации ROM. Без блокировки любая программа может перезаписывать ROM в вашей системе, а это опасно. Без защиты записи программы-вирусы могли бы записывать свои копии непосредственно в код ROM BIOS на вашем компьютере. Даже без физической защиты от записи современные BIOS в микросхемах Flash ROM имеют алгоритм защиты, который предотвращает несанкционированные модификации. Эту методику Intel использует на своих системных платах. 

     Обратите  внимание, что изготовители системных  плат не сообщают, когда они обновляют  BIOS для конкретной платы. Вы должны сами периодически посещать их Web-сервер. Обычно все модификации бесплатны. 

     Программа обновления базовой системы ввода-вывода содержится в самораспаковывающемся  архивном файле, который может быть сначала загружен на жесткий диск, но обязательно скопирован на дискету  до начала обновления. Различными изготовителями системных плат предлагаются несколько  отличающиеся процедуры и программы  для обновления Flash ROM, так что необходимо строго следовать инструкциям, прилагаемым к новой версии. Ниже приведена последовательность команд для системных плат Intel. 

     Программа обновления базовой системы ввода-вывода Intel поставляется на дискете и обеспечивает возможность сохранять, проверять и модифицировать BIOS, а также устанавливать альтернативные языки для сообщений BIOS и программы Setup BIOS.

     Запуск  программы Setup BIOS 

     Для запуска этой программы необходимо во время загрузки системы нажать определенную клавишу или комбинацию клавиш. Ниже представлены клавиши  запуска этой программы для BIOS различных производителей, которые необходимо нажимать во время выполнения процедуры POST. 

     AMI BIOS - "Delete". Phoenix BIOS — "F2". Award BIOS — "Delete" или комбинация клавиш "Ctrl+Alt+Esc". Microid Research BIOS — "Esc" 

     Если  ни одна из этих клавиш не обеспечивает запуска программы Setup BIOS, посмотрите документацию к вашей системной плате или обратитесь к ее производителю.

     Plug and Play BIOS 

     Установка и конфигурирование устройств в  PC-совместимом компьютере довольно сложный процесс. Пользователь должен назначить устройству прерывание, порты ввода-вывода и каналы DMA, т. е. ресурсы, не используемые в данный момент другими устройствами. Это выполнялось с помощью перемычек и переключателей на плате устанавливаемого устройства. При неверном выборе параметров возникал конфликт устройств, который чаще всего являлся причиной других ошибок: например, система отказывалась загружаться. 

     Технология  Plug and Play значительно упростила процесс установки и конфигурирования новых устройств. Пользователю необходимо лишь вставить плату в свободный разъем, а система автоматически выделит необходимые ресурсы. 

     Технология  Plug and Play состоит из следующих основных компонентов: 

     Plug and Play BIOS;  

     Extended System Configuration Data (ESCD);  

     операционная  система Plug and Play. 

     При загрузке компьютера Plug and Play BIOS инициализирует конфигурирование устройств, соответствующих спецификации Plug and Play. Если адаптер был уже установлен в системе, то BIOS считывает конфигурационную информацию из ESCD, инициализирует устройство и продолжает загрузку. Если же устройство впервые появилось в системе, BIOS запрашивает у ESCD свободные ресурсы. Получив их, она конфигурирует новое устройство. Если же с помощью свободных ресурсов нельзя сконфигурировать новое устройство, то BIOS продолжает загрузку компьютера, а конфигурированием занимается операционная система. Параметры всех корректно сконфигурированных устройств записываются в базу данных ESCD.

     Идентификаторы  устройств, соответствующих спецификации Plug and Play 

     Все устройства, соответствующие спецификации Plug and Play, должны иметь уникальный идентификационный номер, по которому система может распознать устройство и установить необходимые драйверы. Идентификационный номер определяется производителем устройства и должен быть уникальным. Номер устройства состоит из семи символов: первые три — это идентификатор производителя, а остальные четыре — цифровой идентификатор устройства, например XYZ1234. Многие устройства, например контроллер прерываний или контроллер клавиатуры, не имеют стандартизированного идентификационного номера. Для таких случаев Microsoft зарезервировала префикс PNP.

     ACPI 

     С помощью ACPI (Advanced Configuration and Power Interface). определяется стандартный метод взаимодействия аппаратного обеспечения, операционной системы и приложений для управления питанием компьютера. В предыдущей системе управления питанием АРМ (Advanced Power Management) основное внимание уделялось энергопотреблению процессора, жесткого диска и монитора. ACPI контролирует не только энергопотребление, но и конфигурацию устройств Plug and Play. При использовании ACPI конфигурирование устройств Plug and Play и управление энергопотреблением осуществляется на уровне операционной системы, а не с помощью программы установки параметров BIOS. 

     Система ACPI подключает и конфигурирует устройства по мере их использования (дисководы CD-ROM, сетевые адаптеры, жесткие диски и принтеры). Например, если поместить видеокассету в видеомагнитофон и включить компьютер, который управляет этим видеомагнитофоном, будет включен не монитор, а телевизор. 

     ACPI поддерживается операционными системами Windows 98/ME, Windows 2000/XP. В процессе загрузки операционная система выполняет ряд тестов аппаратного обеспечения для определения совместимости с ACPI. Если какое-то из устройств не поддерживает ACPI, то для него используется система управления питанием APM. 

     Иногда  при инициализации ACPI может появиться сообщение об ошибке на красном (проблемы с аппаратным обеспечением или BIOS) или синем (проблемы с программным обеспечением) экране. 

     Чаще  всего эти ошибки являются следствием частичной или полной несовместимости  реализации поддержки ACPI в BIOS или драйвером устройства. Если вы столкнулись с проблемами ACPI, обратитесь к производителю системной платы за обновлениями BIOS. 

     Коды  ошибок ACPI приведены в таблице.Код ошибки  Описание

     1xxx-  Ошибка во время фазы инициализации драйвера ACPI обычно драйвер не может прочитать одну или несколько таблиц ACPI

     2xxx-  Ошибка интерпретатора машинного языка ACPI

     3xxx-  Ошибка дескриптора события драйвера ACPI

     4xxx-  Ошибки управления температурой

     5xxx-  Ошибки устройства управления питанием  
 

     Инициализация устройств Plug and Play 

     При выполнении процедуры POST Plug and Play BIOS инициализирует все адаптеры, удовлетворяющие спецификации Plug and Play, а затем назначает каждому уникальный номер — Card Select Number (CSN). После этого BIOS выделяет каждому устройству необходимые для его нормальной работы ресурсы. Таким способом BIOS идентифицирует только загрузочные устройства, остальные конфигурирует операционная система. 

     Plug and Play BIOS при запуске компьютера (во время выполнения процедуры POST) осуществляет следующее. 

     Отключает все конфигурируемые устройства.  

     Идентифицирует  все устройства Plug and Play.  

     Создает таблицу ресурсов устройств.  

     Активизирует  устройства ввода и вывода.  

     Выполняет сканирование ROM-памяти.  

     Конфигурирует загрузочные устройства.  

     Активизирует  устройства Plug and Play.  

     Запускает загрузчик системы. 

     Если  загружаемая система удовлетворяет  спецификации Plug and Play, то все остальные устройства будут ею сконфигурированы. Насколько правильно выполнена конфигурация, можно проверить с помощью диспетчера устройств.

     Сообщения об ошибках BIOS 

     После включения питания компьютера начинает выполняться процедура POST. При возникновении ошибки появляется сообщение, указывающее ее причину. Если не удается инициализировать видеоадаптер, коды ошибок будут звуковыми. Кроме того, код ошибки в шестнадцатеричном виде отправляется в порт ввода-вывода с адресом 80h. Этот код может быть интерпретирован специальной платой, помещенной в разъем расширения системной платы (на сегодня многие системные платы оснащенны таким цифровым дисплейем). 

     Коды  ошибок, отображаемых платой POST, полностью зависят от базовой системы ввода-вывода. Некоторые версии BIOS содержат более расширенные процедуры POST, передавая этой плате более информативные коды. 

     В большинстве версий BIOS существует целый ряд звуковых сигналов, используемых для выявления простых, но в то же время неисправимых ошибок, сообщения о которых не могут быть выведены на экран. Звуковые сигналы похожи на коды POST и отличаются только тем, что для их считывания используется не специальная плата, а встроенный динамик.

     Основные  сообщения об ошибках загрузки BIOS 

     The IBM Personal Computer Basic Version C1.10 Copyright IBM Corp 1981 62940 Bytes free Ok 

     Сообщение подобного рода означало, что жесткий  диск не распознается, поэтому его  появление на экране монитора приводило  многих пользователей в ужас. В  системах, совместимых с IBM, интерпретатор Cassette BASIC отсутствовал, поэтому разработчикам пришлось придумывать различные сообщения для отображения ситуаций, происходящих при обращении системы IBM к этому языку. Аналоги, содержащие BIOS от компании AMI, выводят, например, малопонятное сообщение следующего содержания: 

     NO ROM BASIC - SYSTEM HALTED 

     Это выражение является сообщением об ошибках  базовой системы ввода-вывода и  отображается BIOS AMI в ситуации, возникающей при обращении системы IBM к интерпретатору Cassette BASIC, отсутствующему в BIOS AMI (или какой-либо другой совместимой в этом отношении BIOS). При использовании BIOS различных версий будут отображены другие сообщения. Например, Compaq BIOS при тех же обстоятельствах выведет на экран следующее: 

     Non-System disk or disk error replace and strike any key when ready 

     то  несколько сбивает с толку, так  как подобное сообщение об ошибке (или очень похожее) содержится в  загрузочном секторе DOS и обычно появляется в том случае, когда системные файлы пропущены или повреждены. 

     В ситуации, которая рассматривалась  применительно к интерпретатору Cassette BASIC, система, содержащая Award BIOS, отобразит сообщение следующего содержания: 

     DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER 

     Система, использующая Phoenix BIOS, в зависимости от характера возникшей ошибки выведет на экран одно из двух сообщений: 

     No boot device available - strike F1 to retry boot, F2 for setup utility