Что такое BIOS и зачем она нужна

Что такое BIOS?

BIOS – это аббревиатура англоязычного термина Basic Input-Output System (базовая система ввода-вывода).

Как известно, компьютер – это совокупность того, что можно увидеть и потрогать (аппаратные средства) и того, что увидеть и потрогать нельзя (программное обеспечение). По отдельности эти части бесполезны и безжизненны .

Аппаратная часть (материнская плата. процессор, память, блок питания и прочее) без программной – это мертвая кучка железа и пластмассы, способная, в лучшем случае, издавать жужжание.

Программная часть – абстрактная информация, необозримый массив битов, ноликов и единичек. «Матрица», в которой понять ничего невозможно. И лишь правильное взаимодействие программной и аппаратной частей являет миру компьютер – ту технику, которая давно и прочно вошла во все поры общества.

Взаимодействие аппаратной и программной частей происходит посредством базовой системы ввода-вывода

По существу, BIOS представляет собой набор драйверов. физически расположенных в микросхеме памяти ROM (Read Only Memory – постоянное запоминающее устройство, ПЗУ) или жестком диске (винчестере). Драйвер – это небольшая управляющая программа .

Таким образом, система ввода-вывода сочетает в себе и аппаратные и программные части на самом, так сказать, первичном уровне. В первых компьютерах драйверы BIOS находились только в микросхемах памяти на материнской плате и видеоадаптере. Набор устройств «на борту» был тогда небольшой, и все умещалось в микросхемы.

Зачем нужен элемент питания?

BIOS содержит в себе и программу конфигурации оборудования (Setup), настройки которой хранятся в отдельной микросхеме CMOS (Complimentary Metall Oxid Semicondactor – технология, по которой сделаны активные элементы микросхемы).

Микросхема CMOS потребляет ток меньше микроампера, поэтому для ее питания используется маломощный литиевый элемент типа 2032 напряжением 3 В.

Он служит несколько лет. Напряжение на нем постепенно «садится», и когда оно достигнет некоего порога (около 2,8-2,9 В), микросхема «забудет» настройки. Компьютер в этом случае может не запуститься и даже не подавать признаком жизни. И можно сделать ложный вывод о неисправности материнской платы.

Раньше, в первых моделях компьютеров, использовались никель-кадмиевые аккумуляторы. От долгой эксплуатации они могли потечь. И это вызывало проблемы, так как вытекший из них электролит мог повредить проводники материнской платы. Современные литиевые элементы ведут себя «спокойно» и не текут даже при полном разряде.

Что такое POST?

В микросхеме ПЗУ базовой системы ввода-вывода материнской платы содержится и программа самотестирования POST (Power On Self Testing). Она начинает выполняться сразу после включения. Производится тестирование наличия и исправности контроллеров винчестера, гибких дисков, видеоадаптера, памяти и остального «железа».

В старых моделях компьютеров тестирование памяти сопровождалось щелчками или другими звуками из динамика. Не отдельных звуковых колонок, подключаемых к аудиовыходу, а специального динамика (Speaker), подключаемого к специальному разъему материнской платы. Динамик может устанавливаться и на самой плате .

Если издается продолжительный звук (или несколько), то имеет место неисправность.

В частности, периодически повторяющаяся комбинация из длинного и трех коротких гудков свидетельствует о проблемах со съемным видеоадаптером. А длинные гудки – о неисправности или отсутствии памяти.

Другое дело, что для программ POST (и BIOS) разных производителей эти комбинации различны. Впрочем, если компьютер не издает никаких гудков после включения, это еще не означает, что материнская плата или что-то другое неисправны. Может быть, неисправен динамик или сборщик сэкономил на его установке.

Настройки, полученные с помощью SETUP, хранятся в микросхеме CMOS, там же находятся и RTC (Real Time Clock — часы реального времени).

Первым признаком того, что пора менять элемент, служит сброс даты и времени после выключения компьютера. В старых компьютерах микросхема RTC устанавливалась отдельно на материнской плате. Теперь она входит в состав чипсета (одной из больших микросхем, где напихано еще много чего).

Не все драйвера находятся в микросхеме BIOS!

В первых моделях компьютеров все необходимые для работы компьютера драйвера для работы с «железом» располагались в ПЗУ  материнской платы и ПЗУ видеоадаптера. Уже в самом начале эры персональных компьютеров было несколько разных типов видеоадаптеров. Чтобы записать драйвер видеокарты в ПЗУ BIOS материнской платы, надо было перепрограммировать ПЗУ с помощью специального оборудования.

Это было очень неудобно и дорого – надо было вынуть микросхему из разъема, вставить ее в специальное устройство — программатор, и переписать ее содержимое. Поэтому придумали другую идеологию – программа, записанная в ПЗУ BIOS материнской, платы сканировала все ПЗУ на других платах расширения. Она же делала их адреса частью адресного пространства памяти компьютера.

С тех пор ситуация, с одной стороны, упростилась, а с другой – усложнилась. Теперь, чтобы перепрограммировать ПЗУ BIOS материнской платы, не надо вынимать его  из разъема, это можно сделать с помощью встроенных аппаратных средств. В качестве ПЗУ  используется EEPROM (электрически стираемое ПЗУ) и flash микросхемы.

С другой стороны, объемы адресного пространства памяти сильно возросли и тех 16- разрядных драйверов, которые «зашиты» в ПЗУ  давно не хватает. С помощью 16 разрядов можно обратиться к 65536 ячейкам памяти. Смехотворно мало по нынешним временам!

Поэтому программа-загрузчик, находящаяся в BIOS,  обращается к жесткому диску и грузит в память 32-разрядные драйвера оттуда. Загружается в память и операционная система, и необходимые приложения.

Как сбросить настройки BIOS

Это может потребоваться после неудачных экспериментов с настройками для разгона системы.

Или если случайно изменили настройки и забыли что сделали. Как правило, возле микросхемы ПЗУ или батарейки имеются так называемый «джампер» (перемычка).

Она может замыкать два штырька из трех. Одно положение – это нормальная работа  (Normal), обычный рабочий режим. Другое – сброс настроек BIOS (Clear CMOS). Чтобы сбросить настройки, надо переставить перемычку из нормального положения в Clear CMOS.

Для этого надо выключить питание и вынуть вилку питающего шнура из электрической сети. Затем надо извлечь перемычку (можно использовать медицинский пинцет), поставить ее в режим сброса на несколько секунд. Затем надо вернуть перемычку на место. Теперь настройки сброшены!

В старых компьютерах для сброса достаточно было извлечь батарейку на некоторое время. Микросхема CMOS, лишенная питания, «забывала» настройки. Вы спросите: «А почему сейчас так не поступают, зачем еще какие-то перемычки?»

Дело в том, что современные микросхемы CMOS потребляют очень малый ток. А на материнской плате стоит несколько электролитических конденсаторов общей емкостью более десятка тысяч микрофарад. Конденсаторы служит локальными источниками энергии, в частности, для импульсного стабилизатора, питающего ядро процессора.

Токи, потребляемые современными процессорами, достаточно велики, поэтому число и емкости конденсаторов возросли. И напряжение на них держится достаточно долго. Оно то и подпитывает микросхему. Можно, конечно, обождать несколько десятков минут или часов. Но ведь проще переставить перемычку!

Пожалуй, на сегодня все. Надеюсь, уважаемые читатели, что вопрос «Что такое BIOS и зачем она» для Вас немного прояснился. В следующих статьях мы продолжим знакомиться с тем, как устроен компьютер .

Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить интересную статью.

С Вами был Vsbot. До новых встреч!

Понравилась статья? Нажми на кнопочку!

Источник: vsbot.ru

Категория: Программное обеспечение

Похожие статьи: