Системная BIOS

Подробности

Родительская категория: BIOS: базовая система ввода-вывода

Категория: Системная BIOS

Во всех системных платах есть микросхема, в которой записано программное обеспечение, называемое BIOS или ROM BIOS. Эта микросхема содержит стартовые программы и драйверы, необходимые для запуска системы и функционирования основного аппаратного обеспечения. В ней также содержатся процедура POST (самотестирование при включении питания) и данные системной конфигурации. Все эти параметры записаны в CMOS-память, которая питается от литиевой батарейки, установленной на системной плате. Эту энергонезависимую память часто называют NVRAM (Non-Volatile RAM).

Таким образом, BIOS представляет собой комплект программ, хранящихся в одной или нескольких микросхемах. Эти программы выполняются при запуске компьютера до загрузки операционной системы. BIOS в большинстве PC-совместимых компьютеров выполняет четыре основные функции.

• POST — самотестирование при включении питания процессора, памяти, набора микросхем системной логики, видеоадаптера, контроллеров диска, дисковода, клавиатуры и других жизненно важных компонентов системы.
• Настройка BIOS — конфигурирование параметров системы. Эта программа запускается при нажатии определенной клавиши (или комбинации клавиш) во время выполнения процедуры POST. Предлагая систему каскадных меню, эта программа позволяет настроить параметры материнской платы и набора микросхем системной логики, дату и время, пароль входа в компьютер, дисковые устройства и прочие важные компоненты. Также в ней настраиваются множитель частоты процессора, частота системной шины и последовательность устройств, используемых для загрузки системы. В старых компьютерах на базе процессоров 286 и 386 для запуска этой программы была необходима специальная дискета, а в некоторых современных системах настройку BIOS можно выполнять с помощью специализированных приложений Windows.
• Загрузчик операционной системы — подпрограмма, выполняющая поиск действующего основного загрузочного сектора (Master Boot Record — MBR) на дисковых устройствах. При обнаружении такого сектора, соответствующего определенному минимальному критерию (его сигнатура должна заканчиваться байтами 55AAh), выполняется код начальной загрузки. Программный код MBR продолжает процесс загрузки, считывая первый физический сектор загрузочного тома, который представляет собой начало записи загрузки тома (Volume Boot Record — VBR). Посредством записи VBR загружается первый файл инициализации операционной системы, будь то Io.sys (DOS/Windows 9x/Me), ntldr (Windows NT/2000/XP) или bootmgr (Vista), которому передается управление загрузкой операционной системы.
• BIOS — набор драйверов, предназначенных для взаимодействия операционной системы и аппаратного обеспечения при загрузке системы. При запуске DOS или Windows в режиме защиты от сбоев используются драйверы устройств только из BIOS; драйверы с диска практически не загружаются.

Производители ROM BIOS

Подробности

Родительская категория: BIOS: базовая система ввода-вывода

Категория: Производители ROM BIOS

Практически все современные производители BIOS предоставляют ее код производителям системных плат и готовых компьютеров. В этом разделе речь идет о существующих версиях BIOS.

На разработке PC-совместимых программ ROM BIOS специализируются такие компании, как American Megatrends, Inc. (AMI), Phoenix Software и Award Software (ныне принадлежит компании Phoenix Software). Изготовители системных плат получают от них лицензии на установку ROM BIOS, после чего могут работать над аппаратной частью, не занимаясь программным обеспечением. Для того чтобы установить на плату микросхему памяти ROM с записанной программой BIOS, разработчику приходится решать множество задач, связанных с устройством компьютера. Добиться совместимости ROM BIOS и системной платы — задача непростая. Универсальных микросхем ROM BIOS не существует. Компании AMI, Award, Microid Research и Phoenix поставляют различным изготовителям варианты BIOS, выполненные для конкретных материнских плат.

За последние несколько лет индустрия BIOS пережила серьезные изменения. Компания Intel — крупнейший заказчик микросхем BIOS — перешла от устройств Phoenix к AMI, затем снова к Phoenix и опять к AMI. До 1995 года в системных платах Intel устанавливалась BIOS компании Phoenix. После этого до 1997 года приоритет сместился к BIOS AMI и затем снова вернулся к Phoenix. Наконец, в 1999 году Intel в очередной раз перешла на использование продукции AMI. В любом случае Intel брала за основу ядро BIOS того или иного производителя, после чего модифицировала его для собственных нужд. Intel является крупнейшим производителем системных плат, поэтому используемая в них BIOS имеет большое значение для всей компьютерной индустрии. Одним словом, во многих продаваемых в настоящее время компьютерах установлены системные платы с BIOS AMI или Phoenix.

В середине 1998 года Phoenix перекупила компанию Award, и теперь разработанные ею новые программы будут продаваться под этими торговыми марками. Award BIOS теперь продается как стандартный продукт, в то же время Phoenix BIOS предназначена для высокопроизводительных систем верхнего ценового сегмента рынка. Таким образом, сегодня рынок BIOS большей частью поделен между двумя крупнейшими производителями — AMI и Phoenix, однако ведущей компанией в области разработки BIOS является Phoenix. Ею не только разрабатываются новые BIOS для компьютеров последних поколений, но и внедряются новые стандарты.

Еще одна современная тенденция характеризуется созданием отдельных моделей BIOS для настольных и мобильных систем, 32- и 64-разрядных серверов, а также для встроенных устройств. Все микросхемы BIOS в той или иной степени выполняют одинаковые функции, однако BIOS, оптимизированные для мобильных систем, поддерживают стыковочные модули и расширенное управление энергопитанием, в то время как серверные BIOS предоставляют функции мониторинга аппаратного обеспечения и 64-разрядных разъемов PCI. Создание специализированных версий BIOS для различных типов компьютеров позволяет реализовы вать функции, характерные для конкретных платформ, обеспечивая их лучшую производительность и надежность.

Обновление BIOS

Подробности

Родительская категория: BIOS: базовая система ввода-вывода

Категория: Обновление BIOS

Производители материнских плат адаптируют стандартную BIOS к конкретным аппаратным средствам. Именно этот факт создает проблемы при обновлении BIOS. BIOS обычно находится в одной (или нескольких) из микросхем материнской платы и содержит программный код, специфичный для модели и даже версии материнской платы. Таким образом, если возникла потребность в обновлении BIOS, нужно обращаться не к компании, выпустившей ее ядро (AMI или Phoenix), а к изготовителю материнской платы или компании, осуществляющей ее поддержку.

Часто при модернизации аппаратных средств компьютера требуется обновить и BIOS. К примеру, необходимость в таком обновлении может возникнуть при установке на более старые системные платы современного процессора или высокоемкого жесткого диска. Дело в том, что в старой BIOS могла быть не предусмотрена поддержка устройств, которых на тот момент еще не было и в проекте.

В частности, обновление ROM BIOS может понадобиться в следующих случаях:

• при установке новых, более скоростных процессоров;
• для поддержки загрузочных оптических устройств (называемых спецификацией El Torito);
• для поддержки загрузочных устройств USB;
• для ускорения теста POST;
• для поддержки режимов ATA Ultra-DMA/100 и Ultra-DMA/133;
• для поддержки устройств SATA в режиме ACHI;
• при добавлении жестких дисков объемом более 8,4 или 137 Гбайт (48-разрядный режим LBA);
• при добавлении или улучшении поддержки Plug and Play;
• при исправлении ошибок, связанных с изменением системной даты в 2000 году и с високосными годами;
• при исправлении известных ошибок или проблем совместимости с некоторыми аппаратными средствами и программным обеспечением;
• при добавлении поддержки для системы управления режимом электропитания ACPI;
• при добавлении/модификации функции контроля за температурным режимом процессора или работой вентилятора;
• при установке старых устройств USB (клавиатуры и мыши);
• при реализации технологии защиты от несанкционированного открытия системного блока;
• для поддержки включения по запросу из сети или для загрузки из сети.

К основным требованиям стандарта PC 2001, опубликованного компаниями Intel и Microsoft, относится поддержка так называемой функции Fast POST. Эта функция подразумевает, что на загрузку системы, начиная от включения питания и заканчивая загрузкой файлов операционной системы, должно уходить не более 12 секунд (для систем, не использующих SCSI в качестве соединения основной памяти). В это время входит инициализация клавиатуры, видеоплаты и шины ATA. Системам, содержащим адаптеры со встроенной памятью ROM, даны дополнительные 4 секунды на каждую плату. Эта функция, получившая в Intel название Rapid BIOS Boot (RBB), поддерживается во всех системных платах компании, выпущенных после 2001 года. Некоторые из них позволяют выполнить загрузку системы менее чем за 6 секунд.

Если новое программное или аппаратное обеспечение установлено в строгом соответствиис приводимыми инструкциями, но все равно не работает, проблема может заключаться в BIOS, которую требуется обновить. Особенно это относится к современным операционным системам. Дело в том, что для поддержки устройств PnP и системы управления электропитанием ACPI, реализованных в Windows XP и Vista, BIOS старых материнских плат следует обновить. Так как эти проблемы специфичны для конкретных типов материнских плат, следует периодически заходить на сайт производителя и проверять наличие обновлений BIOS (там же можно узнать, какие именно проблемы решены в каждом из обновлений). Инсталляция несовместимого аппаратного и программного обеспечения может привести к нарушению работы компьютера, поэтому перед установкой такого оборудования, как процессоры, рекомендуется обновлять BIOS системной платы.

Для проверки совместимости установленной BIOS с современными технологиями можно воспользоваться утилитой BIOS Wizard, доступной на сайте eSupport.com.

Среда предварительной загрузки

Подробности

Родительская категория: BIOS: базовая система ввода-вывода

Категория: Параметры CMOS

Стандартная версия Phoenix FirstBIOS, а также версия Pro поддерживают стандартную среду предварительной загрузки с графическим интерфейсом пользователя, который позволяет работать с программой настройки BIOS, выполнять диагностику, запускать утилиту резервного копирования, а также полностью восстанавливать исходное состояние системы. Все эти приложения (за исключением BIOS Setup) сохраняются в защищенной области HPA — скрытом разделе, расположенном в конце жесткого диска. Количество и тип приложений, доступных при использовании среды предварительной загрузки, зависят от компании, которая занималась разработкой и производством компьютерной системы. На рисунке ниже представлен пример реализации Phoenix BIOS Pro компанией IBM/Lenovo. Для отображения данной оболочки достаточно нажать клавишу <Enter> при выполнении процедуры POST.

Среда предварительной загрузки с графическим интерфейсом пользователя может весьма пригодиться для восстановлении работоспособного состояния системы. Например, многие крупные OEM-производители компьютерных систем, прежде чем продавать компьютеры, устанавливают не только Windows, но и все выпущенные на текущий момент пакеты обновлений, а также драйверы устройств, уникальные для определенной конфигурации. После этого вносятся другие изменения, например рисунки рабочего стола, изменяется интерфейс, а также устанавливаются документация и утилиты, упрощающие работу с системой. И наконец, устанавливаются различные приложения, такие как DVD-плееры, офисные приложения и т.д.

Подобные настройки довольно сложно воспроизвести, если пользователь захочет все сделать с самого начала, поэтому производители предоставляют возможность легко восстановить состояние системы, в том числе операционную систему, драйверы, приложения и т.д. Как правило, для этого используется несколько компакт-дисков, однако пользователь может их потерять или повредить. В результате восстановление системы значительно усложнится. В то же время, используя такие версии BIOS, как Phoenix FirstBIOS, производитель компьютерной системы может сохранить все необходимые данные на жестком диске, причем эти данные будут доступны только в меню предварительной загрузки в BIOS.

Изначально для этого использовался скрытый раздел, который можно было по ошибке повредить или удалить с помощью специального программного обеспечения создания разделов, а также других утилит. В новых компьютерных системах все необходимые данные сохраняются в скрытой области HPA, для доступа к которой используются команды, определяемые стандартом PARTIES (Protected Area Run Time Interface Extension Services), поддерживаемым всеми жесткими дисками ATA-4 и более новых стандартов. Для того чтобы жесткий диск воспринимался операционной системой как диск меньшего объема, используется команда SET MAX ADDRESS. Многие производители компьютерных систем используют для размещения защищенной области HPA последние 3 Гбайт на жестком диске. Весь участок, который начинается с адреса, определяемого командой SET MAX ADDRESS, и заканчивается фактическим концом диска, считается областью HPA, доступ к которой возможен только с помощью команд PARTIES. Содержимое защищенной области HPA, а также структура жесткого диска, на котором она расположена, показаны на рисунке ниже

Область HPA оказывается более защищенной, чем скрытый раздел, поскольку любые данные, которые находятся “после конца” диска, просто недоступны для обычных приложений, а также специализированных утилит, таких как Partition Magic и Partition Commander. Единственный способ удалить защищенную область HPA — указать с помощью команды SET MAX ADDRESS адрес, соответствующий фактическому концу диска. Некоторым пользователям это действительно необходимо, поскольку восстановить систему можно и с помощью компакт-дисков (которые далеко не всегда поставляются вместе с современными компьютерами), а для диагностики можно воспользоваться специальными утилитами, записанными на дискете или загрузочном компакт-диске. Кроме того, если вы заменяете жесткий диск, можно временно отобразить область HPA, после чего скопировать ее на новый диск. Для установки области HPA на новом диске можно также воспользоваться компакт-дисками, поставляемыми вместе с компьютером.

Многие компьютеры, в которых используется Phoenix BIOS, поставляются со специальным программным обеспечением для восстановления и диагностики, записанным в области HPA, поскольку это является составной частью новой управляемой среды Phoenix BIOS (cME), которая используется многими крупными производителями настольных и портативных систем начиная с 2003 года.