Что такое BIOS?
1. Что такое BIOS?
2. Настройки и спецификации BIOS
3. Производители BIOS и доступ к ней
4. Типы BIOS
5. Определение неполадок в BIOS
6. Сброс настроек BIOS и пароля
Что такое BIOS
(Basic Input/Output System - базовая система ввода - вывода) - это программное обеспечение низкого уровня, управляющее работой системных устройств и выступающее в роли интерфейса между операционной системой и оборудованием.
Можно сказать что BIOS - это набор низкоуровневых драйверов в системе. BIOS обеспечивает связь между аппаратным и программным обеспечением в системе.
Системная BIOS содержится в микросхеме ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) на материнской плате; эта же микросхема содержит программу POST (Power-On Self-Test - самотестирование при включении питания) и начальный загрузчик. BIOS указывает начальному загрузчику, с какого именно накопителя (жёсткого диска или другого устройства) необходимо загружать операционную систему или программу.
Все эти параметры записаны в CMOS - память, которая подпитывается от батарейки, установленной на системной плате. Эта CMOS - память потребляет мизерное количество энергии, а значит может хранить данные годами.
Таким образом, BIOS представляет собой комплект программ, хранящихся в одной или нескольких микросхемах. Эти программы выполняются при запуске компьютера до загрузки операционной системы.
Дополнительные микросхемы BIOS
На платах адаптеров, для которых при запуске требуются драйверы, также размещены микросхемы ПЗУ. Это видеоадаптеры, большинство плат SCSI (устарели), платы контроллеров ATA (устаревают) и некоторые сетевые платы. Микросхема ПЗУ на этих платах содержит драйверы и программы, первостепенно необходимые для загрузки.
Например рисунок ниже, можно сказать, наглядно показывает первоочерёдность запуска драйвера графического адаптера, для отображения на экране остального оборудования, установленного на материнскую плату.
Настройки и спецификации BIOS
В окне BIOS Setup можно просмотреть текущие значения параметров и внести необходимые изменения. Некоторые параметры отображаются только для чтения, их нельзя изменить, например скорость вращения вентиляторов или напряжение питания процессора. Основное меню состоит из параметров, приведённых ниже.
Параметры системных BIOS в основном одинаковы. В зависимости от материнской платы, одна и та же версия BIOS может иметь разные параметры.
Ниже представлены несколько картинок с различными версиями и отображениями BIOS.
И другие варианты
Рассмотрим последний вариант, из каких вкладок, разделов и подразделов он состоит. Главное понять принцип и назначение всех параметров и вы с лёгкостью будете ориентироваться в других графических оболочках
Main (Основные) - отображение информации о BIOS, процессоре и памяти. Здесь же задаются дата и время и к каким разъёмам подключены винтчестеры и приводы.
Advanced (Дополнительно)
Power (Электропитание)
Tools (Сервис)
Exit (Выход)
Производители BIOS и доступ к ней
К ведущим производителям BIOS относятся компании American Megatrends (AMI) и Phoenix Technologies. Phoenix также владеет компанией Award Software.
Существует несколько способов определения того, какая BIOS и её версия применяется в определённой модели сервера или системной платы.
Включите компьютер и почитайте сообщение BIOS, отображаемые на экране монитора
Доступ к BIOS системной платы
Для запуска программы BIOS Setup, требуется перезагрузить систему и нажать определённую клавишу (или комбинацию клавиш) во время прохождения процедуры POST. Обычно, сведениями о том, какую именно клавишу или комбинацию клавиш нажать, отображаются сразу после начала прохождения POST.
В появившемся окне BIOS Setup сразу можно получить доступ к разным меню и подменю.
В следующих статьях будет подробно рассмотрены настройки и вывод информации BIOS Setup.
Типы BIOS
Системная ROM BIOS - не единственная микросхема BIOS. За поддержку других типов устройств отвечают отдельные микросхемы BIOS.
PnP (Plug and Play) BIOS
Раньше при установке и конфигурировании устройств пользователю приходилось выполнять конфигурирование нового устройства в ручную: задавать запрос на прерывание IRQ, порты ввода-вывода и канал DMA. Для изменения этих данных приходилось иметь дело с перемычками и переключателями. Необходимо было точно знать какие именно устройства используются в системе, чтобы избежать конфликта оборудования. Иначе система могла не загрузиться или появлялись какие-либо сбои.
Технология PnP предназначена для предотвращения проблем конфигурирования. Пользователю всего лишь необходимо установить новое оборудование, после чего система автоматически конфигурирует устройство.
При загрузке компьютера, BIOS инициализирует конфигурирование устройств, соответствующих спецификации Plug and Play. Если адаптер был уже установлен в системе то BIOS считывает конфигурационную информацию из ESCDExtended System Configuration Data Специальная таблица, предназначенная для распределения аппаратных ресурсов компьютера. Эта таблица заполняется в момент первого включения компьютера после изменения его конфигурации , 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.
С помощью Advanced Configuration and Power Interface определяется стандартный метод взаимодействия аппаратного обеспечения, операционной системы и приложений для управления питанием компьютера
Во время настройки системы и процесса загрузки версии Windows с поддержкой ACPI выполняют ряд тестов аппаратного обеспечения для определения совместимости с ACPI. Если какое-либо из устройств не поддерживает ACPI, то для него используется система управления питанием .
Если вы столкнулись с проблемами ACPI, обратитесь к производителю материнской платы за обновлениями BIOS. Также проблема может быть связана с настройками оборудования. Например в "Диспетчере устройств" во вкладке "Управление электропитанием" необходимо установить флажок
Другие микросхемы BIOS
За поддержку других типов устройств отвечают отдельные микросхемы BIOS. Если устройство интегрировано на системной плате, то на ней расположена и соответствующая микросхема BIOS. Если устройство вставлено в разъём расширения, то микросхема BIOS находится на плате адаптера.
Наиболее часто используемые микросхемы BIOS описаны ниже:
Video BIOS
Данная микросхема отвечает за отображение сообщений об ошибках и статусных сообщений во время загрузки системы.
BIOS SCSI - адаптера
Данная микросхема используется для инициализации жёстких дисков SCSI и конфигурирования параметров загрузки с устройств SCSI.
NIC Wake-on-LAN
Эта функция определяет, будет ли обращение по сети к сетевому адаптеру приводить к включению системы
Мониторинг жёстких дисков SMART
Специальная функция самодиагностики, поддерживаемая современными жёсткими дисками ATA/IDE и SATA
RAID BIOS
массив из нескольких дисков (запоминающих устройств), управляемых контроллером, связанных между собой скоростными каналами передачи данных и воспринимаемых внешней системой как единое целое
Определение неполадок в BIOS
При включение компьютера выполняется процедура самотестирования POST. Если обнаруживаются какие-либо ошибки, то на экране отображается сообщение об этой ошибке. Но некоторые ошибки могут появляться до инициализации видеоадаптера, т.е на экран ничего не может вывестись. В таком случае у системы есть альтернативные способы сообщить от ошибке. Один из способов это подача звукового сигнала об ошибке, если конечно на материнской плате установлен специальный динамик. Он идёт в комплекте со всеми материнскими платами или в корпусе системного блока. Иногда сборщики компьютеров не утруждают себя чтобы установить этот динамик или хотя бы подключить.
Звуковые коды от того или иного BIOS Вы можете посмотреть по этой ссылке
Бывает что некоторые ошибки не приводят к срабатыванию звукового динамика (например при сбое памяти). В таком случае воспользуемся вторым способом определения неисправности.
Другой способ состоит в передаче шестнадцатеричного кода по адресу порта ввода-вывода 80h, который считывается специальной диагностической платой.
При прохождении процедуры POST результаты проверок постоянно передаются по адресу 80h и выводится на дисплей код выполняемой операции в определённый момент времени. И в случае сбоя тестовой программы, на дисплее высвечивается код той операции, на которой произошла ошибка. Расшифровка кодов у каждой версии BIOS своя, так что необходимо обратиться на сайты производителей.
В случае неисправимых ошибок, чаще всего дешевле приобрести новую материнскую плату, чем ремонтировать старую.
Сброс настроек BIOS и пароля
Для чего Вам может понадобиться сброс настроек? Или сбросить забытый пароль чтобы сделать необходимые изменения в BIOS? Или после обновления BIOS есть необходимость выставить все параметры по умолчанию и задать приоритет загрузки устройств?
Сначала рассмотрим банальную ситуацию, Вы захотели поковыряться в настройках, поменяли кучу параметров, может что-нибудь отключили и при перезагрузке система отказывается запускаться. И чтобы не вспоминать какие параметры Вы затронули и вспомните ли Вы их?, есть стандартная функция сброса настроек по умолчанию - Load Setup Defaults. После этого выходим из BIOS с сохранением изменений.
Если Вы когда то поставили пароль на BIOS и пришло время изменить его или убрать, а он уже давно забыт. Тогда Вам нужно открыть системный блок и снять батерейку с материнской платы, секунд на 20.
И последний вариант, наверное самый действенный. Как то я ковырялся в настройках, хотел выставить приоритет видеокарт. Выставил её в приоритет, а она оказалась не рабочей, в итоге на экран у меня ничего не выводилось, следовательно невозможно зайти в BIOS и сбросить все настройки по умолчанию. Тут приходит на помощь перемычка, которая тоже находится на материнской плате, обычно по близости от питающей батарейки и подписана как CMOS
Перемычка состоит из трёх штырьков. 1-й и 2-й штырёк закорочен при нормальной работе. Для сброса нужно вытащить перемычку и закоротить между 2-м и 3-м штырьком и всё. Возвращайте перемычку на место и запускайте компьютер.
Основы и принципы BIOS
Очень многие начинающие пользователи ПК задаются вопросом, что такое БИОС и для чего он нужен? При этом некоторые даже не догадываются о его существовании. Тем не менее, ни один компьютер не может работать без базовой системы ввода/вывода, которую большинство из нас знают под аббревиатурой BIOS (Basic Input/Output System). Давайте же более детально рассмотрим, что это такое.
BIOS - из чего он состоит и за что отвечает
В целом BIOS состоит из определенного набора правил, которые определяют конфигурацию компьютерных компонентов при включении, взаимодействие устройств компьютера и осуществление самых простых операций вводов/выводов данных.
BIOS отвечает за непосредственный процесс загрузки компьютера, его тестирование и первоначальную настройку всех подключенных устройств. И только потом в работу вступает загрузчик операционной системы и непосредственно сама операционная система (если она имеется). Во время работы компьютера BIOS обеспечивается стандартные операции ввода/вывода и бесконфликтное взаимодействие между собой всех устройств. Если копнуть еще глубже, то именно благодаря BIOS распределяются системные ресурсы компьютера между всеми устройствами.
Видеообзор о системе BIOS персонального компьютера
Какие задачи решает BIOS
Основные задачи, которые решает BIOS, можно обозначить следующим образом:
Первичная инициализация и тестирование аппаратных устройств компьютера при включении (так называемое POST-тестирование);
Конфигурирование и настройка системных ресурсов компьютера и аппаратных устройств;
Распределение ресурсов системы;
Отработка базовых функций программных обращений;
Стандартные операции ввода/вывода и бесконфликтное взаимодействие устройств компьютера между собой;
Управление питанием компьютера, включение и выключение системы, перевод ее в «режим сна» и т.д.
Из всего вышесказанного сам собой напрашивается вывод: от того, как у Вас настроен BIOS напрямую зависит работоспособность Вашего компьютера.
Некоторые незначительные функции BIOS большинство операционных систем берет на себя (например, настройка даты и системного времени), но ни одна операционная система даже не пытается «взвалить на свои плечи» такие настройки как подаваемое на процессор напряжение, соотношение частоты процессора и частот системной шины, настройку частоты системной шины, время доступа к оперативной памяти и т.д.
BIOS Setup - программа для настройки BIOS’а
BIOS, как набор правил, обычно оформлен в виде нескольких программ. Настройка BIOS осуществляется с помощью программы BIOS Setup. Необходимо отметить, что то, что мы привыкли понимать под BIOS’ом (менеджер, доступный при нажатии кнопок «F2» или «DEL» во время загрузки компьютера) BIOS’ом, как таковым, не является. Это всего лишь BIOS Setup – та самая программа, с помощью которой можно настроить BIOS. То есть, операции, которые в дальнейшем рассматриваются в книге опций, относятся к программе BIOS Setup. Кстати, именно поэтому некоторые одинаковые опции имеют разные названия на материнских платах разных производителей при одинаковой стандартной версии BIOS. Как правило, к базовой версии BIOS производители материнских плат добавляют свою модификацию BIOS Setup, используя собственные названия опций, без изменения смысла.
Помимо достаточно редких изменений названий базовых опций производители материнских плат могут добавить и свои собственные опции, индивидуальные для каждой конкретной материнской платы.
Надежная защита BIOS – гарантия работоспособности компьютера
Вполне естественно, что после выключения компьютера BIOS остается в памяти, и именно благодаря этому BIOS доступен сразу после включения компьютера. Не менее естественно и то, что BIOS не может содержаться ни на каком носителе, поскольку именно он отвечает за настройку взаимодействия с носителями. И самое главное, очень важно, чтобы BIOS был надежно защищен от любой перезаписи, поскольку любое его повреждение (как неумышленное, так и умышленное) может повредить, или полностью вывести из строя компьютер. То есть, Ваш компьютер просто напросто «сгорит».
Для того чтобы все эти условия были соблюдены, BIOS аппаратно записывается в специальной микросхеме постоянной памяти, которая расположена на материнской плате. Касательно перепрошивки BIOS (перезаписи) можно отметить следующее. Изначально такая возможность не была предусмотрена вообще. На материнских платах старых моделей перепрошить BIOS невозможно. При производстве же современных материнских плат используют специальные микросхемы BIOS (flash-микросхемы), которые возможно перезаписать.
Flash-микросхемы BIOS
Flash-микросхемы, позволяющие перепрошить BIOS, можно разделить на две группы:
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) – flash-микросхемы постоянной памяти. Содержимое этих перезаписываемых микросхем можно удалить только при помощи ультрафиолетового излучения, что, соответственно, потребует использование специального оборудования. Подобная группа микросхем применялась для BIOS до появления более современных микросхем, в которых удалить содержимое можно с помощью обычного электрического заряда.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – flash-микросхемы постоянной памяти. Это более современные перезаписываемые микросхемы, которые можно очистить с помощью обычного электрического сигнала. То есть, никакое специальное оборудование использовать не нужно, а саму процедуру очистки можно произвести, не вынимая микросхемы из компьютера.
Не лишним будет отметить и тот факт, что все чаще различные платы расширения имеют свои микросхемы BIOS, которые подключаются к основной микросхеме BIOS, располагающейся на материнской плате. Наиболее часто собственные микросхемы BIOS можно увидеть у современных видеокарт.
Наличие или отсутствие своих BIOS зависит, как правило, от сложности устройств, для которых они предназначены. Настраивая основной BIOS, расположенный на материнской плате, можно запретить или разрешить использование платами расширений своих BIOS.
Типичные неисправности BIOS и их устранение
Ошибки обновления BIOS – свидетельствуют о том, что для обновления BIOS была выбрана не подходящая версия BIOS. То есть, версия прошивки не совпадает с моделью материнской платы. Поэтому, перед тем как скачивать обновления BIOS, необходимо убедиться в том, что выбрана правильная версия. Для того, чтобы ознакомиться с подходящими версиями BIOS по их ID нужно перейти в Центр загрузок и просмотреть список Идентификационных кодов BIOS.
После обновления BIOS система не загружается – основной причиной такой неисправности является повреждение BIOS в процессе установки. Одним из вариантов устранения этой неисправности является очистка памяти CMOS (для этого достаточно извлечь батарейку CMOS на 10-15 минут). Перед очисткой CMOS обязательно запишите все настройки BIOS системы компьютера.
BIOS не сохраняет изменения настроек – как правило, это происходит из-за низкого напряжения батареи CMOS. Устранить эту неисправность можно путем замены батареи.
Помните, что практически в любом случае BIOS поддается восстановлению. Правда, это не всегда можно сделать в домашних условиях, и приходится обращаться за помощью в сервисный центр. Поэтому постарайтесь без лишней необходимости не экспериментировать со столь "нежной" частью своего компьютера, и если он работает без проблем, то лучше его не трогайте!
Сегодня я поподробнее остановлюсь на том какие бывают виды БИОСа, потому как разобраться в этом начинающему пользователю сложно. Хотя, на самом деле, всё весьма просто — надо лишь в этом немного разобраться. Тем более, что несмотря на различия во внешности, в плане настройки функций и принципах действий все они схожи. Я расскажу какие виды бывают и покажу всё это в картинках.
На текущий момент есть 3 основных разновидности BIOS отличающиеся по производителю.
1. AMI BIOS
American Megatrends inc. — это, наверное самый старый разработчик. АМИ БИОС шел ещё во времена моего детства на древних 286-х и 386-х компьютерах. Затем, на какое то время, этот вид пропал. Но последние годы снова появился, причём именно AMI — самый распространённый вид BIOS на ноутбуках ASUS, MSI, Lenovo. На текущий момент есть две основные ветки:
— версия 2.XX.
Выглядит она так:
Эту версия АМИ БИОС отличается от всех других по структуре главного меню и серо-синей цветовой гамме.
— версия 3.XX.
Эта ветка уже внешне и по своей структуре больше напоминает классическую систему ввода-вывода от AWARD.
2. Phoenix BIOS, он же Award
Ранее это были две разные фирмы, выпускающие каждая свою систему. Система от Авард многие годы была лидирующей на рынке. А вот Феникс БИОС был не особо популярен у производителей материнских плат. Но дальше происходят интересные события — AWARD Software был перекуплен Phoenix. Сейчас это одна фирма. А вот торговых марок несколько:
— Award BIOS
— Phoenix Award BIOS
— Phoenix Award Workstation
Различий между ними почти нет — интерфейс полностью идентичный. Есть, правда исключение — версия Феникс-Авард для ноутбуков. Она внешне очень похожа на АМИ:
Сегодня именно этот вид БИОСа используется на 90% материнских плат стационарных компьютеров.
Компания Intel на свои фирменные платы ставит свой фирменный вид БИОСа. Вернее он не совсем их — это модифицированная версия АМИ. До некоторого времени на материнских платах шла версия Intel/AMI 6.0, а позже, когда она была ещё более существенно переделана, изменены опции и переделан интерфейсе — этот вид БИОСа стал носить название — Intel.
Последние версии вообще визуально больше стали похожи на UEFI назывались «Intel Visual BIOS»:
4. UEFI
Начну, пожалуй, с самой современного вида БИОСа — UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Это даже не разновидность а наследник или преемник, кому как удобнее называть. УЕФИ — это следующая ступень в развитии BIOS. Сейчас, фактически, это уже не просто система ввода-вывода — она скорее похожа на операционную систему как внешне, так внутренне.
Наконец-то добавлена поддержка мыши! Среди ключевых особенностей — расширяемое множество возможностей, приятный визуальный интерфейс, возможность безопасной загрузки «Secure Boot», простота обновления микропрограммы, быстрая загрузка операционной системы.
Кстати, на некоторых материнских платах можно выйти в Интернет даже не загружая полностью компьютер — сразу из UEFI.
Ещё одна очень важная особенность — мульти-языковая поддержка, в том числе и русского языка.
Как узнать вид и версию БИОС на своей материнской плате?!
Это очень просто сделать практически на каждой современной материнской плате. Зайдя в БИОС или УЕФИ обратите внимание — вид и версия БИОСа написана, как правило в самом верху или в самом низу экрана:
Примечание: У каждого вида BIOS есть своя система диагностических звуковых сигналов, оповещающих пользователя при появлении различных неисправностей. Подробнее о них Вы можете узнать здесь: , .
Многие пользователи считают, что компьютер загружает при помощи операционной системы, но на самом деле это верно только отчасти. В этом материале вы узнаете, как же на самом деле происходит загрузка ПК, и познакомитесь с такими важными понятиями, как BIOS, CMOS, UEFI и другими.
Вступление
Для многих людей работа с компьютером начинается после загрузки операционной системы. И это не удивительно, так как подавляющее большинство времени, современные ПК действительно используются при помощи удобной графической оболочки Windows или любой другой ОС. В этой, дружелюбной для нас среде, мы не только запускаем программы, приложения или игры, но и осуществляем настройки, а так же конфигурирование параметров системы под собственные нужды.
Но, не смотря на всю свою мультифункциональность, операционная система может не все, а в некоторых ключевых моментах, и вовсе попросту бессильна. В частности, это касается начальной загрузки компьютера, которая происходит полностью ее без участия. Более того, от успеха этой процедуры во многом зависит запуск самой ОС, который может и не произойти в случае возникновения проблем.
Для кого-то это может быть новостью, но в действительности Windows не отвечает за загрузку компьютера «от и до», она лишь продолжает ее на определенном этапе и заканчивает. Ключевым же игроком здесь выступает совершенно другая микропрограмма - BIOS, о назначении и основных функциях которой мы поговорим в этом материале.
Что такое BIOS и зачем она нужна
Ключевыми компонентами любого компьютерного устройства является связка процессора и оперативной памяти, и это неспроста. Процессор по праву называют сердцем и мозгом любого ПК, так как на него возложены все главные математические операции. При этом все команды и данные для вычислений, ЦПУ может брать только из оперативной памяти. Туда же он отправляет и результаты своей работы. С любыми другими хранилищами информации, например, с жесткими дисками, процессор напрямую не взаимодействует.
Вот здесь и кроется основная проблема. Для того, что бы процессор смог начать выполнять команды операционной системы, они должны находиться в ОЗУ. Но во время включения ПК оперативная память пуста, так как является энергозависимой и не может хранить информацию, когда компьютер выключен. При этом сами по себе, без участия системы, компьютерные устройства поместить нужные данные в память не могут. И здесь мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией. Получается, что для того чтобы загрузить ОС в память, операционная система уже должна быть в оперативной памяти.
Для разрешения данной ситуации, еще на заре эры персональных компьютеров, инженеры IBM предложили использовать специальную небольшую программу, получившую название BIOS, иногда называемую начальным загрузчиком.
Слово BIOS (БАйОС) является аббревиатурой от четырех английских слов Basic Input/Output System, что в переводе на русский означает: «Базовая система ввода/вывода». Такое название получил набор микропрограмм, отвечающих за работу базовых функций видеоадаптеров, дисплеев, дисковых накопителей, дисководов, клавиатур, мышей и других основных устройств ввода/вывода информации.
Основными функциями BIOS являются начальный запуск ПК, тестирование и первичная настройка оборудования, распределение ресурсов между устройствами и активация процедуры загрузки операционной системы.
Где хранится BIOS и что такое CMOS
С учетом того, что BIOS отвечает за самый начальный этап загрузки компьютера вне зависимости от его конфигурации, то эта программа должна быть доступна для базовых устройств сразу же после нажатия на кнопку включения ПК. Именно поэтому она хранится не на жестком диске, как большинство обычных приложений, а записывается в специальную микросхему флэш-памяти, расположенную на системной плате. Таким образом, доступ к BIOS и запуск компьютера возможен даже в том случае, если к ПК вообще не подключены никакие носители информации.
В самых первых компьютерах для хранения BIOS использовались микросхемы постоянной памяти (ПЗУ или ROM), запись на которые самого кода программы единожды осуществлялась на заводе. Несколько позже стали использовать микросхемы EPROM и EEROM, в которых имелась возможность в случае необходимости осуществлять перезапись BIOS, но только с помощью специального оборудования.
В современных же персональных компьютерах BIOS хранится в микросхемах, созданных на основе флэш-памяти, перезаписывать которые можно с помощью специальных программ прямо на ПК в домашних условиях. Такая процедура обычно называется перепрошивкой и требуется для обновления микропрограммы до новых версий или ее замены в случае повреждения.
Многие микросхемы BIOS не распаивается на материнской плате, как все остальные компоненты, а устанавливаются в специальный небольшой разъем, что позволяет заменить ее в любой момент. Правда, данная возможность вряд ли вам может пригодиться, так как случаи, требующие замены микросхемы BIOS очень редки и практически не встречаются среди домашних пользователей.
Флэш-память для хранения BIOS может иметь различную емкость. В прежние времена этот объем был совсем небольшим и составлял не более 512 Кбайт. Современные же версии программы стали несколько больше и имеют объем в несколько мегабайт. Но в любом случае на фоне современных приложений и мультимедийных файлов это просто мизер.
В некоторых продвинутых системных платах, производители могут установить не одну, а сразу две микросхемы BIOS - основную и резервную. В этом случае, если что-то произойдет с основным чипом, то компьютер будет загружаться с резервного.
Помимо флэш-памяти, в которой хранится сама BIOS, на системной плате существует и еще один вид памяти, который предусмотрен для хранения настроек конфигурации этой программы. Изготавливается он с применением комплементарного метало-оксидного полупроводника или CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Именно этой аббревиатурой и называют специализированную память, в которой содержаться данные о запуске компьютера, используемые BIOS.
CMOS-память питается от батарейки, установленной на материнской плате. Благодаря этому, при отключении компьютера от розетки все настройки BIOS сохраняются. На старых компьютерах функции CMOS-памяти были возложены на отдельную микросхему. В современных же ПК она является частью чипсета.
Процедура POST и первоначальная загрузка ПК
Теперь давайте посмотрим, как же выглядит начальный процесс загрузки компьютера, и какую роль в нем играет BIOS.
После нажатия кнопки включения компьютера, первым запускается блок питания, начиная подавать напряжение на материнскую плату. Если оно в норме, то чипсет дает команду на сброс внутренней памяти центрального процессора и его запуск. После этого процессор начинает последовательно считывать и выполнять команды, записанные в системной памяти, роль которой выполняет как раз микросхема BIOS.
В самом начале процессор получает команду на проведение самотестирования компонентов компьютера (POST - Power-On Self-Test). Процедура POST включает в себя несколько этапов, прохождение большинства которых вы можете наблюдать на экране ПК сразу после его включения. Последовательность происходящего перед началом загрузки операционной системы такова:
1. Сначала происходит определение основных системных устройств.
3. Третий шаг - настройка набора системной логики, или проще говоря, чипсета.
4. Затем происходит поиск и определение видеокарты. Если в компьютере установлен внешний (самостоятельный) видеоадаптер, то он будет иметь собственную BIOS, которую основная системная BIOS будет искать в определенном диапазоне адресов памяти. Если внешний графический адаптер будет найден, то первое, что вы увидите на экране, будет изображение с названием видеокарты, сформированное ее BIOS.
5. После нахождения графического адаптера, начинается проверка целостности параметров BIOS и состояния батарейки. В этот момент на экране монитора одна за другой начинают появляться те самые таинственные белые надписи, вызывающие трепет у неопытных пользователей из-за непонимания происходящего. Но на самом деле ничего сверхъестественного в этот момент не происходит, в чем вы сами сейчас убедитесь. Первая, самая верхняя надпись, как правило, содержит логотип разработчиков BIOS и информацию об ее установленной версии.
6. Затем запускается тестирование центрального процессора, по окончании которого на дисплей выводятся данные об установленном чипе: название производителя, модели и его тактовая частота.
7. Следом начинается тестирование оперативной памяти. Если все проходит удачно, то на экран выводится общий установленный объем ОЗУ с надписью ОК.
8. По окончанию проверки основных компонентов ПК, начинается поиск клавиатуры и тестирование других портов ввода/вывода. В некоторых случаях, на этом этапе загрузка компьютера может остановиться, если системе не удастся обнаружить подключенную клавиатуру. При этом на экран сразу же будет выведено об этом предупреждение.
9. Далее начинается определение подключенных к компьютеру накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и флэш-диски. Сведения о найденных устройствах выводятся на экран. В том случае, если на системной плате установлено несколько контроллеров от разных производителей, то процедура их инициализации может быть отображена на разных экранах.
Экран определения контроллера Serial ATA, имеющего собственный BIOS, с выводом всех подключенных к нему устройств.
10. На завершающем этапе осуществляется распределение ресурсов между найденными внутренними устройствами ПК. В старых компьютерах, после этого осуществляется вывод на дисплей итоговой таблицы со всем обнаруженным оборудованием. В современных машинах таблица на дисплей уже не выводится.
11. Наконец, если процедура POST прошла успешно, BIOS начинает поиск в подключенных накопителях Главной Загрузочной Области (MBR), где содержатся данные о запуске операционной системы и загрузочном устройстве, которому необходимо передать дальнейшее управление.
В зависимости от установленной на компьютер версии BIOS, прохождение процедуры POST может проходить с небольшими изменениями от вышеописанного порядка, но в целом, все основные этапы, которые мы указали, будут выполняться при загрузке каждого ПК.
Программа настройки BIOS
BIOS является конфигурируемой системой и имеет собственную программу настройки некоторых параметров оборудования ПК, называемую BIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Вызывается она нажатием специальной клавиши во время проведения процедуры самотестирования POST. В настольных компьютерах чаще всего для этой цели используется клавиша Del, а в ноутбуках F2.
Графический интерфейс утилиты конфигурирования оборудования очень аскетичен и практически не изменился с 80-ых годов. Все настройки здесь осуществляются только с помощью клавиатуры - работа мыши не предусмотрена.
CMOS/BIOS Setup имеет массу настроек, но к наиболее востребованным, которые могут понадобиться рядовому пользователю, можно отнести: установку системного времени и даты, выбор порядка загрузочных устройств, включение/отключение встроенного в материнскую плату дополнительного оборудования (звуковых, видео или сетевых адаптеров), управление системой охлаждения и мониторинг температуры процессора, а так же изменение частоты системной шины (разгон).
У различных моделей системных плат, количество настраиваемых параметров BIOS может сильно разниться. Наиболее широкий спектр настроек обычно имеют дорогие системные платы для настольных ПК, ориентированные на энтузиастов, любителей компьютерных игр и разгона. Самый же скудный арсенал, как правило, у бюджетных плат, рассчитанных на установку в офисные компьютеры. Так же не блещут разнообразием настроек BIOS подавляющее большинство мобильных устройств. Более подробно о различных настройках BIOSи их влиянии на работу компьютера мы поговорим в отдельном материале.
Разработка BIOS и обновление
Как правило, практически для каждой модели системной платы разрабатывается собственная версия BIOS, в которой учитываются ее индивидуальные технические особенности: тип используемого чипсета и виды распаянного периферийного оборудования.
Разработку BIOS можно разделить на два этапа. Сначала создается базовая версия микропрограммы, в которой реализовываются все функции, вне зависимости от модели чипсета. На сегодняшний день, разработкой подобных версий занимаются в основном компании American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, поглотившую в 1998 году тогдашнего крупного игрока на этом рынке - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).
На втором этапе, к разработке BIOS подключаются производители материнских плат. В этот момент базовая версия модифицируется и совершенствуется для каждой конкретной модели платы, с учетом ее особенностей. При этом после выхода системной платы на рынок, работа над ее версией BIOS не останавливается. Разработчики регулярно выпускают обновления, в которых могут быть исправлены найденные ошибки, добавлена поддержка нового оборудования и расширены функциональные возможности программы. В некоторых случаях обновление BIOS позволяет вдохнуть вторую жизнь в, казалось бы, уже устаревшую материнскую плату, например, добавляя поддержку нового поколения процессоров.
Что такое UEFI BIOS
Базовые принципы работы системной BIOS для настольных компьютеров были сформированы в далеких 80-ых годах прошлого века. За прошедшие десятилетия компьютерная индустрия бурно развивалась и за это время постоянно случались ситуации, когда новые модели устройств оказывались несовместимыми с определенными версиями BIOS. Что бы разрешать эти проблемы, разработчикам постоянно приходилось модифицировать код базовой системы ввода/вывода, но в итоге целый ряд программных ограничений так и остался неизменным со времен первых домашних ПК. Такая ситуация привела к тому, что BIOS в своем классическом варианте окончательно перестал удовлетворять требованиям современного компьютерного железа, мешая его распространению в массовом секторе персоналок. Стало понятно, что необходимо что-то менять.
В 2011 году, с запуском в производство материнских плат для процессоров Intel поколения Sandy Bridge, устанавливающихся в разъем LGA1155, началось массовое внедрение нового программного интерфейса для начальной загрузки компьютера - UEFI.
На самом деле первая версия данной альтернативы обычной BIOS была разработана и успешно использована компанией Intel в серверных системах еще в конце 90-ых годов. Тогда, новый интерфейс для начальной загрузки ПК назывался EFI (Extensible Firmware Interface), но уже в 2005 году его новая спецификация получила название UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сегодняшний день эти две аббревиатуры считаются синонимами.
Как видите, производители системных плат не особо спешили переходить к новому стандарту, до последнего пытаясь совершенствовать традиционные вариации BIOS. Но очевидная отсталость этой системы, включая ее 16-битный интерфейс, не возможность использовать более 1 Мб адресного пространства памяти, отсутствие поддержки накопителей объемом более 2 Тб и другие постоянные неразрешимые проблемы совместимости с новым оборудованием все же стали серьезным аргументом для перехода на новое программное решение.
Какие же изменения принес с собой новый загрузочный интерфейс, предложенный Intel и в чем его отличия от BIOS? Как и в случае с BIOS, основной задачей UEFI является корректное определение оборудования сразу после включения ПК и передача управления компьютером операционной системе. Но при этом, перемены в UEFI настолько глубоки, что сравнивать ее с BIOS было бы просто некорректно.
BIOS - это практически неизменяемый программный код, вшитый в специальную микросхему и взаимодействующий напрямую с компьютерным оборудованием с помощью собственных программных средств. Процедура загрузки компьютера с помощью BIOS проста: сразу после включения компьютера производится проверка оборудования и загрузка простых универсальных драйверов для основных аппаратных компонентов. После этого BIOS находит загрузчик операционной системы и его активирует. Далее происходит загрузка ОС.
Систему UEFI можно назвать прослойкой между аппаратными компонентами компьютера, с их собственными микропрограммами-прошивками, и операционной системой, что позволяет ей так же выполнять функции BIOS. Но в отличие от BIOS, UEFI представляет собой модульный программируемый интерфейс, включающий тестовые, рабочие и загрузочные сервисы, драйверы устройств, протоколы коммуникаций, функциональные расширения и собственную графическую оболочку, что делает его похожим на сильно облегченную операционную систему. При этом пользовательский интерфейс в UEFI современен, поддерживает управление мышью и может быть локализован на несколько языков, включая русский.
Важным преимуществом EFI является ее кроссплатформенность и независимость от процессорной архитекторы. Спецификации этой системы позволяют работать ей практически с любой комбинацией чипов, будь то архитектура х86 (Intel, AMD) или ARM. Более того UEFI имеет прямой доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера и платформенно независимые драйверы, что дает возможность без запуска ОС организовать, например, выход в интернет или резервное копирование дисков.
В отличие от BIOS, код UEFI и вся ее служебная информация может храниться не только в специальной микросхеме, но и на разделах как внутренних, так и внешних жестких дисков, а так же сетевых хранилищах. В свою очередь, тот факт, что загрузочные данные могут размещаться на вместительных накопителях, позволяет за счет модульной архитектуры наделять EFI богатыми функциональными возможностями. Например, это могут быть развитые средства диагностики, или полезные утилиты, которые можно будет использовать как на этапе начальной загрузки ПК, так и после запуска ОС.
Еще одной ключевой особенностью UEFI является возможность работы с жесткими дисками огромных объемов, размеченных по стандарту GPT (Guid Partition Table). Последний не поддерживается ни одной модификацией BIOS, так как имеет 64-битные адреса секторов.
Загрузка ПК на базе UEFI, как и в случае с BIOS, начинается с инициализации устройств. Но при этом, данная процедура происходит гораздо быстрее, так как UEFIможет определять сразу несколько компонентов одновременно в параллельном режиме (BIOSинициализирует все устройства по очереди). Затем, происходит загрузка самой системы UEFI, под управлением которой выполняется какой-либо набор необходимых действий (загрузка драйверов, инициализация загрузочного накопителя, запуск загрузочных служб и т.д.), и только после этого осуществляется запуск операционной системы.
Может показаться, что такая многоступенчатая процедура должна увеличить общее время загрузки ПК, но на самом деле все происходит наоборот. С UEFI система запускается гораздо быстрее, благодаря встроенным драйверам и собственному загрузчику. В итоге, перед стартом, ОС получает исчерпывающую информацию об аппаратной начинке компьютера, что позволяет запускаться ей в течение нескольких секунд.
Несмотря на всю прогрессивность UEFI, все же существует ряд ограничений, сдерживающих активное развитие и распространение этого загрузчика. Дело в том, что для реализации всех возможностей нового загрузочного интерфейса требуется полноценная его поддержка со стороны операционных систем. На сегодняшний день в полной мере использовать возможности UEFI позволяет только Windows 8. Ограниченную поддержку нового интерфейса имеют 64-разрядные версии Windows 7, Vista и Linux на ядре 3.2 и выше. Так же возможности UEFI используются в загрузочном менеджере BootCamp компанией Apple в собственных системах Mac OS X.
Ну а как же происходит загрузка компьютера с UEFI, если на нем используются неподдерживаемая операционная система (WindowsXP, 32-битная Windows 7) или файловая разметка (MBR)? Для таких случаев в новый загрузочный интерфейс встроен модуль поддержки совместимости (Compatibility Support Module), по сути, представляющий из себя традиционную BIOS. Именно поэтому, можно видеть, как многие современные компьютеры, оснащенные системными платами с UEFI, загружается традиционным способом в режиме эмуляции BIOS. Чаше всего это происходит потому, что их владельцы продолжают использовать разделы HDD с традиционной MBR и не хотят переходить к разметке GPT.
Заключение
Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционной BIOS, интерфейс UEFI способен на много большее, чем просто процесс загрузки. Возможность запуска рабочих сервисов и приложений, как на начальном этапе загрузки ПК, так и после запуска операционной системы открывает широкий спектр новых возможностей, как для разработчиков, так и конечных пользователей.
Но при этом говорить о полном отказе в ближайшее время от базовой системы ввода/вывода пока преждевременно. В первую очередь нужно вспомнить, что до сих пор большинство компьютеров находятся под управлением WindowsXP и 32-битной Windows 7, которые не поддерживаются UEFI. Да и жесткие диски, размеченные по стандарту GPT в большинстве своем можно встретить разве что в новых моделях ноутбуков на базе Windows 8.
Так что до тех пор, пока большинство пользователей в силу своих привычек или еще каких-либо причин, будут привязаны к старым версиям ОС и традиционным способам разметки винчестеров, BIOS так и будет оставаться основной системой для начальной загрузки компьютера.
13. 05.2017
Блог Дмитрия Вассиярова.
Что такое биос в компьютере — давайте разберёмся
Здравствуйте, гости моего блога.
Любому современному человеку стоит знать, что такое биос в компьютере. Ведь без него комп является простым набором железок. Важно уметь разбираться в этом вопросе, чтобы самостоятельно выполнять настройку системы и определять, какие комплектующие вышли из строя. Зная BIOS, вы будете лучше понимать свой компьютер. Данная статья будет от части поверхностная.
Просто о непонятном
Предмет нашего разговора является английской аббревиатурой, которая расшифровывается как «basic input/output system».
Это переводится как базовая система ввода-вывода. Кстати, на русском языке правильно произносить «байос», но слово «биос» уже устоялось на сленге IT-шников.
Данное понятие означает набор микропрограмм, реализующих программное обеспечение для работы с комплектующими компьютера и подключенными к нему периферийными устройствами (принтер, модем и т. д.). То есть иными словами этот самый биос определяет и запускает работу всех устройств вашего компа — это основная функция.
Если его не будет то соответственно железки вашего компа просто не определяться и не запустятся.
Вот примерно таким образом выглядит сама программная часть биоса:
Аналогом биоса является более быстрая и современная технология , которая работает в 64-битном режиме, в то время как биос работает, в основном, в 16 и 32-битном режиме.
Вот так примерно выглядит программная часть:
Физические параметры
Где находится биос? В материнской плате, что вполне логично, ведь именно она ответственная за работу всех элементов компа.
Существует 2 типа микросхем биоса:
- EPROM. Старая модель. Ее содержимое может удалиться от воздействия специального прибора с ультрафиолетовым излучением.
- EEPROM. Современный вариант. Его содержимое можно стереть особым электрическим сигналом. Причем даже если микросхема не будет изъята из системного блока.
Что еще вам стоит знать о BIOS? То, что у него есть собственная небольшая батарейка. Выглядит она как монета из лития и может иметь разную емкость (80-230 mAh).
Данный элемент подпитывает память CMOS, где хранятся пользовательские параметры и настройки биоса. Срок службы батареи составляет несколько лет: со временем она разряжается и подлежит замене.
Если она сядет, фатальных последствий не будет. Минимум: сбросятся настройки, которые после замены данной детали придется восстановить вручную. Максимум: начнут глючить программы и не будет запускаться компьютер.
Что делает BIOS?
Когда вы нажимаете кнопку включения компа, считывает код BIOS с постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и записывает его на оперативную память (ОЗУ). Затем управление передается самому биосу, который:
- Проверяет оборудование на работоспособность;
- Анализирует настройки с ПЗУ и применяет их;
- Ищет код загрузчика в главной записи на жестком диске или на загрузочном диске в CD-ROM/дискете/флешке/в сети;
- Передает код оперативке;
- Перекладывает дальнейшее управление на загрузчика.
Без этих действий ваш компьютер не запустится. Если какая-то деталь поломана или произошел сбой в системе, биос вам расскажет об этом на начальном этапе загрузки.
Доступные вам функции
С помощью BIOS вы можете:
- Настроить время;
- Задать приоритет загрузки;
- Установить параметры питания для аппаратного обеспечения;
- Включить/выключить то или иное оборудование.
Как работать в BIOS?
Зайти в биос очень просто - при перезагрузке или начальном запуске компьютера зажмите клавишу Delete или F2 (зависит от типа материнки). Для управления вам понадобится всего несколько кнопок: стрелочки для перемещения между разделами, Enter для входа в них и применения настроек, ESC для выхода.
Помимо этого вы можете вернуться к заводским настройкам при помощи клавиши F9, а утвердить новые параметры - F10.
Пройдемся по некоторым вкладкам:
Вкладки «Advanced» и «Security» можно не трогать. Первая отвечает за работу оборудования. Вторая - за безопасность компьютера, но для домашнего пользования эти настройки вам не пригодятся.
Вот и все. Думаю на впорс о том, что такое биос в компьютере я ответил понятно.
До встречи на страницах нашего блога.
