Интерфейс BIOS Setup и приемы работы с параметрами

Программы BIOS. Их ключевые адреса.

BIOS (basic input/output system - базовая система ввода-вывода) - это набор микропрограмм системного программного обеспечения низкого уровня, записанных в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), имеющая программу для проверки установленной конфигурации (система POST), начальной загрузки операционной системы и управления системами компьютера. Является одним из основных устройств компьютера и находится на материнской плате. Микросхемы часто называют также чипом, а набор микросхем - чипсетом. Микросхема BIOS является чипом, так как находится в одной микросхеме. Они очень чувствительны к статическому электричеству.

Микросхема BIOS предназначена для установки параметров системы. Изначально в ней применяются заводские настройки, принятые по умолчанию, но в процессе модернизации такие установки приходится настраивать в соответствии с нуждами пользователя.

BIOS представляет собой элементы памяти и содержит:

- тестовую систему POST (Power On Self Test - самотестирование при включении электропитания), проверяющую после включения компьютера основные его компоненты;

- аппаратные драйверы основных устройств компьютера;

- программу установки основных параметров и аппаратной конфигурации. Значения параметров при этом записываются в специальный контроллер периферии, который содержит область памяти размером 100-130 байт памяти. Записанные значения, чтобы они не обнулялись, поддерживаются при помощи аккумуляторной батарейки в то время, когда к компьютеру не подключено электропитание.

Основной программой BIOS является POST (Power-On Self Test, в переводе «самотестирование при старте») - программа, которая начинает выполняться после включения компьютера. POST выполняет тестирование устройств, подключенных к компьютеру, и готовит оперативную память для загрузки операционной системы.

Программа Setup является составной частью BIOS а для ее запуска служит программа CMOS Setup. При помощи данной программы возможно управлять работой всего железа компьютера, а именно процессором, чипсетом, опе­ративной памятью и другими компонентами. Самое важное, что нужно запомнить в начале, так это то, что все параметры BIOS хранятся в CMOS памяти.

Интерфейс BIOS Setup и приемы работы с параметрами

В основном, программа BIOS Setup предполагает текстовый интерфейс с возможностью управления при помощи клавиатуры. В главном окне программы BIOS Setup имеется меню с перечнем основных разделов программы Setup. Это главное меню BIOS Setup как правило представленно в виде двух столбцов.

Абсолютно все разделы BIOS Setup имеют схожую структуру.

1. В верхней части окна выводится наименование текущего раздела или подраздела.

2. В левой части располагается список всех доступных параметров выбранного раздела. Кроме определенных параметров, могут быть названия подразделов, которые имеют треугольные стрелки в своем обозначении.

3. Справа от наименования параметров выводятся их текущие значения. Когда параметр и его значения отображаются бледным цветом, это значит, что либо он предназначен только для чтения, либо же для его редактирования нужно изменить другой свя­занный параметр.

4. В правой части окна как правило выводится краткая информация о выбранном параметре, а в нижней части — подсказка по использованию функциональных клавиш.

В программе BIOS Setup можно использовать следующие управляющие клавиши:

5. Стрелки вправо, влево, вверх, вниз (клавиши управления курсором) — перемещение курсора по разделам и параметрам;

6. Enter — вход в выбранный раздел, выполнение выбранной команды, открытие всплывающего окна со списком значений выбранного параметра;

7. Page Up/Page Down или +/-на дополнительный цифровой блок клавиатуры — изменение значений выбранных параметров; при нажатии указанных клавиших не­сколько раз, имеется возможность последовательно перебрать все допустимые значения данного параметра;

8. Esc — выход из раздела в главное меню, а при нажатии в главном меню — выход из BIOS Setup с отменой всех изменений;

9. F1 — вызов справки по работе с BIOS Setup;

10. F2 — смена цветной палитры программы BIOS Setup (эта настройка доступна не во всех версиях BIOS);

11. F5 — восстановление предыдущих значений для выбранного раздела: будут возвращены те значения, которые имелись на момент входа в программу BIOS Setup (в некоторых версиях BIOS эта клавиша используется для установки значений по умолчанию);

12. F6 — установка для выбранного раздела значений по умолчанию (команда Load Fail-Safe Defaults); в некоторых версиях BIOS для этих целей могут ис­пользоваться клавиши F5 или F9;

13. F7 — устанавливается оптимизированное значени для выбранных параметров раздела (команда Load Optimized Defaults);

14. F10 — выход из BIOS Setup с сохранением всех внесенных изменений, при этом нужно подтвердить действия с помощью клавиш Y и Enter.

Некоторые ключевые адреса проверяются после включения компьютера:

1. После включения источник питания проводит самотестирование и в случае положительного результата теста выдает на материнскую плату сигнал Power Good. Все это происходит за 0.5 сек.

2. После получения сигнала Power Good таймер перестает генерировать подаваемый на процессор сигнал Reset.

3. CPU начинает выполнять код, который записан в BIOS по адресу FFFF:0000. По данному адресу записана команда перехода на реально выполняемый код ROM BIOS.

4. BIOS проводит тестирование системы на наличие ошибок, в случае нахождения которых будет подан лишь звуковой сигнал, так как видеоадаптер еще не инициирован.

5. Для того, что бы найти программу работы с видеоадаптером, BIOS сканирует адреса от C000:0000 до C780:0000. В случае нахождения программы, BIOS проверяет контрольную сумму кода. При совпадении суммы с заданной управление передается BIOS видеоадаптера и на монитор выводится первичная информация. В случае, если BIOS видеоадаптера на найдена, управление передается, встроенному в BIOS материнской платы, драйверу.

6. Сканируются следующие адреса памяти начиная с C800:0000 до DF80:0000 с целью обнаружения BIOS каких либо еще устройств в системе. В случае обнаружения оных так же проверяется контрольные суммы кодов и затем управление этих устройств отдается их встроенным BIOS.

7. По адресу 0000:0472 BIOS проверяет значение слова, определяющего тип загрузки – холодная или горячая. В случае холодной загрузки в работу будет запущена POST, в случае горячей – POST будет пропущен.

8. Выполняется POST (в случае холодного пуска) для проверки всех компонентов системы. При отсутствии фатальных ошибок выдается встроенным динамиком короткий сигнал.

9. ROM BIOS производит поиск дискеты в дисководе (при соответствующей настройке) и читает на ней сторону 0, цилиндр 0 сектор 1. Этот сектор загружается по адресу 0000:7С00 и проверяет, является ли дискета загрузочной. В случае повреждения этих данных или же дискета не является загрузочной, то на экран выводится соответствующее сообщение.

10. Если в дисководе нет дискеты, то BIOS читает MBR (Memory Boot Record), которая лежит в первом секторе жесткого диска и загружает его (сектор) в память по адресу 0000:7С00.

11. В работу вступает программа, находящаяся в MBR. Дальнейшее нас уже не должно интересовать, так как не относится к теме данной статьи.

ОЗУ и ПЗУ разделять на диаметрально противоположные памяти нельзя. Часть адресного пространства ОЗУ отводится под данные и коды BIOS. Т.е., во время работы компьютера BIOS является частью оперативной памяти.

Системное ПО. Периферия ПК.

В компьютерной терминологии термин «периферия» объединяет собой все устройства ПК, кроме процессора и оперативной памяти. Есть и другие термины для этих устройств, например, «устройства ввода-вывода данных», «дополнительные устройства» и др.

Периферийные устройства персонального компьютера — это устройства, которые подключаются к компьютеру с помощью специальных разъёмов. Ниже приведены примеры основных устройств, которые можно часто встретить на компьютерах.

1. Монитор, дисплей, экран. Это устройство, которое часто называют пользователи «телевизор». Он выводит изображение на экран, а значит, является очень важным компонентом в компьютере.

Мониторы по технологии работы делятся на ЭЛТ (Электронно — лучевая трубка) и ЖК (жидкокристаллический). Первый вид – это устройство, содержащее в себе кинескоп, такой же, как в старых телевизорах. Использование такого монитора довольно вредно для здоровья пользователя. Второй вид – жидкокристаллический монитор – это современное решение, его использование гораздо менее вредно для здоровья.

Второй важной характеристикой является размер экрана в мониторе. Его принято измерять по диагонали и указывать в дюймах. Жидкокристаллические мониторы бывают широкоформатными, это значит, что экран будет слегка вытянут по ширине, соотношение сторон такого экрана обычно 16:9 (у обычного квадратного 4:3).

Мониторы можно подключать через следующие интерфейсы VGA, DVI, HDMI и DisplayPоrt. В данное время на персональных компьютерах широко используются VGA и DVI интерфейсы, также существуют различные переходники, если в мониторе или в материнской плате не предусмотрены данные интерфейсы.

2. Клавиатура. Это устройство для ввода информации. Все клавиши разделены на несколько групп:

· Буквенно-цифровые;

· Управляющие (клавиши Enter, Backspace, Shift, Ctrl, Alt, Win, Caps Lock, Tab, Print Screen, Scroll Lock, Pause Break, Num Lock);

· Функциональные (клавиши F1 – F12);

· Клавиши управления курсором (Стрелки, Insert, Delete, Home, End, Page Up, Page Down);

· Малая цифровая клавиатура.

Кроме перечисленных выше, на клавиатуре может находиться набор мультимедийных клавиш самого разного назначения. Также обычно имеются индикаторы режима Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock.

Устройство может подключаться по интерфейсу Ps/2, USB. Существуют также переходники, которые позволяют подключить USB клавиатуру в порт PS/2 и наоборот.

На ноутбуках и нетбуках в целях экономии места могут отсутствовать некоторые группы клавиш. Также могут отсутствовать они и в обычных клавиатурах.

Плюсом USB клавиатуры является, что ее можно подключать с включенным компьютером и через некоторое время операционная система автоматически опознает клавиатуру, тем самым вам не надо перезагружать компьютер, чтобы начать работать с ней. Если подключить клавиатуру PS/2 с включенным компьютером, то система не сможет определить устройство и придется перегрузить компьютер, чтобы начать использовать клавиатуру.

3. Мышь. Это устройство-манипулятор, которое преобразует движения руки пользователя в движения курсора на экране. Минимальный набор – это две клавиши и колесико прокрутки, некоторые модели могут иметь расширенный набор: более одного колесика и дополнительные клавиши по левой и правой стороне мышки.

Кнопки мыши обычно принято называть «левая кнопка мыши» (ЛКМ, Mouse 1) и «правая кнопка мыши» (ПКМ, Mouse 2), под колесиком обычно тоже имеется третья дополнительная кнопка.

По принципу работы мышки бывают механическими, оптическими и лазерными. Механические содержат внутри прорезиненный шар, который при движении вращает маленькие валы, с которых и считывается информация о направлении и скорости движения манипулятора (устаревшая модель). Оптические мышки имеют направленный вниз светодиод. Отраженный от поверхности свет и дает возможность узнать направление и скорость перемещения. Лазерные мышки являются разновидностью оптических.

Разница состоит в том, что светодиод заменен миниатюрным лазером. Это позволило избавиться от свечения мыши и увеличило точность позиционирования. Механические мыши устарели и почти не используются, обычно применяются разновидности оптических манипуляторов.

Способы подключения мыши такие же, как и у клавиатуры: USB и PS/2. Как и с клавиатурами USB мышки определяются с включенным компьютером.

4. Принтер. Это устройство для вывода (печати) информации на бумагу.

В первую очередь они различаются по технологии печати. Бывают лазерные (светодиодный принтер), струйные, матричные и другие принтеры (твердочернильный, сублимационный).

Лазерные принтеры – наиболее практичные для работы устройства. У них наибольшая скорость печати, ресурс картриджа и наименьшая стоимость обслуживания и заправки. Обычно бывают черно-белыми, хотя существуют и цветные. Для печати используется специальный порошок, называемый тонер. Он наносится на лист бумаги в нужных местах, а затем закрепляется на ней путем нагрева и расплавления. Также есть cветодиодный принтер, который является параллельной веткой развития технологии лазерной печати.

Струйный принтер – самый подходящий вариант для печати цветных изображений, в том числе фотографий. В качестве печатающего вещества используется жидкая краска 4-х или 6-и цветов. Смешение этих красок в разных сочетаниях дает всю палитру при печати. Недостатком является опасность засыхания краски в картридже в случае длительного простоя и невысокая скорость печати. Однако такие принтеры дают наибольшее качество цветной печати, а также невысокую стоимость заправки при условии использования СНПЧ – системы непрерывной подачи чернил. Это система, при которой емкости с краской находятся рядом с принтером и подача в картриджи осуществляется по специальным трубкам.

Матричный принтер. Это наиболее старый и наименее удобный вариант. В нем для печати используется лента, пропитанная красящим веществом. Лента прижимается к бумаге специальными уголками в нужных местах и формирует из точек изображение. Главными минусами таких принтеров является: низкая скорость печати, качество и повышенный шум при печати. Однако они по-прежнему используются во многих организациях потому, что некоторые старые программные продукты могут печатать только на таких принтерах.

Принтеры подключаются к компьютеру через интерфейс USB или LPT (старые модели).

5. Сканер. Устройство для передачи информации с бумажного носителя в компьютер. Отсканировав изображение, мы получим картинку. В случае если сканируется текст и его нужно отредактировать, применяются специальные программы для распознавания текста. Одна из популярных программ, которая распознает текст со сканированного документа ABBYY FineReader, которая распространяется как платный программный продукт.

Сканеры подключаются через USB.

Клавиатура.

Практически ни одна программа не обходится без обращения к клавиатуре.

Программа может использовать клавиатуру по-разному. Она может задержать свое выполнение до тех пор, пока оператор не введет какое-нибудь число или пока не нажмет какую-нибудь клавишу. Выполняя некоторую работу, программа может периодически проверять, не нажал ли оператор на клавишу, изменяющую режим работы программы. Резидентные программы могут контролировать все нажатия на клавиши, активизируясь при нажатии определенной заранее комбинации. Можно использовать прерывание, вырабатываемое клавиатурой, например, для завершения работы программы. Клавиатура представлена в виде одной микросхемы, которая выполняет специализированные функции. Она отслеживает нажатия на клавиши и посылает номер нажатой клавиши в микропроцессор. Номер клавиши, посылаемый клавиатурным процессором, однозначно связан с распайкой клавиатурной матрицы и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиш. Этот номер называется скан-кодом (Scan Code).

Слово scan ("сканирование"), подчеркивает тот факт, что клавиатурный компьютер сканирует клавиатуру для поиска нажатой клавиши.

Но программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий обозначению на этой клавише ASCII-код. Этот код не зависит однозначно от скан-кода, т.к. одной и той же клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода. Это зависит от состояния других клавиш. Например, клавиша с обозначением '1' используется еще и для ввода символа '!' (если она нажата вместе с клавишей SHIFT).

Поэтому все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программным обеспечением. Как правило, эти преобразования выполняют модули BIOS. Для использования символов кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами.

Если нажать на клавишу и не отпускать ее, клавиатура перейдет в режим автоповтора. В этом режиме в центральный компьютер автоматически через некоторый период времени, называемый периодом автоповтора, посылается код нажатой клавиши. Режим автоповтора облегчает ввод с клавиатуры большого количества одинаковых символов.

Следует отметить, что клавиатура содержит внутренний 16-байтовый буфер, через который она осуществляет обмен данными с компьютером.