Архитектура ИС Лекция №5 BIOS

BIOS
- представляет собой элемент памяти, установленный на материнской плате.
BIOS — базовая система ввода/вывода, хранящаяся в ПЗУ, предназначена для изоляции операционной системы и прикладных программ от специфических особенностей конкретной аппаратуры.

BIOS
содержит программную поддержку стандартных ресурсов PC и обеспечивает конфигурирование аппаратных средств, их диагностику и вызов загрузчика операционной системы. ROM BIOS в значительной степени привязана к конкретной реализации системной платы.

Функции BIOS разделяются на следующие группы:
- Инициализация и начальное тестирование аппаратных средств — POST (Power On Self Test).
- Настройка и конфигурирование аппаратных средств и системных ресурсов - BIOS Setup.
- Загрузка операционной системы с дисковых носителей — Bootstrap Loader.
- Обслуживание аппаратных прерываний от системных устройств (таймера, клавиатуры, дисков) — BIOS Hardware Interrupts.
- Отработка базовых функций программных обращений (сервисов) к системным устройствам — ROM BIOS Services.

Современный ПК имеет ПЗУ с записанными в него следующими программами и данными:
программа системного монитора, организующая начальное взаимодействие узлов, периодический опрос клавиатуры и вывод на экран дисплея диалоговых сообщений;
программа самотестирования компьютера;
программа определения и установки конфигурации — Setup;
базовая система ввода/вывода — BIOS;
таблица прерываний.

POST - это самостоятельный тест помогает при идентификации ошибок
Во время выполнения программы POST на экране монитора появляется два типа сообщений:
1) Информационные
2) Сообщения об ошибках (на экране монитора и звуковые)

Информационные сообщения при включении ПК
Номер версии
BIOS
Информация
о системе
Название
производителя
Идентификационная
строка

После всех описанных операций на экран монитора выводится сводная таблица
сведений о конфигурации компьютера, в которой указывается следующее:
тип процессора;
идентификационный номер процессора (если номер есть);
тактовая частота процессора;
объем установленной оперативной памяти;
объем кэш-памяти;
сведения о форм-факторе дисководов для гибких дисков;
сведения об установленных IDE-устройствах;
тип видеосистемы;
обнаруженные последовательные и параллельные порты и их адреса ввода-вывода;
сведения об установленных модулях памяти;
сведения о платах расширения, включая устройства, поддерживающие и не поддерживающие стандарт Plug-n-Play.

Процедура самотестирования (POST)
В случае успешного завершения самотестирования обычно подается короткий одиночный звуковой сигнал. В некоторых случаях после успешного завершения процесса POST может вообще не подаваться никаких сигналов.

Процедура самотестирования (POST)
Если ошибки не критичны — сообщения о них будут выведены на экран, после чего загрузка компьютера может продолжиться.
Для определения причины ошибки при серьезных неполадках можно будет руководствоваться звуковыми сигналами, которые подаются через системный динамик компьютера после окончания процедуры POST.

В зависимости от ошибки пользователь может:
Нажать F1, чтобы проигнорировать ошибку и перейти к дальнейшему этапу загрузки
Нажать F2, чтобы зайти в SETUP
Нажать F4, чтобы согласиться с изменениями в конфигурации

Примеры звуковых сигналов
Один короткий сигнал — тестирование завершилось успешно, загрузка продолжается (некоторые системы при этом не подают никаких звуковых сигналов).
Звука нет, отсутствует изображение на экране — неисправен процессор или блок питания.
Один длинный непрерывный сигнал — неисправен блок питания.

Примеры звуковых сигналов
Два коротких сигнала — обнаружены незначительные ошибки, необходимо внести изменения в настройки параметров BIOS
Три длинных сигнала — ошибка контроллера клавиатуры.
Три коротких сигнала — ошибка памяти
Один длинный и один короткий сигнал — неверно работает оперативная память.
Один длинный и два коротких сигнала — неверно работает видеоадаптер.

Примеры звуковых сигналов
Один длинный и три коротких сигнала — ошибка видеосистемы (не подключен монитор или не работает видеоадаптер
Один длинный и восемь коротких сигналов — ошибка видеосистемы
Один длинный и девять коротких сигналов — ошибка считывания данных BIOS.
Четыре коротких сигнала — не работает системный таймер.

Примеры звуковых сигналов
Пять коротких сигналов — неверно работает процессор
Шесть коротких сигналов — неисправен контроллер клавиатуры
Семь коротких сигналов — проблемы с материнской платой.
Восемь коротких сигналов — неверно работает видеопамять.
Девять коротких сигналов - ошибка контрольной суммы при проверке содержимого BIOS

Примеры звуковых сигналов
Десять коротких сигналов - ошибка записи данных в микросхему CMOS.
Одиннадцать коротких сигналов - неверно работает внешняя кэш-память.
Повторяющиеся длинные гудки — неисправен или неверно подключен модуль оперативной памяти.
Повторяющиеся короткие гудки — неверно работает блок питания.

Загрузчик операционной системы
— это программа, которая считывает в оперативную память ядро операционной системы (ОС) и запускает программы, инициализирующие ее и передающие ей управление. После этого операционная система получает контроль над компьютером. Под ее управлением и идет вся дальнейшая работа.

boot.ini

Разделы жестких дисков
В начале жесткого диска обязательно располагается таблица его разделов, и если она пуста (разделы отсутствуют), то доступ к данным на диске становится невозможным
Доступ к данным осуществляется внутри каждого из существующих разделов, и способ этого доступа уже зависит от организации данных внутри раздела.

Разделы жестких дисков
Разбивку диска на разделы обычно осуществляют программой fdisk или ей подобной.
Существуют и специальные средства для разбивки дисков — например, программы Partition Magic или Acronis OS Selector.

Разделы жестких дисков
Некоторые операционные системы могут быть загружены только с первичного раздела жесткого диска.
Для операционных систем DOS или Windows необходимо также, чтобы этот раздел находился на первом физическом диске, если дисков несколько, и был помечен как активный.
В некоторых случаях играет роль также физическая удаленность раздела от начала диска.

Файловые системы
Доступ к данным на диске зависит, кроме прочего, от организации данных внутри каждого из разделов. Эта организация обычно называется файловой системой, так как данные в ней располагаются на диске в виде именованных последовательностей байт — т. н. файлов, а доступ к ним осуществляется с помощью обращения по этим именам

Файловые системы
FAT16 — файловая система, основанная на 16-разрядной таблице размещения файлов. Является родной для DOS и Windows 95, однако может использоваться практически во всех операционных системах.
FAT32 — усовершенствованная модификация FAT16, использующая 32-разрядную таблицу размещения файлов. Для системы характерно невысокое быстродействие.
HPFS — высокопроизводительная файловая система, разработанная для операционной системы OS/2. Может также использоваться в Windows NT ранних версий (до 3.5 включительно).

Файловые системы
NTFS — тоже достаточно высокопроизводительная файловая система, задуманная как конкурент HPFS. Эта система является родной для операционных систем Windows NT/2000/XP. Может также применяться в Linux, FreeBSD, BeOS и других системах, но, как правило, только в режиме чтения.
EXT2FS — очень компактная и производительная файловая система, являющаяся родной для операционной системы Linux. Может применяться также в системах FreeBSD, QNX и некоторых других.