Что такое BIOS и какая его роль. Что такое биос в компьютере как он работает и как в него зайти

Наверное, многие слышали о такой составляющей персонального компьютера, как BIOS. Но мало кто представляет, для чего она предназначена, как работает и что такое BIOS в принципе. Между тем знание устройства и работы BIOS поможет вам лучше понимать процессы, протекающие в персональном компьютере, а также позволит понять, как обезопасить ваш компьютер от детских шалостей.

Понятие

Для начала рассмотрим, что такое BIOS. Само по себе это слово является аббревиатурой, которая расшифровывается как "базовое устройство ввода-вывода". Физически это устройство располагается на материнской плате персонального компьютера и содержит набор микропрограмм, служащих для предоставления доступа операционной системы к аппаратной составляющей компьютера, а также к остальным, подключенным к ней устройствам.

По своей сути BIOS обеспечивает первоначальную загрузку персонального компьютера, а также последующую загрузку операционной системы.

Производство

Естественно, производство чипа не является чей-либо монополией, однако даже в такой области производства, существуют различные версии BIOS, поставляемые различными компаниями на рынок.

Основными поставщиками этой микросхемы для ноутбуков, персональных компьютеров и серверов в настоящее время являются:

1. Phoenix Technologies.
2. Award Software.
3. American Megatrends (AMI).

Между ними существуют незначительные различия, и отдать предпочтение кому-либо одному достаточно тяжело, поскольку разница заметна исключительно в интерфейсе управления. По названиям фирм-производителей, соответственно определяются и версии BIOS.

Функции

Независимо от производителя, для Windows BIOS выполнят абсолютно одни и те же функции. После включения персонального компьютера или ноутбука происходит загрузка BIOS. И именно с этого начинается работа компьютера.

Сначала программа проводит запуск и проверку работоспособности. Первоочерёдной задачей стоит запуск всех микроконтроллеров и микропроцессоров на материнской плате. В ходе этого запуска происходит проверка всех контроллеров на работоспособность на низком уровне нагрузки. Если в ходе этой проверки возникнет сбой, то BIOS по возможности выведет сообщение на экран. Если это также невозможно, то через встроенный динамик программа подаст звуковой сигнал об ошибке. Для разных версий BIOS существуют различные таблицы описывающие значения сигналов.

Если все устройства проходят проверку на работоспособность, то BIOS производит поиск загрузчика операционной системы. Запускает её и передаёт ей управление. При запуске операционной системы она способна менять базовые настройки, указанные в BIOS. Во многих реализациях он способен производить загрузку операционной системы через различные вторичные интерфейсы, такие как USB или сеть.

Конфигурация

Для того чтобы увидеть настройки устройства на вашем компьютере, вам необходимо произвести вход в него. Настройка BIOS проходит не в среде операционной системы, а непосредственно перед её запуском. Во-первых, если ваш компьютер выключен, нажимаете кнопку включения питания. Если же вы уже работаете в операционной системе, то перед тем как войти в BIOS, вам потребуется перезагрузка компьютера.

Итак, ваш компьютер начал перезагрузку. Для того чтобы войти в утилиту, вам потребуется в нужный момент нажать нужную клавишу на клавиатуре. Загвоздка заключается в том, что у различных производителей компьютеров и BIOS для входа в интерфейс используются различные клавиши.

Наиболее расспространённые варианты входа - это нажатие следующих клавиш:

Если вы используете ноутбук или персональный компьютер известных брендов, то проблем со входом быть не должно. Однако отдельного упоминания заслуживает вход в Windows 8.

UEFI

Рассмотрим, как войти в BIOS с Windows 8. Наверное, многие сталкивались с проблемой входа на современных компьютерах. Дело в том, что на последних компьютерах с предустановленной Windows BIOS выпущен под совершенно новым форматом UEFI, обеспечивающим быструю загрузку операционной системы.

Для того чтобы попасть в BIOS на таких компьютерах, при перезагрузке необходимо нажать кнопку Shift, либо с помощью командной строки изменить параметры загрузки.

1. Если вы хотите воспользоваться первым вариантом, то при запуске компьютера удерживаем зажатой кнопку Shift. Появится меню, в котором переходим "Устранение проблем->Дополнительные параметры->Настройки встроенного UEFI". После этого опять отправляем компьютер на перезагрузку. Появится информационное окно с кнопками управления. Находите в нём вход в BIOS - Boot Setup, и вот у вас уже привычный БИОС.
2. Другой вариант немного проще. Если вы уже знаете необходимую кнопку для входа, то в Windows запускаете командную строку и вводите в ней shutdown.exe /r /o /f /t 00. Перезагружаете и попадаете в меню, в котором вам надо пройти по следующему пути: "Проблемы" - "Дополнительные опции" - "Настройки UEFI". И после очередной перезагрузки попадёте в стандартный BIOS.

Что внутри

Итак, вы попадаете в его основное меню системы ввода-вывода. Что позволяет сделать настройка BIOS?

• Настройку системной даты и времени персонального компьютера.
• Выбор режима работы аппаратуры (ускоренный или щадящий).
• Включение/дезактивацию оборудования встроенного в материнскую плату.
• Позволяет выбрать очерёдность оборудования, с которого производится загрузка операционной системы.
• Установку пароля для входа в систему.
• Изменение режимов загрузки Windows.

Однако перед внесением изменений помните, что неправильная настройка может привести к неработоспособности BIOS. Если вы сделали что-то неправильно, в нем имеется функция возврата к заводским установкам. Небольшой совет: если вы установили пароль для входа в операционную систему и забыли его, то сброс настроек удалит его. Если же вы хотите обезопасить компьютер не только от детей, но и от более-менее разбирающихся взрослых, то можете установить пароль и на BIOS. Однако даже эта проблема решается просто в стационарных компьютерах. Достаточно просто удалить батарейку с материнской платы, и все настройки полностью сбросятся.

Апгрейд

Если вы вдруг решили сделать обновление BIOS, убедитесь, что хорошо подумали. Производить эту операцию стоит только в двух случаях:

1. Если вы собираетесь заменить элементы персонального компьютера. Для примера, если материнская плата поддерживает более мощный процессор, а текущая прошивка BIOS - нет. Также необходимо проверить совместимость материнской платы с новым процессором. Эту информацию можно всегда получить на сайте производителя.
2. По совету производителя. Эта ситуация возможна преимущественно для свежих материнских плат, когда обновление утилиты повысит совместимость, исправит некоторые ошибки и добавит новый функционал.

Существует несколько методов обновления. Некоторые из них уже морально устарели, поэтому рассмотрим только два актуальных на сегодняшний день способа.

1. Обновление BIOS через Windows. Для апгрейда в этом режиме вам потребуется узнать версию и модель вашей материнской платы. Затем на сайте производителя нужно скачать специальную утилиту, а также файл с обновлением для вашего BIOS. Утилита устанавливается на компьютер так же, как и любая другая программа. Затем запускается, и в большинстве случаев вам предложат выбрать источник обновления. Это может быть интернет, тогда программа сама проведёт поиск подходящего обновления, либо это будет скачанный вами самостоятельно файл.
2. Также обновление BIOS можно провести, не входя в операционную систему. У различных производителей существуют собственные программы, проводящие поиск доступных обновлений на различных носителях данных. Сама программа вшита в ПЗУ. Для её запуска необходимо во время начальной загрузки персонального компьютера нажать соответствующую кнопку. У разных производителей они могут различаться.

Заключение

Прочитав эту статью, вы узнали о структуре и назначении такой немаловажной части персонального компьютера и узнали, что такое BIOS. Прочитали о загрузке персонального компьютера, а также его первоначальной настройке, даже без операционной системы, о необходимости и способах обновления системы ввода-вывода при апгрейдах компьютера. Узнав, что такое BIOS, вы станете более компетентными в области компьютерных технологий. Это позволит вам не выглядеть дилетантом в чужих глазах.

Назначение BIOS
Базовая система ввода-вывода - BIOS (Basic Input Output System) представляет собой набор программ и данных конфигурирования, предназначенных для настройки ПК. Программы BIOS встроены в аппаратное обеспечение ПК и представлены тремя аппаратными компонентами - BIOS во флэш-памяти на системной плате, RTC CMOS RAM в чипе энергонезависимой памяти на системной плате, которая имеет постоянное питание от аккумулятора, а также расширениями BIOS, расположенными в памяти программ адаптеров устройств ввода-вывода (УВВ).
BIOS - наиболее оперативная часть программного обеспечения. В область ее задач входит выполнение подготовительных операций по обслуживанию аппаратного обеспечения ПК. Таким образом, система BIOS - это сложный "гибрид", объединяющий программы с аппаратным обеспечением ПК посредством аппаратно-программного интерфейса. Для реализации управления используется простой и эффективный механизм. Различные компоненты операционной системы и прикладных программ, реагируя на те или иные события в ПК, генерируют одно из прерываний, вызывающих функцию BIOS. Получив информацию о том, что следует делать, BIOS обращается по адресам портов к УВВ, снабжая их ценной информацией. BIOS не работает непосредственно с аппаратными средствами ПК, а использует сведения о том, как функционирует то или иное оборудование. Подобного рода "знания" заложены в базовую спецификацию BIOS. Следовательно, если появляются новые устройства и порты, отсутствующие в базовой спецификации BIOS, ее следует обновить, благо подобная возможность существует.
Загрузка операционной системы - одна из обязанностей BIOS. После включения ПК процессор напрямую обращается к BIOS, программы которой позволяют ввести в действие основные модули: ОЗУ, системные контроллеры, видеосистему, клавиатуру, контроллеры дисковых устройств и т.д.
После благополучного запуска Windows функции управления УВВ передаются программам операционной системы. Windows XP берет на себя большинство функций контроля и управления аппаратным обеспечением ПК, что существенно сужает сферу деятельности BIOS. Функции и стандартные процедуры BIOS
BIOS реализует следующие основные функции.
Обеспечивает самотестирование оборудования при включении электроэнергии, реализуя программу самотестирования ПК при включении электроэнергии POST (Power On SelfTest).
Позволяет инициализировать УВВ. Часть инициализации выполняется аппаратнопрограммными средствами, интегрированными в адаптеры УВВ.
Обеспечивает загрузку операционной системы, выполняет программу BOOT (загрузчик операционной системы).
Обрабатывает программные прерывания от УВВ и обслуживает функции. Для каждого стандартного периферийного устройства BIOS хранит программу обслуживания. Некоторые программы обслуживания устройств загружаются отдельно и хранятся в отдельной области дисковой памяти.

Обеспечивает настройку конфигурации ПК. Для этой цели BIOS располагает специальной программой установки параметров ПК- SETUP BIOS. В состав системы BIOS входит также ИМС, в которой хранятся параметры конфигурирования ПК.
Снабжает программами-драйверами аппаратные компоненты ПК, что позволяет обеспечить их взаимодействие с операционной системой при ее загрузке. Для диагностики ошибок при запуске системы используется POST (стандартная процедура BIOS), инициируемая соответствующей программой.
Индикация об ошибке, выявленной POST, отображается в виде сообщения на мониторе ПК. Наиболее грубые неисправности идентифицируются звуковыми кодами. Если сообщения об ошибках на экран монитора не поступают, то код ошибки может быть интерпретирован специальной платой POST, помещенной в разъем расширения системной платы (рис. 1.5). Код предоставит вам возможность определить адрес подпрограммы прерывания и код ошибки.
Плата POST содержит двухразрядный шестнадцатеричный дисплей, на котором отобра- жается код текущей тестовой проверки. Если произошел сбой тестовой программы, на экране отобразится код последней тестовой проверки.
Программа-загрузчик BOOT осуществляет поиск сектора загрузки на действующем основном устройстве загрузки. Необходимый критерий поиска сектора загрузки - сигнатура, которая должна завершаться шестнадцатеричным кодом 55AAh. В процессе выполнения кода загрузчика вызывается загрузочный сектор операционной системы, который загружает файлы ядра операционной системы.
Блок начальной загрузки - это первая запись на загрузочном диске. Он умещается в сек- тор размером 512 байт. Блок загрузки содержит очень короткую программу, предназначен- ную для активизации процесса загрузки операционной системы в ОЗУ ПК. В качестве устройства загрузки используется, как правило, флоппи-диск (А), привод жесткого диска (С, D) или CD-ROM. Кроме того, для загрузки могут быть использованы "ловушки" загрузчика BEV (Bootstrap Entry Vector). BEV представляет собой вектор, указывающий на внутренний код BIOS, который позволяет загрузить операционную систему без участия дисководов. BEV располагаются в ППЗУ расширений BIOS, например на интерфейсной плате Plug and Play Ethernet на шине ISA.
Для установки параметров ПК система BIOS располагает программой SETUP BIOS. Опции меню программы реализуют ручную настройку режимов работы аппаратного обеспечения. Для запуска программы достаточно во время выполнения POST удерживать нажатой клавишу Del или другую клавишу, указанную в "Руководстве пользователя".

Особенности работы с программой SETUP BIOS располагает двумя компонентами, предназначенными для настройки параметров ПК при загрузке системы. Аппаратный компонент - чип энергонезависимой памяти RTC CMOS RAM - предназначен для организации часов реального времени, а также для хранения данных настройки параметров ПК. Программа CMOS SETUP Utility, посредством которой эти данные можно изменить, хранится в энергонезависимой флэш-памяти. С помощью этой утилиты вы можете установить значения различных параметров, режимов работы системных устройств, а также УВВ.
Программа SETUP недоступна во время работы ПК.
Программу SETUP можно запустить при включении ПК или перезагрузке системы, т.е. практически сразу же после выполнения всех основных проверок POST. Для запуска SETUP следует во время выполнения POST нажать определенную клавишу или комбинацию клавиш. В табл. 1.2 представлены клавиши и комбинации клавиш, которые служат для запуска SETUP.
Таблица 1.2. Клавиши для запуска SETUP
Компания Клавиша или комбинация клавиш для запуска SETUP
AMI BIOS Del, F1, F2
Phoenix BIOS F2, Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Alt+S - старые версии
в режиме командной строки
Award BIOS Del, Ctrl+Alt+Del
Microid Research BIOS Esc
IBM Aptiva/Valupoint F1
Compaq F10>

BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода / вывода ) - это программа для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения функций ввода / вывода. Программа настройки BIOS может называтьсяBIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Часто используется сокращенные названия этой программы, например, BIOS Setup или просто Setup. Иногда программу настройки называют просто BIOS, но это не совсем корректно, поскольку Bios Setup - это один из компонентов BIOS.

BIOS выполняет следующие основные функции .

Производит самотестирование железа при включении напряжения питания, при этом запуская программу самотестирования компьютера при включении питания (Power On Self Test - POST) .

Он инициализирует устройства ввода-вывода (УВВ) . Часть инициализации производится именно аппаратно-программными средствами, которые интегрированы в адаптеры УВВ.

Обеспечивает загрузку оперативки и выполняет программу BOOT - загрузчика ОС .

Обрабатывает программные прерывания от устройства ввода-вывода и обслуживает их функции. Для всех стандартных периферийных устройств BIOS хранит программу обслуживания. Некоторые, из которых загружаются отдельно и также хранятся в отдельной области дисковой памяти.

Предоставляет настройку конфигурации компьютера. Для этого BIOS использует специальную программу установки параметров PC - Setup BIOS. В состав БИОС входит отдельная микросхема технологии CMOS или же компонент чипсета и в ней хранятся параметры конфигурирования компа - RTC RAM.

Обеспечивает взаимодействие аппаратных компонентов ПК с ОС при ее загрузке и с помощью программ-драйверов .

Флеш-память BIOS хранит программное обеспечение в виде “жесткого продукта” - Firmware. В отличие от Software, код программного обеспечения этого типа постоянно хранится на компьютере, благодаря чему для автоматического введения в действие программ БИОС достаточно просто включить питание компьютера. BIOS содержит программы следующих типов.

Программу самотестирования оборудования при включении напряжения питания – POST .

Программы расширения BIOS. Параллельно с самотестированием запускается программа инициализации (программирования) регистров контроллеров и адаптеров УВВ. Некоторые проверки, не включенные в старые версии БИОС, можно выполнить расширениями его на картах адаптеров УВВ.

Программу загрузки операционной системы. Инициализация завершается передачей управления программе-загрузчику операционной системы - BOOT.

Подпрограммы обработки прерываний от УВВ.

Подпрограммы обслуживания функций. Для каждого стандартного периферийного устройства во флеш-BIOS хранится подпрограмма обслуживания.

Программы-драйверы, предназначенные для взаимодействия ОС и аппаратного обеспечения при загрузке системы.

Программу настройки конфигурации компьютера - Setup .

Инициализация и тестирование узлов компьютера.

При каждом включении питания компьютера типа IBM PC (или совместимого с ним) и до начала загрузки операционной системы процессор компьютера выполняет процедуру BIOS под названием "Самотест по включению питания" - POST (Power On Self Test). Эта же процедура выполняется также при нажатии на кнопку RESET или комбинацию клавиш Ctrl-Alt-Del. Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем компьютера (таких как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски и т. д.) перед загрузкой операционной системы. Это в некоторой степени застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на HDD. Однако, в настоящее время разрабатывается новая спецификация компьютеров PC 2001, предусматривающая уменьшение временного интервала от момента включения ПК до запуска дискового загрузчика до 7 сек (при наличии SCSI устройств - до 10 сек), в том числе и за счет сокращения процедуры POST, что, в общем, не должно радовать сборщиков/ремонтников компьютеров, да и вдумчивых пользователей, я думаю, тоже: лучше 2 минуты потерять, чем потом восстанавливать содержимое HDD или удивляться, почему компьютер стал так часто зависать. Пока же компьютеры продолжают радовать профессиональных сборщиков/ремонтников компьютеров своей встроенной процедурой POST, поэтому рассмотрим предоставляемые ею возможности для ремонта компьютеров.

Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует так называемый POST код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода компьютера. В случае обнаружения неисправности в тестируемом устройстве процедура POST просто "зависает", а предварительно выведенный POST код однозначно определяет, на каком из тестов произошло "зависание". Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST кодов полностью определяется глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST BIOS"а компьютера.

Адреса портов для вывода POST кодов зависят от типа компьютера: ISA, EISA - 80h, ISA-Compaq - 84h, ISA-PS/2 - 90h, MCA-PS/2 - 680h, некоторые EISA - 300h, однако в большинстве случаев (можно сказать, стандартно) используется порт 80h. Так как процедура POST появилась еще в IBM PC/XT с восьмиразрядной системной шиной ISA, то исторически так сложилось, что POST коды представляют собой всего один байт, который приводится в таблицах POST кодов в виде одноразрядных шестнадцатиричных чисел в диапазоне 00h-FFh (0-255 в десятичной системе счисления). Следует отметить, что таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, несколько отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS. Таблицы POST кодов можно найти на соответствующих сайтах производителей BIOS: для AMI это http://www.ami.com, для AWARD - http://www.award.com, иногда таблицы POST кодов приводятся в руководствах к материнским платам (например, руководства к платам P6SBA-P6DBS Supermicro).

Для отображения POST кодов в удобном для человека виде служат устройства под названием POST Card. POST Card - это обычная плата расширения компьютера, вставляемая (при выключенном питании!) в любой свободный (соответствующий ее разъему - ISA или PCI) слот и имеющая два семисегментных индикатора для отображения POST кодов. Ранее, до появления спецификаций PC 99 и PC 99A наиболее распространенными были POST Card для шины ISA. Сейчас, в связи с угрозой полной ликвидации шины ISA начали появляться более дорогие POST Card для шины PCI. Для нотебуков, вообще не имеющих шин ISA и PCI, выпускаются POST Сard, предназначенные для установки в LPT порт. Следует отметить, что для работы такой POST Сard требуется соответствующая поддержка со стороны BIOS"a нотебука.

Рис 1. POST Card для шины ISA. Авторская версия.

Самая простая POST Card для шины ISA от noname производителя отображает POST коды по фиксированному адресу 80h и не имеет переключателей для изменения этого адреса. Прохождение сигнала RESET компьютера на такой POST Card фиксируется по миганию точек семисегментного индикатора POST кодов либо отображается на нем специальными символами. Более дорогие POST Card имеют переключатели для выбора адреса порта POST кодов, а также дополнительные светодиодные индикаторы сигналов RESET и CLK системной шины и индикаторы наличия напряжений питания +5V(+3.3V), -5V, +12V, -12V. Такие POST Card выпускает, например, Ultra-X, Inc (http://www.uxd.com) для шин ISA - QuickPOST PC и PCI - QuickPOST PCI соответственно. Эта же фирма предлагает и POST Card для подключения к разъему LPT ноутбуков- MICRO POST. Очень интересна оригинальная POST-Probe PCI фирмы Micro2000, Inc (http://www.micro2000.com), на двух соседних сторонах которой под углом 90 градусов расположены разъемы для шин PCI и ISA. В ее комплект входит также дополнительный адаптер для подключения к экзотической у нас шине MicroChannel. Еще одним производителем POST Card является фирма DataDepot Inc (http://www.datadepo.com), выпускающая как простейшие POST Card (MiniPOST), так и более сложные - PocketPOST. Однако настоящим профессиональным инструментом можно назвать PHD 16 для шины ISA (Professional Hardware Diagnostics) фирмы Ultra-X, Inc. PHD 16 имеет два режима работы: диагностики и POST кодов, которые выбираются путем установки соответствующих перемычек. В режиме POST кодов генерируемые системой POST коды просто отображаются на двухразрядном семисегментном индикаторе PHD 16. Режим диагностики подразделяется на режим тренировки - длительного прогона тестов для обнаружения плавающих ошибок и режим отыскания и устранения серьезных повреждений полностью "мертвых" систем, при котором штатный BIOS материнской платы заменяется на ROM BIOS Ultra-X со специальным набором углубленных тестов. По мере выхода новых чипсетов материнских плат выходят и обновленные ROM BIOS Ultra-X. Результаты тестов PHD 16 отображаются в специальном коде на семисегментном индикаторе и дополнительных светодиодах, а при исправном видеоадаптере - и на мониторе компьютера. Более современная PHD PCI фирмы Ultra-X, Inc предназначена для шины PCI и в отличие от PHD 16 не нуждается во внешнем видеоадаптере, так как имеет встроенный стандартный видеовыход SVGA для отображения результатов тестов на мониторе.

Для того чтобы лучше понять, как пользоваться POST Card, рассмотрим типичную последовательность тестов, выполняемую процедурой POST:

Тестирование процессора.

Проверка контрольной суммы ROM BIOS.

Проверка и инициализация контроллеров DMA, IRQ и таймера 8254. После этой стадии становится доступной звуковая диагностика.

Проверка операций регенерации памяти.

Тестирование первых 64 кБайт памяти.

Инициализация видеоконтроллера. После этого этапа диагностические сообщения выводятся на экран.

Тестирование полного объема ОЗУ.

Тестирование клавиатуры.

Тестирование CMOS памяти.

Инициализация COM и LPT портов.

Инициализация и тест контроллера FDD.

Инициализация и тест контроллера HDD.

Поиск дополнительных модулей ROM BIOS и их инициализация.

Вызов загрузчика операционной системы (INT 19h, Bootstrap), при невозможности загрузки операционной системы - попытка запуска ROM BASIC (INT 18h); при неудаче - останов системы (HALT).

Перед тестированием компьютера при помощи POST Card необходимо определить фирму-производителя BIOS"а материнской платы: это можно сделать либо по наклейке на микросхеме BIOS, либо по надписям, которые выводятся на экран аналогичной исправной материнской платой. Затем следует найти соответствующую таблицу POST кодов для этого BIOS: AMI - http://www.ami.com, AWARD - http://www.award.com.

Последовательность действий при ремонте компьютера с использованием POST Card выглядит следующим образом:

Выключаем питание неисправного компьютера.

Устанавливаем POST Card в любой свободный слот материнской платы.

Включаем питание компьютера и считываем с индикатора POST Card соответствующий POST код, на котором "зависает" загрузка компьютера.

По таблицам POST кодов определяем, на каком из тестов возникли проблемы и осмысливаем вероятные причины.

При выключенном питании производим перестановки джамперов, шлейфов, модулей памяти и других компонентов с целью устранить неисправности.

Повторяем пункты 3,4,5, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.

При помощи программных утилит производим окончательное тестирование аппаратных компонентов, а в случае плавающих ошибок - осуществляем длительный прогон соответствующих программных тестов.

При ремонте компьютера без использования POST Сard пункты 2-4 этой последовательности просто опускают и со стороны ремонт компьютера выглядит просто как лихорадочная перестановка джамперов, памяти, процессора, карт расширения, блока питания, и в довершение всего- материнской платы. Если в крупных фирмах имеется большой запас исправных комплектующих, то для мелких фирм и частных лиц ремонт компьютера путем установки заведомо исправных компонентов превращается в сложную проблему. Еще тяжелее приходится инженерам сервисных служб, оперативно выезжающих к заказчику и вынужденных брать с собой целый чемодан запасных деталей. Бывает, замена компьютерных комплектующих под недоуменные вопросы клиента растягивается на целые часы и не всегда приводит к желаемому результату - приходится забирать системный блок или ехать за новой порцией исправных деталей.

Как же на практике осуществляется ремонт компьютера с использованием POST Card?

Прежде всего, при включении питания перед началом процедуры POST должен произойти сброс системы сигналом RESET, что индицируется на POST Card специальными символами или светодиодом. При неисправности компьютера в самом сложном случае сброс либо совсем не проходит, либо проходит, но никакие POST коды на индикаторе не отображаются. В этом случае рекомендуется немедленно выключить компьютер и вытащить все дополнительные платы и кабеля, а также память из материнской платы, оставив подключенной к блоку питания только собственно материнскую плату с установленными процессором и POST Card.

Если при последующем включении компьютера нормально проходит сброс системы и появляются первые POST коды, то, очевидно, проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера; возможно также, в неправильно подключенных шлейфах (особенно часто вставляют "вверх ногами" шлейф IDE). Вставляя последовательно память, видеоадаптер, а затем и другие карты, и наблюдая за POST кодами на индикаторе, обнаруживают неисправный модуль. При неисправной памяти для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов обычно останавливается на коде d4 (для старых плат 386/486 - на коде 13); с AWARD BIOS - на кодах C1 или С6. Бывает, что при этом неисправна не сама память, а, например, материнская плата - причина заключается в плохом контакте в разъемах SIMM/DIMM (согнуты/замкнуты между собой контакты), либо плохо, не до конца вставлена сама память в разъеме.

При неисправном видеоадаптере для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов останавливается на кодах 2C, 40 или 2A в зависимости от модификации BIOS, либо проскакивает эти коды без появления на мониторе соответствующих строк инициализации видеокарты (с указанием типа, объема памяти и фирмы-производителя видеоадаптера).

Аналогично, для компьютеров с AWARD BIOS при неисправности видеоадаптера последовательность POST кодов либо останавливается на коде 0d, либо проскакивает этот код (особенно часто это наблюдается на новых Pentium I/Pentium II материнских платах).

Если инициализация памяти и видеоадаптера прошла нормально, то, устанавливая по одной остальные карты и подключая шлейфы, на основании показаний индикатора POST Card определяют, какой из компонентов подсаживает системную шину и не дает загрузиться компьютеру.

Вернемся теперь к случаю, когда даже не проходит начальный сброс системы (на индикаторе POST Card в самом начале теста не появляются специальные символы, свидетельствующие о прохождении сигнала RESET или не загорается соответствующий светодиод). В этом случае либо неисправен блок питания компьютера (например, не формируется сигнал PWRGOOD), либо сама материнская плата (неисправны цепи формирования сигнала RESET).

Точную причину можно установить, подсоединив к материнской плате заведомо исправный блок питания.

Рассмотрим теперь случай, когда сигнал сброса проходит, но никакие последующие POST коды на индикатор не выводятся; при этом, как было описано ранее, тестируется система, состоящая только из материнской платы, процессора, POST Card и блока питания. Если материнская плата совершенно новая, то причина обычно заключена в неправильно установленных джамперах выбора частоты/умножения/типа процессора, иногда - неправильно установленном джампере Clear/Normal CMOS. Очень часто причиной неработоспособности является недожатие до упора процессора в Slot 1 либо перевернутое положение 486-го процессора. При этом, если питание на материнскую плату с неправильно вставленным процессором будет подано дольше, чем на 1-2 сек, возможен полный отказ как процессора, так и материнской платы.

Из практики можно утверждать, что использование POST Card вместе с хорошей реакцией инженера и быстрым отключением питания уже спасла жизнь не одному процессору и материнской плате.

Если все джамперы и процессор установлены правильно, а материнская плата все же не запускается, следует заменить процессор на заведомо исправный. Если же и это не помогает, то можно сделать вывод о неисправности материнской платы либо ее компонентов (например, причиной неисправности может являться повреждение информации во FLASH BIOS).

В заключении хотелось бы отметить, что главным достоинством POST Card является то, что она не требует для своей работы монитор, и тестирование компьютера при помощи POST Card возможно на ранних этапах процедуры POST, когда еще не доступна звуковая диагностика, да и на стадии звуковой диагностики POST коды значительно удобнее для восприятия, чем подсчет длительности и числа гудков компьютера. Можно сказать, что POST Card - это глаза и уши инженера-ремонтника компьютеров.

Кому же может пригодится POST Card? Прежде всего, сервисным инженерам, сборщикам компьютеров, продавцам в компьютерном магазине, системным администраторам, - всем, кому приходится решать возникающие с компьютерами проблемы в сжатые сроки. Незаменима POST Card и для профессиональных ремонтников материнских плат, полностью использующих диагностические возможности процедуры POST BIOS. Даже убежденные скептики после одно-двухкратного решения проблем при помощи POST Card уже не могли с ней расстаться, хватаясь за нее в сложных случаях, как утопающий хватается за соломинку. И, наконец, известно нетрадиционное использование POST Сard программистами, очень далекими от проблем hardware. Так как на индикаторе POST Card отображается состояние порта POST кодов, то программисты при отладке дополнительных модулей BIOS или программ промышленного автономного управляющего компьютера без монитора получают возможность отслеживать прохождение контрольных точек своей программы по индикатору POST Card, просто занося условные коды в регистр POST кодов. Например, при программировании на Turbo Pascal для того, чтобы отобразить число 5Ah на индикаторе POST Card, работающей по адресу 80h, можно использовать оператор:

port[$80]:=$5A;

И, наконец, предвосхищая вопросы о том, где же можно приобрести POST Card ? Промышленные производители POST Card относят оборудование для ремонта компьютеров в разряд профессиональных, поэтому, если вы располагаете суммой в $100-150 (а для PHD PCI цена доходит и до $1000), то можете заказать POST Card на сайтах вышеприведенных производителей. Вторым выходом из положения является самостоятельная сборка простейшей POST Card для шины ISA. Такая POST Card с индикатором ошибок в двоичном коде на 8 светодиодах содержит 4 широкодоступных ИС K555 (74LS) серии и может быть изготовлена даже начинающим радиолюбителем за 1-2 вечера, причем себестоимость изготовления минимальна.

Шина ISA все еще достаточно популярна, особенно, если учесть то обстоятельство, что предлагаемая для изготовления простейшая POST Card послужит для ремонта большого количества уже существующих компьютеров с шиной ISA. Стоит обратить внимание и на тот факт, что многие новейшие материнские платы с чипсетом I820 имеют один ISA слот. Поэтому, я думаю, простейшая POST Card для шины ISA найдет применение еще как минимум, 2-3 года. Кроме того, реализация POST Card для шины PCI достаточно сложна, так как требует специальных высокоскоростных ПЛИС и специально изготовленной печатной платы, и не доступна начинающему радиолюбителю.

Схема простейшей POST Card представлена на рисунке 2 , там же для облегчения монтажа имеется рисунок платы расширения с нумерацией контактов разъема ISA. На микросхемах DD2, DD3, DD4 выполнен дешифратор адреса устройства вывода с фиксированным адресом 080h, наиболее часто используемом для выдачи POST кодов. Поступающие с шины данных SD0-SD7 значения POST кодов фиксируются в восьмиразрядном регистре DD1 и отображаются в двоичном виде светодиодами HL0-HL7.

Для изготовления POST Card подойдет любая монтажная плата, имеющая хотя бы первую часть разъема ISA (контакты A1-A31, B1-B31). В крайнем случае можно использовать отпиленную от старого неисправного MIO или VGA адаптера нижнюю часть с разъемом ISA, прикрепив к ней при помощи двух винтов M3 небольшой кусок монтажной платы. Все соединения на монтажной плате выполняются тонким многожильным проводом МГТФ после установки дискретных элементов. В конструкции можно использовать микросхемы DD1 типа K555ИР23, DD2-K555ЛА2, DD3,4 - К555ЛЕ1, а также их аналоги из серий K1533, K1531, K531 (зарубежные 74LS, 74ALS, 74HC, 74F). Светодиоды HL0-HL7 необходимо расположить в один ряд в следующем порядке (слева направо):

HL7 HL6 HL5 HL4 HL3 HL2 HL1 HL0

Эти светодиоды будут отображать POST код в двоичном виде: зажженный светодиод соответствует логической 1, погашенный - 0. Для перевода получившегося двоичного кода в двухразрядный шестнадцатиричный вид, принятый в таблицах POST кодов, необходимо мысленно разделить светодиоды HL7...HL0 на две половины: старшую (HL7, HL6, HL5, HL4) и младшую (HL3, HL2, HL1, HL0), затем по таблице 1 определить для каждой половины свой шестнадцатиричный символ и мысленно объединить эти символы в правильном порядке: старшая половина соответствует старшему символу, а младшая - младшему. При некоторой тренировке всю эту процедуру можно производить в уме.

Таблица 1. Перевод двоичных POST кодов в шестнадцатиричные

После сборки POST Card необходимо протестировать. Для этого можно использовать любую программу, позволяющую заносить в устройство вывода по адресу 080h произвольные значения в диапазоне 00h-FFh, при этом необходимо убедиться в соответствии показаний индикатора POST Card выводимым в порт 080h данным. Такую программу можно получить здесь: posttest.zip (4 Кб), кроме того, ее можно использовать для обучения и тренировки при переводе POST кодов из двоичного вида в шестнадцатиричный.

Какие же усовершенствования можно предложить для простейшей POST Card? Прежде всего, желательно добавить регистр DD5 (K555TM2) со светодиодом HL8 для фиксации прохождения сигнала RESET (схема на рисунке 3 ). Сигнал RESET вырабатывается блоком питания компьютера при его включении, либо при нажатии на кнопку RESET. В случае полной неисправности материнской платы с установленным процессором может оказаться, что никакие POST коды этой системой не вырабатываются, а простейшая POST Card (рисунок 2 ) в таком случае будет отображать случайный мусор, который будет заноситься в регистр DD1 при каждом включении питания. Этот мусор может быть неверно растолкован как какой-то POST код. Если установить дополнительный регистр DD5 (рисунок 3 ), то при поступлении сигнала RESET и до записи первого POST кода в ИС DD1 все светодиоды HL0-HL1 POST кодов будут погашены высоким уровнем на выводе 1 DD1. Кроме того, по кратковременному вспыхиванию светодиода HL8 можно будет судить о прохождении сигнала RESET.

В качестве второго усовершенствования можно предложить введение дешифратора - преобразователя двоичного кода в семисегментный для отображения POST кодов на обычном двухразрядном семисегментном индикаторе. К сожалению, мне неизвестны стандартные одно-двухразрядные микросхемы для преобразования полного четырехразрядного двоичного кода в семисегментный, однако их можно заменить, например, программируемыми ИС. Схемы простейших семисегментных дешифраторов вместе с прошивками на K155PE3 публиковались в журнале "Радио" (например, "Радио" N 12 за 1987 год, стр 55). С некоторой избыточностью в качестве дешифратора можно также применить более доступные ИС УФРПЗУ K573РФ2(6). Однако, даже простейшая POST Card с отображением POST кодов в двоичном виде на 8 светодиодах существенно сократит время на диагностику неисправностей и, я надеюсь, значительно облегчит жизнь многим сборщикам/ремонтникам компьютеров!

БИОС — это сокращение «базовая система ввода вывода». Это гораздо больше, чем предполагает название. Можно подумать, что BIOS контролирует входную и выходную систему. Но BIOS делает гораздо больше. Сегодня, мы узнаем, что такое БИОС в компьютере.

БИОС уже был в наших компьютерах еще со времен DOS – дисковая Операционная система… еще до структурированных DOS, созданный Microsoft. Это один из самых важных компонентов компьютера, он регулярно появляющихся на вашем экране. Это сообщение также выглядит на самом базовом компоненте компьютера и объясняет, почему это требуется в компьютерах для его работы.

Что такое БИОС в компьютере

BIOS является прошивкой, короче говоря. Он хранится на чипе на части системной платы компьютера и в основном, представляет собой набор инструкций, которые выполняются, чтобы помочь загрузить операционную систему.

При включении компьютера, инициируются инструкции BIOS. Эти инструкции делают проверку оперативной памяти и процессор (на наличие неисправностей) на вашем компьютере.

Он проверяет RAM, проверяя каждый отсек, на работоспособность.

После проверки оперативной памяти и процессора, он проверяет наличие других устройств, подключенных к компьютеру.

Он распознает все периферийные устройства, включая клавиатуру и мышь, а затем проверяет параметры загрузки.

Варианты загрузки проверяются в последовательности, сконфигурированного на вашем BIOS: Загрузка с CD-ROM, загружается с жесткого диска, загрузки из локальной сети и т.д.

Он передает бразды правления компьютера в операционной системы путем загрузки основных компонентов операционной системы в оперативной памяти (ОЗУ) зарезервировано для операционной системы, после начальной загрузки.

Это не исчерпывающий список функций в BIOS. Он также проверяет CMOS и другие чипы, чтобы настроить дату и время на компьютере, а также для загрузки драйверов устройств в память. Он проверяет и загружает входные и выходные прерывания (сигналы) к оперативной памяти, так что операционная система знает, что происходит. Например, если пользователь нажимает клавишу запрос, прерывания создается и передается в BIOS, который посылает его в операционную систему. Операционная система решает, какие действия предпринять, в соответствии с запрограммированной инструкцией.

Почему Операционная система не может работать без BIOS. BIOS загружает драйверы жестких дисков и съемных дисков, так что они являются функциональными. Затем он загружает основные части операционной системы, такие как MBR, GPT диск и т. д., в память, так что Операционная система может продолжать нагружать себя.

Как зайти в BIOS компьютера.

Из-за большого разнообразия компьютерных и BIOS производителей над эволюцией компьютеров, существует множество способов, чтобы войти в BIOS Setup или CMOS. Ниже приведен список большинства из этих методов, а также другие рекомендации для входа в настройки BIOS.

Примечание: Apple, или Mac, компьютеры не имеют BIOS и вместо этого использовать в EFI, который не нуждается в модифицируется на основании аппаратных средств в компьютере, как BIOS. EFI обеспечивает лучшую интеграцию между аппаратным и программным обеспечением для компьютеров.

Компьютеры, произведенные в течение последних нескольких лет позволяют войти в программу настройки BIOS, используя одну из пяти кнопок, показанных ниже в процессе загрузки .

F1, F2, F10, DEL, ESC.

Как обновить БИОС

Для того, чтобы сделать компьютерную работу с этими устройствами, то BIOS должен быть обновлен. Если ваша операционная система не может обнаружить новое периферийное устройство, возможно потому, что BIOS не знает, как справиться с этим. Если у вас возникнут такие проблемы, советую проверить наличие обновлений BIOS.

Вы должны проверить версию BIOS в первую очередь. Это может быть сделано путем ввода BIOS во время загрузки, нажав DEL. Если у вас есть версия BIOS вашего компьютера, вы посетите веб-сайт производителя вашего компьютера, чтобы увидеть, есть ли обновленная версия BIOS. Если есть, то скачать его и запустить его. Процесс, как правило, стирая всю предыдущую информацию на чипе BIOS и переписать его с новой информацией.

Убедитесь, что у вас есть резервное питание во время обновления BIOS. Потому что, если компьютер выключается во время процесса, BIOS может быть поврежден, и вам потребуется техник, чтобы исправить это.

ВАЖНО: Если ваш компьютер работает должным образом, вам не нужно обновлять или прошивать BIOS. В любом случае, мы рекомендуем вам не пытаться обновить настройки BIOS самостоятельно.

Читайте, как получить доступ к настройкам BIOS или UEFI и как изменить их настройки . BIOS компьютера – это первое, что загружается во время запуска компьютера. Он инициализирует аппаратное обеспечение перед загрузкой операционной системы из жесткого диска или другого устройства. Многие низкоуровневые системные настройки компьютера доступны только в BIOS. Современные же компьютеры в основном уже идут с UEFI , которая является приемником традиционного BIOS. Но данные прошивки имеют много общего. Иногда даже интерфейс UEFI сложно отличить от BIOS.

Содержание:

BIOS и UEFI: в чём различие

BIOS расшифровывается как “Basic Input/Output System” («Базовая Система Ввода/Вывода» ) и является микропрограммой, которая хранится на чипе материнской платы компьютера. При включении компьютера, прежде чем он начнёт загружать операционную систему из жесткого диска, загружается BIOS который выполняет тестирование оборудования компьютера.

UEFI расшифровывается как “Unified Extensible Firmware Interface” («Расширяемый Интерфейс Прошивки» ), который пришел на замену традиционного BIOS. Данный интерфейс прошивки поддерживает загрузочные разделы размером более 2 ТБ, более четырёх разделов на одном жестком диске, загружается быстрее и имеет более современные функции и возможности. Например, только системы с UEFI поддерживают функцию “Secure Boot”, которая предотвращает взлом и несанкционированное использование ОС, защищает процесс загрузки от руткитов.

При обычном использовании компьютера для пользователя не имеет значения BIOS на компьютере или UEFI. Оба интерфейса управляют низкоуровневыми функциями оборудования и запускаются во время старта компьютера, предназначены для корректной инициализации аппаратного обеспечения при включении системы. Обе имеют интерфейсы, с помощью которых можно изменить большое количество системных настроек. Например, установить порядок загрузки, настроить параметры разгона, защитить компьютер с помощью загрузочного пароля, активировать поддержку виртуализации на аппаратном уровне, а также другие низкоуровневые возможности.

Как получить доступ к настройкам BIOS или UEFI

На разных компьютерах установлены разные способы доступа к BIOS или UEFI. Но, в любом случае понадобиться перезагрузить компьютер. Чтобы попасть в меню BIOS, необходимо нажать определённую клавишу во время загрузки компьютера. Как правило, то какую клавишу необходимо нажать указано на загрузочном экране компьютера: “Press F2 to access BIOS” , “Press to enter setup” , или пр. Наиболее распространёнными клавишами, которые необходимо нажать для того, чтобы попасть в BIOS являются: Del, F1, F2, F10 или Esc.

Часто, чтобы попасть в UEFI требуется нажать те же клавиши, что и для BIOS. Но чтобы узнать точно, лучше ознакомиться с руководством вашего компьютера или материнской платы.

На компьютерах с Windows 8 или 10, для доступа к UEFI может понадобиться перейти к загрузочному меню. Для этого выберите в меню Пуск вашего компьютера, удерживая клавишу Shift.

Компьютер перезагрузится в специальном загрузочном меню, в котором выберите Диагностика / Дополнительные параметры / Параметры встроенного ПО UEFI .

Как изменить настройки BIOS или UEFI

Как мы уже упоминали выше, вид меню BIOS или UEFI на разных компьютерах может отличаться. BIOS имеет текстовый интерфейс по которому можно перемещаться только с помощью клавиш стрелок, и делать выбор нажатием клавиши Enter. Клавиши, которые можно использовать в меню, в котором вы находитесь, указаны внизу экрана или справа (в зависимости от конфигурации прошивки).

UEFI обычно имеет графический интерфейс по которому можно перемещаться с помощью мыши и/или клавиатуры. Но на многих компьютерах всё ещё используется текстовый интерфейс даже с UEFI.

Будьте внимательны в меню BIOS или UEFI и вносите изменения в настройки только в том случае, если уверены в том, что делаете. Внося изменения в определённые настройки (особенно разгона), можно сделать работу компьютера нестабильной или даже повредить оборудование.

Некоторые настройки менее опасны чем другие. Например, изменение порядка загрузки (Boot Order или Boot Device Priority) менее рискованно, но и в результате их могут возникнуть сложности. Если изменить порядок загрузки и удалить жесткий диск из списка загрузочных устройств, то на компьютере не загрузится Windows до того момента, пока их порядок не будет восстановлен.

Даже если вы точно знаете, что ищете, на разных компьютерах, на разных BIOS и UEFI, одно и тоже меню может находится в разных местах и иметь другой вид. Поэтому лучше пользоваться вспомогательной информацией к каждому меню, которая расшифровывает то, что значит то или иное меню.

Например, меню «Enable Intel’s VT-x virtualization technology» обычно находится где-то в меню «Chipset» . Но на некоторых компьютерах его необходимо искать в меню «System Configuration» . Данное меню обычно имеет название «Virtualization Technology» , но также может называться “Intel Virtualization Technology” , “Intel VT-x” , “Virtualization Extensions” , или “Vanderpool” и т.д.

Если в вашем BIOS вы не можете найти необходимое меню, то посмотрите руководство к компьютеру, материнской плате или на сайте производителя.

После того, как необходимые настройки были осуществлены, необходимо выбрать “Save Changes” , чтобы сохранить внесённые изменения и перезагрузить компьютер. Также можно выбрать пункт “Discard Changes” , чтобы перезагрузить компьютер без сохранения изменений.

Если после изменения настроек в работе компьютера стали наблюдаться проблемы, то попробуйте найти в меню BIOS или UEFI пункт который называется “Reset to Default Settings” или “Load Setup Defaults” . Таким образом настройки BIOS или UEFI будут сброшены к таким которые установлены производителем по умолчанию, отменив все внесённые пользователем изменения.