Принцип роботи BIOS

Виробники BIOS

Найбільшого поширення набули програмні продукти компанії Phoenix Technologies Ltd., якими послуговується переважна частка персональних комп'ютерів. Компанія продає виробникам платформ BIOS двох торговельних марок: PhoenixBIOS та AwardBIOS. Останній було долучено до кошика компанії після поглинання у вересні 1998 року невеличкої тайванської компанії Award Software International Ltd.

Другий по використанню — AMIBIOS, розроблений компанією American Megatrends Inc.

В 1991 році співробітники, що покинули Phoenix Technologies, заснували нову компанію, що мала на меті розробку BIOS для мобільних платформ. Вона отримала назву SystemSoft Corp. Після низки змін власників до сьогодні дійшла компанія Insyde Software Corp., що пропонує здебільшого для ноутбуків та кишенькових комп'ютерів InsydeBIOS.

Існують проекти, що націлені на створення вільного BIOS, наприклад coreboot (раніше відомий як LinuxBIOS).

Також існує і безліч інших BIOS (наприклад, AST, BIOSTAR, COMPAQ, C&T, DTK, Philips, Quadtel та інші), які в основному набули поширення наприкінці 80-х, на початку 90-х років минулого століття.

Одразу після подачі живлення центральний процесор комп'ютера починає виконувати програму BIOS, яка міститься у відповідній мікросхемі. Власне, ця стадія стосується лише завантажувальної частини BIOS, яка називається Boot-блок. Програма завантажувального блоку обчислює контрольні суми BIOS й виходячи з цього приймає рішення про доцільність подальшої роботи у звичайному режимі. Позаяк у випадку невідповідності контрольних сум приймається рішення про пошкодження програмного коду BIOS.

При помилках BIOS, що можуть виникнути в результаті яких-небудь дій користувача або збою апаратури, управління передається спеціальній процедурі, на яку покладено функцію відновлення – Crisis Recovery. Ця процедура покликана в аварійному порядку прочитати з дискети, інколи навіть з жорсткого диска, файл BIOS, а потім записати його в мікросхему замість пошкодженого коду, тим самим відновивши стан персональної платформи до нормального.

На початковій стадії роботивиконується початкове тестування всіх вузлів та компонентів комп'ютера, яке називається POST (Power-On Self Test - самотестування після подачі живлення). Окрім цього, метою процедури POST є робота з програмними ресурсами персональної платформи: обчислення обсягу оперативної пам'яті, пошук та ініціалізація відео системи, послідовних та паралельних портів, накопичувачів на гнучких та жорстких дисках, додаткових пристроїв, що підключені до PCI та USB шин тощо.

Етапи ініціалізації та перевірки працездатності відстежуються засобами діагностики BIOS. Для цього процедури POST при переході від одного до іншого пристрою щоразу посилають у діагностичний порт (Manufacturing Test Port) спеціальні сигнали, що називаються POST-кодами. Деякі з них дублюються відповідними звуковими сигналами. В разі, коли виникають помилки, завантаження комп'ютера припиняється до усунення несправності. Про характер несправності можна зробити висновки, судячи з останнього POST-коду або звукового сигналу.

В своїй роботі процедури POST керуються налаштуванням BIOS, читаючи їх із CMOS-пам'яті – особливого різновиду пам'яті, призначеного для зберігання апаратної конфігурації комп'ютера. Крім того, тут же знаходяться всі налаштування BIOS, які може змінювати користувач - характеристики оперативної пам'яті, частота роботи процесора, параметри жорсткого диска і ін.

За допомогою спеціальної підпрограми CMOS Setup користувач може вказати параметри і режими функціонування окремих компонентів комп'ютера. Щоб це зробити, досить натиснути одну з наступних клавіш або їх поєднання: Delete, Esc, Ctrl + Esc, Ctrl + Alt + Esc, Alt + F2 і ін. Комбінація клавіш для запуску CMOS Setup залежить від версії і виробника BIOS. Інколи інформація про відповідну клавішу або комбінацію клавіш виводиться на екрані.

Існує декілька зарезервованих клавіш, що дозволяють виконувати наперед визначене (by default) налаштування BIOS. Такою для сучасних AMIBIOS та AwardBIOS є клавіша Insert, за допомогою якої можна вибрати найбільш стабільний набір параметрів BIOS без запуску програми CMOS Setup. Інші комбінації клавіш викликають процедури оновлення BIOS: дозволяють виконати перепрограмування мікросхеми BIOS новішою версією програмного коду тощо.

На фінальній стадії виконується те, задля чого власне й розроблявся BIOS. В наперед заданий (один і той же для всіх персональних платформ) програмний сегмент записуються процедури обробки операцій введення та виведення даних. Це дозволяє операційній системі, коли вона перейме управління від BIOS, послуговуватись бібліотеками програм в оперативній пам'яті, що вже наперед розміщені там.

Якби всі програми самостійно намагалися опікуватися периферійними пристроями та містили б в собі подібні інструкції, то вони працювали не ефективно та займали б забагато місця. Окрім того, кожен новий пристрій потребував би повної модифікації існуючих програм. Щоб уникнути подібних проблем, велику частину роботи по обробці даних переклали на BIOS. Це, напевно, не вирішило всіх проблем, але щонайменше значно спростило їх вирішення.

Хоча сучасні операційні системи практично не використовують або взагалі не використовують можливості BIOS по обробці операцій введення-виведення, з розвитком технічного прогресу роль BIOS зовсім не зменшується. З введенням у дію стандарту ACPI одна із першочергових задач BIOS – підготовка та передача операційній системі методів керування ресурсами персональної платформи. Це додаткові можливості без яких не можливо уявити сучасний комп'ютер.

Фінальна стадія завершується завантаженням операційної системи. Управління передається програмі, що знаходиться в Boot-секторі (завантажувальному секторі) дискети, жорсткого диска, компакт-диска) або віддаленого носія, вказаного по мережі. Далі управління беруть на себе вбудовані механізми операційної системи.

Контрольні запитання

1 Які є мережеві базові системи введення-виведення?

2 NETBIOS став стандартом для РС LAN?

3 В яких пристроях зберігається BIOS?

4 Які компанії виробляють BIOS?

Лекція № 11

Інтерфейси

Інтерфейс (від англ. іnterface – поверхня розділу, перегородка) – сукупність засобів, методів і правил взаємодії (управління, контролю і т. д.) між елементами системи. Цей термін використовується в багатьох галузях науки і техніки. Під інтерфейсом розуміють не тільки пристрої, але й правила (протокол) взаємодії цих пристроїв. Наприклад клавіатура, миша, монітор є елементи інтерфейсу в системі “користувач-ЕОМ” (у свою чергу, і самі клавіатура, миша, монітор мають власні інтерфейси сполучення з комп'ютером).

Інтерфейси є основою взаємодії в сучасних інформаційних системах. Якщо інтерфейс якого-небудь об'єкту (персонального комп'ютера, програми, функції) не змінюється (стабільний, стандартизований), це дає можливість модифікувати сам об'єкт, не переробляючи його принципи взаємодії з іншими об'єктами.

В обчислювальний системі взаємодія може здійснюватися на користувальницькому, програмному і апаратному рівнях. Відповідно до цього інтерфейси можуть існувати як:

- спосіб взаємодії фізичних пристроїв;

- спосіб взаємодії віртуальних пристроїв;

- спосіб взаємодії людина-машина.

Інтерфе́йс користувача́ (англ. User Interface, UI, дружній інтерфейс) – засіб зручної взаємодії користувача з інформаційною системою.

З іншої сторони інтерфейс користувача – це сукупність засобів для обробки та відображення інформації, максимально пристосованих для зручності користувача. У графічних системах інтерфейс користувача реалізовується багатовіконним режимом, змінами кольору, розміру, видимості (прозорість, напівпрозорість, невидимість) вікон, їхнім розташуванням, сортуванням елементів вікон, гнучкими налаштовуваннями як самих вікон, так і окремих їхніх елементів (файли, папки, ярлики, шрифти тощо), доступністю багатокористувацьких налаштувань.

Графі́чний інтерфе́йс кори́стувача (ГІК, англ. GUI, Graphical user interface) – інтерфейс між комп'ютером і його користувачем, що використовує піктограми, меню, і вказівний засіб для вибору функцій та виконання команд. Зазвичай, можливе відкриття більше, ніж одного вікна на одному екрані.

ГІК — система засобів для взаємодії користувача з комп'ютером, заснована на представленні всіх доступних користувачеві системних об'єктів і функцій у вигляді графічних компонентів екрану (вікон, значків, меню, кнопок, списків і т. п.). При цьому, на відміну від інтерфейса командного рядка, користувач має довільний доступ (за допомогою клавіатури або пристрою координатного введення типу “миша”) до всіх видимих екранних об'єктів.

Вперше концепція ГІК була запропонована вченими з дослідницької лабораторії Xerox PARC в 1970-х, але отримала комерційне втілення лише в продуктах корпорації Apple Computer. У операційній системі AMIGAOS ГІК з багатозадачністю був використаний в 1985 р. В наш час ГІК є стандартною складовою більшості доступних на ринку операційних систем і програм.

Наприклад, ГІК використовують наступні операційні системи: Mac OS, Ubuntu, Microsoft Windows, NEXTSTEP, OS/2.

Контрольні запитання

1 Що Ви знаєте про інтерфейс користувача?

2 Чим відрізняється графі́чний інтерфейс користувача від текстового інтерфейсу?

3 Коли вперше була запропонована концепція графі́чного інтерфейса користувача?

Дата добавления: 2014-01-07