BIOS (Basic Input/Output System) - базова система введення-виводу

Поняття та принцип роботи BIOS

Все має свій початок. Життя починається з народження, хліб — з колоска, робота — з навчання і т.д. По цьому діє слідуючий принцип: щоб одержати щось більше, потрібно почати з чогось меншого.

Так само йде справа і з комп’ютером. Щоб «пожвавити» його, необхідно заздалегідь примусити працювати дрібніший, але, проте, важливий механізм. Таким механізмом в комп’ютері є BIOS.

BIOS (Basic Input/Output System) — базова система введення — висновку — є набором спеціальних підпрограм, які використовує комп’ютер для ініціалізації тих, що комплектують, необхідних йому для первинного завантаження і подальшої роботи. Такими пристроями є процесор, оперативна пам’ять, клавіатура, відео карта та інші. Щоб управляти ними і використовується BIOS. Фактично це перше програмне забезпечення, що виконується процесором. Оскільки на початковому етапі завантаження комп’ютера зовнішні пристрої недоступні, BIOS зберігається на спеціальній мікросхемі (або двох мікросхемах — при використанні двох мікросхем застосовується назва Dual BIOS), яка розташована на материнській платі.

Як правішало, материнська плата містить три типу пам’яті, які зберігають в собі дані, необхідні для роботи BIOS і початкового завантаження комп’ютера.

• · Boot Block. Це спеціальна пам’ять, в якій находяться дані, необхідні для завантаження комп’ютера. Вони використовуються процессором тільки в случає пошкодження вмісту BIOS в результаті яких-небудь дій користувача або збою апаратури. Завдяки Boot Block можна завантажитися із спеціально підготовленого гнучкого диска з метою «перепрошивки» BIOS.
• · Мікросхема пам’яті, що зберігає BIOS. На даній мікросхемі находятся всі підпрограми BIOS. Вони відповідають не тільки за ініціалізацію тих, що комплектують комп’ютера і завантаження операційної системи, але і за подальшу взаємодію з нею у разі потреби доступу до того або іншого пристрою.
• · CMOS — пам’ять. Це особливий тип пам’яті, призначений для зберігання параметрів ініціалізації пристроїв комп’ютера. Крім того, тут же знаходиться всі настройки BIOS, які може змінювати користувачів (таймінги пам’яті, чистота шини, параметри жорсткого диска і ін.).

Дана пам’ять (на відміну від перерахованих вище) є енергозалежною. Щоб її вміст не стирався, на материнській платі встановлюється спеціальна акумуляторна батарея, енергії якої достатньо для підживлення CMOS-пам'яті.

Принцип роботи BIOS достатньо простий. Відразу після подачі живлення на процесор починає працювати спеціальна підпрограма BIOS, яка називається POST (Power-On Self Test). Вона тестує пристрої (оперативну пам’ять, відео карту, дисковод, жорсткий диск і ін.), необхідні для подальшого завантаження комп’ютера. Якщо виникають помилки, то видається відповідний звуковий сигнал (або серія сигналів) і / або текстове повідомлення (при робочій відео карти). Після цього завантаження комп’ютера припиняється до усунення виниклої несправності.

Якщо ніяких несправностей не виявлено, то управління передається підпрограмі завантаження операційній системі. Вона знаходить пристрій із завантажувальною інформацією (це може бути дисковод, жорсткий диск, привід компакт-дисків і ін.) і запускає операційну систему. Далі управління беруть на себе вбудовані механізми операційної системи.

Безпосередньо перед завантаженням операційної системи користувач може запустити програму BIOS Setup, яка дозволяє змінювати настройки в CMOS-пам'яті. Щоб це зробити, досить натиснути одну з наступних клавіш або поєднань клавіш: Delete, Esc Ctrl+Esc, Ctrl+Alt+Esc, Alt+F2 і ін. (Комбінація клавіш для запуску BIOS Setup залежить від версії і виробника BIOS).

Мікросхеми, в яких зберігаються підпрограми BIOS, можуть бути наступних типів:

• · ESCD (від англ. Extended System Configuration Data, розширені дані конфігурації) — область незалежної пам’яті для підтримки динамічної конфігурації пристроїв Plug and Play. При додаванні нового пристрою і при зміні настройок для існуючого на екрані монітора після таблиці конфігурації повинний з’явитися напис виду «Updating ESCD… Success», що означає успішне оновлення даних у області ESCD. Ця область BIOS автоматичний оновлюється при зміні конфігурації без втручання користувача.
• · NVRAM (від англ. Non Volatile, не тимчасова) — незалежна пам’ять. Існує декілька типів незалежної пам’яті. Два нижчеописаних — з їх числа.
• · EPROM (від англ. Erasable Programmable Read Only Memory) — мікросхема постійної пам’яті, вміст якої стирається за допомогою ультрафіолетового випромінювання.
• · EEPROM (від англ. Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) — мікросхема постійної пам’яті, вміст якої стирається за допомогою спеціального електричного сигналу. Дані в ній зберігаються і після виключення живлення. Спеціальний вид цієї пам’яті називається Flash ROM. Він може бути перезаписаний, знаходячись в комп’ютері, без застосування додаткових пристроїв на зразок програматора.
• · PP BIOS (Plug and Play BIOS) — BIOS, яка підтримує технологію Plug and Play. Вона обов’язково повинна бути записана в мікросхему Flash ROM. RTC (Real Time Clock) — годинник реального годині. Як правило, знаходяться в одній мікросхемі з пам’яттю CMOS (при відключенні живлення харчуються від того ж акумулятора).

Окремо варто згадати про виготовників BIOS. Що стосується персональних комп’ютерів, того найбільшого поширення набули Award BIOS (малий. 1.2., Додаток А) і AMIBIOS (мал. 1.3., Додаток А) відповідно від фірм Award Software і American Megatrends.

Приблизно в 2000 році з’явилася PhoenixBios (малий. 1.4., Додаток А), яка є модифікацією Award BIOS (приблизно цього року відбулося об'єднання двох фірм виробників — Award BIOS і Phoenix Technologies).Існує і безліч інших BIOS (наприклад, AMPTON, AST, BIOSTAR, COMPAQ), які в основному набули поширення на ноутбуках і кишенькових комп’ютерах.