Bios служит для. BIOS — что это? Как выглядит и где расположен биос
Если вы попали на наш сайт, то вы, скорее всего, не раз где-нибудь видели эту аббревиатуру из четырех латинских букв и задавались вопросом о том, что такое BIOS? Если это так, то мы попробуем вам вкратце рассказать об этом понятии.
Когда мы включаем компьютер, то вряд ли кто-то из нас задумывается о том, что его работоспособность обеспечивают всего лишь программы, содержащиеся в его электронных «мозгах». И не только те прикладные программы, которыми мы обычно пользуемся каждый день, например, редакторами, браузерами, играми, и.т.д. Ведь даже сама операционная система, в которой они работают, по сути дела представляет собой очень большую и сложную программу. Но для того, чтобы она заработала, необходим некий мостик, который связывал бы ее функции с возможностями компьютерного железа.
Именно таким мостом служит система BIOS. Эта аббревиатура расшифровывается как Basic Input/Output System, что в переводе с английского означает «базовая система ввода-вывода». Очень часто, правда, аббревиатура BIOS пишется кириллицей как БИОС. Это тоже устоявшееся в русскоязычной компьютерной публицистике название, поэтому в статье мы будем употреблять его наравне с традиционной английской аббревиатурой.
БИОС представляет собой набор микропрограмм, обеспечивающих базовые функции доступа к аппаратным возможностям компьютера, неважно, будь то стационарный десктоп или ноутбук. BIOS является фундаментом, на который опирается все прочее программное обеспечение компьютера, включая операционные системы и прикладные программы. Хотя наиболее сложные операционные системы, такие, как Windows, ныне умеют обращаться к аппаратной части компьютера, минуя стандартные возможности BIOS, тем не менее, значение BIOS как связующего звена между аппаратным и программным обеспечением до сих велико. К тому же на этапе загрузки ни одна операционная система не может обойтись без средств, предоставляемых БИОС.
Немного истории
Большинство персональных компьютеров, которыми мы привыкли пользоваться, относится к семейству IBM РС. Эта архитектура была разработана фирмой IBM еще в начале 80-x гг. В то время основными производителями микропрограмм системы BIOS для архитектуры PC были три фирмы:
- Phoenix Systems
- Award
И до сих пор БИОС разработки этих фирм используются чаще всего.
Следует, однако, иметь виду, что хотя в компьютерных устройствах, относящихся к какой-либо другой архитектуре, также используется системы, подобные BIOS, называются они по-другому. Таким образом, термин BIOS корректно использовать лишь для обозначения базовой системы ввода-вывода в компьютерных системах с архитектурой IBM. Первый аналог БИОС появился еще в далеком 1975 году в операционной системе CP/M, предназначенной для работы на компьютерах с процессорами фирмы Intel.
Не знаю, как для вас, а для меня процесс включения и загрузки компьютера – это некое сакральное действие, пусть и превратившееся благодаря своей частоте в рутинную процедуру. Процесс оживления бездушного «железа» микросхем и превращения его в послушный воле человека рабочий и развлекательный агрегат сродни некоему волшебству.
И начинает этот поистине магический процесс эта самая система BIOS. Она совсем невелика – размер постоянной памяти, занимаемой ею – всего около 1 Мб, что по нынешним компьютерным временам, оперирующими такими единицами измерения информации, как гигабайты и терабайты, совсем немного.
Пожалуй, самая важная функция БИОС, которую она начинает выполнять сразу же после включения компьютера в сеть – это проверка работоспособности всей аппаратной части компьютера. Подобная процедура проверки носит название процедуры POST. Если проверка работоспособности одного из компонентов компьютера завершается неудачей, то BIOS сообщает пользователю о том, что что-то не в порядке. Сообщение может выводиться на экран монитора, но на тот случай, если что-то не в порядке с самой видеосистемой компьютера, BIOS, кроме этого, подает ряд звуковых сигналов, по которым можно судить о характере неисправности. Помимо проверки компьютера при загрузке БИОС занимается также поиском специальных модулей ROM, которые расширяют возможности компьютера.
Проверив устройства на работоспособность, BIOS устанавливает низкоуровневые параметры работы каждого из них. Если проверка прошла успешно, то управление компьютером передается операционной системе (разумеется, в том случае, если она установлена на каком-либо доступном носителе).
Прочие функции BIOS
Вторая, не менее важная функция BIOS – это хранение данных об аппаратных характеристиках компьютера, а также пользовательских настроек, с помощью которых владелец компьютера или системный администратор может оптимизировать работу его аппаратной части. С этой ипостасью БИОС чаще всего сталкивается обычный пользователь.
Я имею в виду наверняка хорошо известный большинству читателей интерфейс настроек BIOS, так называемый BIOS Setup, в который можно попасть во время загрузки компьютера или ноутбука, нажав определенную клавишу (как правило, это Delete) на клавиатуре. Многие пользователи полагают, что собственно говоря, BIOS и есть этот самый интерфейс, но на самом деле это лишь средство общения ВIOS с пользователями. В интерфейсе настроек БИОС можно задать многие параметры работы различных подсистем компьютера – процессора, наборов чипсетов на материнской плате, памяти, видеокарты, контроллеров, шин, жестких дисков и дисководов. Очень часто эти параметры используются для «разгона» аппаратных устройств, таких, как процессор, оперативная память и видеокарта. На практике, однако, простому пользователю, не особо искушенному в тонкостях оптимизации компьютерного железа, наиболее интересны такие параметры, как установка системного времени и даты, а также приоритет выбора загрузочных устройств. Прочие же параметры вряд ли стоит трогать, если вы точно не понимаете их назначение, иначе ваш компьютер или ноутбук может попросту стать нефункциональным.
Ну и наконец, далеко не самой маловажной задачей БИОС является обеспечение доступа к различным устройствам со стороны прикладных программ. Собственно говоря, эта ипостась BIOS и являлась той функцией, для которой она изначально разрабатывалась. Об этом даже говорит само ее название – «базовая система ввода-вывода». BIOS содержит в своем составе драйверы для стандартных устройств ввода-вывода, а также специальный программный интерфейс (систему прерываний) благодаря которому обеспечивается управление устройствами и обращение на базовом уровне к процессору, портам ввода-вывода, контроллерам, видеосистеме и дисководам. Кстати говоря, многие устройства компьютера тоже содержат свою BIOS, но в данной статье имеется в виду лишь та BIOS, которая расположена на материнской плате, поскольку ее функции важнее всего для рядового пользователя.
В самых новых версиях БИОС также содержится специальная таблица данных SLIC, в которой содержится информация о лицензионном программном обеспечении.
Аппаратные особенности BIOS
Как и всякая программа, BIOS должна быть где-то записана и где-то храниться. Этим местом является особая микросхема на материнской плате. Для питания микросхем BIOS служит специальная батарейка. Раньше БИОС была намертво зашита в ПЗУ (постоянной памяти компьютера), и ее невозможно было поменять в случае необходимости. Разумеется, такая ситуация не устраивала многих – как производителей компьютерной техники, так и конечных пользователей. Поэтому теперь в большинстве современных материнских плат в случае выхода новых версий BIOS достаточно лишь обновить версию BIOS, находящуюся в специальной перезаписываемой СMOS – памяти. Этот тип памяти отличается малым потреблением энергии, благодаря чему информация, содержащаяся в BIOS, может храниться чрезвычайно долго. А причин для обновления версий БИОС может быть очень много – от обнаружения ошибок до необходимости внесения каких-либо новых функций или добавления поддержки нового оборудования.
В некоторых версиях BIOS также можно встретить ряд встроенных утилит, которые по своим возможностям могут конкурировать с аналогичными прикладными программами – например, проверка и форматирование диска. Существуют даже встроенные в БИОС антивирусы и браузеры.
Будущее BIOS
BIOS, как и всякая компьютерная технология, непрерывно развивается. В нее вносятся новые, ранее неиспользовавшиеся функции, а многие старые исчезают. Предлагаются (и не просто предлагаются, а уже широко используются) даже новые технологии, которые должны придти на смену традиционной BIOS, например, технология EFI (Extensible Firmware Interface). Тем не менее, эта технология пока не применяется повсеместно и традиционная BIOS до сих пор не сдает своих позиций.
Заключение
В качестве заключения, перечислим еще раз основные функции, которые выполняет BIOS в компьютере или ноутбуке:
- Проверка работоспособности материнской платы и периферийных устройств компьютера;
- Подготовка компьютера к загрузке операционной системы;
- Предоставление программам базовых средств доступа к аппаратным устройствам;
- Хранение данных о настройках оборудования и возможность изменения этих параметров.
Итак, если вы раньше пугались самой аббревиатуры BIOS, то, скорее всего, это уже в прошлом. Для конечного пользователя важно понимать, что БИОС является специальной программной оболочкой низкого уровня, на которой основывается работа программ более высокого уровня, и ее правильная настройка, а также своевременное обновление может улучшить параметры работы компьютера или ноутбука.
Многие пользователи считают, что компьютер загружает при помощи операционной системы, но на самом деле это верно только отчасти. В этом материале вы узнаете, как же на самом деле происходит загрузка ПК, и познакомитесь с такими важными понятиями, как BIOS, CMOS, UEFI и другими.
Вступление
Для многих людей работа с компьютером начинается после загрузки операционной системы. И это не удивительно, так как подавляющее большинство времени, современные ПК действительно используются при помощи удобной графической оболочки Windows или любой другой ОС. В этой, дружелюбной для нас среде, мы не только запускаем программы, приложения или игры, но и осуществляем настройки, а так же конфигурирование параметров системы под собственные нужды.
Но, не смотря на всю свою мультифункциональность, операционная система может не все, а в некоторых ключевых моментах, и вовсе попросту бессильна. В частности, это касается начальной загрузки компьютера, которая происходит полностью ее без участия. Более того, от успеха этой процедуры во многом зависит запуск самой ОС, который может и не произойти в случае возникновения проблем.
Для кого-то это может быть новостью, но в действительности Windows не отвечает за загрузку компьютера «от и до», она лишь продолжает ее на определенном этапе и заканчивает. Ключевым же игроком здесь выступает совершенно другая микропрограмма - BIOS, о назначении и основных функциях которой мы поговорим в этом материале.
Что такое BIOS и зачем она нужна
Ключевыми компонентами любого компьютерного устройства является связка процессора и оперативной памяти, и это неспроста. Процессор по праву называют сердцем и мозгом любого ПК, так как на него возложены все главные математические операции. При этом все команды и данные для вычислений, ЦПУ может брать только из оперативной памяти. Туда же он отправляет и результаты своей работы. С любыми другими хранилищами информации, например, с жесткими дисками, процессор напрямую не взаимодействует.
Вот здесь и кроется основная проблема. Для того, что бы процессор смог начать выполнять команды операционной системы, они должны находиться в ОЗУ. Но во время включения ПК оперативная память пуста, так как является энергозависимой и не может хранить информацию, когда компьютер выключен. При этом сами по себе, без участия системы, компьютерные устройства поместить нужные данные в память не могут. И здесь мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией. Получается, что для того чтобы загрузить ОС в память, операционная система уже должна быть в оперативной памяти.
Для разрешения данной ситуации, еще на заре эры персональных компьютеров, инженеры IBM предложили использовать специальную небольшую программу, получившую название BIOS, иногда называемую начальным загрузчиком.
Слово BIOS (БАйОС) является аббревиатурой от четырех английских слов Basic Input/Output System, что в переводе на русский означает: «Базовая система ввода/вывода». Такое название получил набор микропрограмм, отвечающих за работу базовых функций видеоадаптеров, дисплеев, дисковых накопителей, дисководов, клавиатур, мышей и других основных устройств ввода/вывода информации.
Основными функциями BIOS являются начальный запуск ПК, тестирование и первичная настройка оборудования, распределение ресурсов между устройствами и активация процедуры загрузки операционной системы.
Где хранится BIOS и что такое CMOS
С учетом того, что BIOS отвечает за самый начальный этап загрузки компьютера вне зависимости от его конфигурации, то эта программа должна быть доступна для базовых устройств сразу же после нажатия на кнопку включения ПК. Именно поэтому она хранится не на жестком диске, как большинство обычных приложений, а записывается в специальную микросхему флэш-памяти, расположенную на системной плате. Таким образом, доступ к BIOS и запуск компьютера возможен даже в том случае, если к ПК вообще не подключены никакие носители информации.
В самых первых компьютерах для хранения BIOS использовались микросхемы постоянной памяти (ПЗУ или ROM), запись на которые самого кода программы единожды осуществлялась на заводе. Несколько позже стали использовать микросхемы EPROM и EEROM, в которых имелась возможность в случае необходимости осуществлять перезапись BIOS, но только с помощью специального оборудования.
В современных же персональных компьютерах BIOS хранится в микросхемах, созданных на основе флэш-памяти, перезаписывать которые можно с помощью специальных программ прямо на ПК в домашних условиях. Такая процедура обычно называется перепрошивкой и требуется для обновления микропрограммы до новых версий или ее замены в случае повреждения.
Многие микросхемы BIOS не распаивается на материнской плате, как все остальные компоненты, а устанавливаются в специальный небольшой разъем, что позволяет заменить ее в любой момент. Правда, данная возможность вряд ли вам может пригодиться, так как случаи, требующие замены микросхемы BIOS очень редки и практически не встречаются среди домашних пользователей.
Флэш-память для хранения BIOS может иметь различную емкость. В прежние времена этот объем был совсем небольшим и составлял не более 512 Кбайт. Современные же версии программы стали несколько больше и имеют объем в несколько мегабайт. Но в любом случае на фоне современных приложений и мультимедийных файлов это просто мизер.
В некоторых продвинутых системных платах, производители могут установить не одну, а сразу две микросхемы BIOS - основную и резервную. В этом случае, если что-то произойдет с основным чипом, то компьютер будет загружаться с резервного.
Помимо флэш-памяти, в которой хранится сама BIOS, на системной плате существует и еще один вид памяти, который предусмотрен для хранения настроек конфигурации этой программы. Изготавливается он с применением комплементарного метало-оксидного полупроводника или CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Именно этой аббревиатурой и называют специализированную память, в которой содержаться данные о запуске компьютера, используемые BIOS.
CMOS-память питается от батарейки, установленной на материнской плате. Благодаря этому, при отключении компьютера от розетки все настройки BIOS сохраняются. На старых компьютерах функции CMOS-памяти были возложены на отдельную микросхему. В современных же ПК она является частью чипсета.
Процедура POST и первоначальная загрузка ПК
Теперь давайте посмотрим, как же выглядит начальный процесс загрузки компьютера, и какую роль в нем играет BIOS.
После нажатия кнопки включения компьютера, первым запускается блок питания, начиная подавать напряжение на материнскую плату. Если оно в норме, то чипсет дает команду на сброс внутренней памяти центрального процессора и его запуск. После этого процессор начинает последовательно считывать и выполнять команды, записанные в системной памяти, роль которой выполняет как раз микросхема BIOS.
В самом начале процессор получает команду на проведение самотестирования компонентов компьютера (POST - Power-On Self-Test). Процедура POST включает в себя несколько этапов, прохождение большинства которых вы можете наблюдать на экране ПК сразу после его включения. Последовательность происходящего перед началом загрузки операционной системы такова:
1. Сначала происходит определение основных системных устройств.
3. Третий шаг - настройка набора системной логики, или проще говоря, чипсета.
4. Затем происходит поиск и определение видеокарты. Если в компьютере установлен внешний (самостоятельный) видеоадаптер, то он будет иметь собственную BIOS, которую основная системная BIOS будет искать в определенном диапазоне адресов памяти. Если внешний графический адаптер будет найден, то первое, что вы увидите на экране, будет изображение с названием видеокарты, сформированное ее BIOS.
5. После нахождения графического адаптера, начинается проверка целостности параметров BIOS и состояния батарейки. В этот момент на экране монитора одна за другой начинают появляться те самые таинственные белые надписи, вызывающие трепет у неопытных пользователей из-за непонимания происходящего. Но на самом деле ничего сверхъестественного в этот момент не происходит, в чем вы сами сейчас убедитесь. Первая, самая верхняя надпись, как правило, содержит логотип разработчиков BIOS и информацию об ее установленной версии.
6. Затем запускается тестирование центрального процессора, по окончании которого на дисплей выводятся данные об установленном чипе: название производителя, модели и его тактовая частота.
7. Следом начинается тестирование оперативной памяти. Если все проходит удачно, то на экран выводится общий установленный объем ОЗУ с надписью ОК.
8. По окончанию проверки основных компонентов ПК, начинается поиск клавиатуры и тестирование других портов ввода/вывода. В некоторых случаях, на этом этапе загрузка компьютера может остановиться, если системе не удастся обнаружить подключенную клавиатуру. При этом на экран сразу же будет выведено об этом предупреждение.
9. Далее начинается определение подключенных к компьютеру накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и флэш-диски. Сведения о найденных устройствах выводятся на экран. В том случае, если на системной плате установлено несколько контроллеров от разных производителей, то процедура их инициализации может быть отображена на разных экранах.
Экран определения контроллера Serial ATA, имеющего собственный BIOS, с выводом всех подключенных к нему устройств.
10. На завершающем этапе осуществляется распределение ресурсов между найденными внутренними устройствами ПК. В старых компьютерах, после этого осуществляется вывод на дисплей итоговой таблицы со всем обнаруженным оборудованием. В современных машинах таблица на дисплей уже не выводится.
11. Наконец, если процедура POST прошла успешно, BIOS начинает поиск в подключенных накопителях Главной Загрузочной Области (MBR), где содержатся данные о запуске операционной системы и загрузочном устройстве, которому необходимо передать дальнейшее управление.
В зависимости от установленной на компьютер версии BIOS, прохождение процедуры POST может проходить с небольшими изменениями от вышеописанного порядка, но в целом, все основные этапы, которые мы указали, будут выполняться при загрузке каждого ПК.
Программа настройки BIOS
BIOS является конфигурируемой системой и имеет собственную программу настройки некоторых параметров оборудования ПК, называемую BIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Вызывается она нажатием специальной клавиши во время проведения процедуры самотестирования POST. В настольных компьютерах чаще всего для этой цели используется клавиша Del, а в ноутбуках F2.
Графический интерфейс утилиты конфигурирования оборудования очень аскетичен и практически не изменился с 80-ых годов. Все настройки здесь осуществляются только с помощью клавиатуры - работа мыши не предусмотрена.
CMOS/BIOS Setup имеет массу настроек, но к наиболее востребованным, которые могут понадобиться рядовому пользователю, можно отнести: установку системного времени и даты, выбор порядка загрузочных устройств, включение/отключение встроенного в материнскую плату дополнительного оборудования (звуковых, видео или сетевых адаптеров), управление системой охлаждения и мониторинг температуры процессора, а так же изменение частоты системной шины (разгон).
У различных моделей системных плат, количество настраиваемых параметров BIOS может сильно разниться. Наиболее широкий спектр настроек обычно имеют дорогие системные платы для настольных ПК, ориентированные на энтузиастов, любителей компьютерных игр и разгона. Самый же скудный арсенал, как правило, у бюджетных плат, рассчитанных на установку в офисные компьютеры. Так же не блещут разнообразием настроек BIOS подавляющее большинство мобильных устройств. Более подробно о различных настройках BIOSи их влиянии на работу компьютера мы поговорим в отдельном материале.
Разработка BIOS и обновление
Как правило, практически для каждой модели системной платы разрабатывается собственная версия BIOS, в которой учитываются ее индивидуальные технические особенности: тип используемого чипсета и виды распаянного периферийного оборудования.
Разработку BIOS можно разделить на два этапа. Сначала создается базовая версия микропрограммы, в которой реализовываются все функции, вне зависимости от модели чипсета. На сегодняшний день, разработкой подобных версий занимаются в основном компании American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, поглотившую в 1998 году тогдашнего крупного игрока на этом рынке - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).
На втором этапе, к разработке BIOS подключаются производители материнских плат. В этот момент базовая версия модифицируется и совершенствуется для каждой конкретной модели платы, с учетом ее особенностей. При этом после выхода системной платы на рынок, работа над ее версией BIOS не останавливается. Разработчики регулярно выпускают обновления, в которых могут быть исправлены найденные ошибки, добавлена поддержка нового оборудования и расширены функциональные возможности программы. В некоторых случаях обновление BIOS позволяет вдохнуть вторую жизнь в, казалось бы, уже устаревшую материнскую плату, например, добавляя поддержку нового поколения процессоров.
Что такое UEFI BIOS
Базовые принципы работы системной BIOS для настольных компьютеров были сформированы в далеких 80-ых годах прошлого века. За прошедшие десятилетия компьютерная индустрия бурно развивалась и за это время постоянно случались ситуации, когда новые модели устройств оказывались несовместимыми с определенными версиями BIOS. Что бы разрешать эти проблемы, разработчикам постоянно приходилось модифицировать код базовой системы ввода/вывода, но в итоге целый ряд программных ограничений так и остался неизменным со времен первых домашних ПК. Такая ситуация привела к тому, что BIOS в своем классическом варианте окончательно перестал удовлетворять требованиям современного компьютерного железа, мешая его распространению в массовом секторе персоналок. Стало понятно, что необходимо что-то менять.
В 2011 году, с запуском в производство материнских плат для процессоров Intel поколения Sandy Bridge, устанавливающихся в разъем LGA1155, началось массовое внедрение нового программного интерфейса для начальной загрузки компьютера - UEFI.
На самом деле первая версия данной альтернативы обычной BIOS была разработана и успешно использована компанией Intel в серверных системах еще в конце 90-ых годов. Тогда, новый интерфейс для начальной загрузки ПК назывался EFI (Extensible Firmware Interface), но уже в 2005 году его новая спецификация получила название UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сегодняшний день эти две аббревиатуры считаются синонимами.
Как видите, производители системных плат не особо спешили переходить к новому стандарту, до последнего пытаясь совершенствовать традиционные вариации BIOS. Но очевидная отсталость этой системы, включая ее 16-битный интерфейс, не возможность использовать более 1 Мб адресного пространства памяти, отсутствие поддержки накопителей объемом более 2 Тб и другие постоянные неразрешимые проблемы совместимости с новым оборудованием все же стали серьезным аргументом для перехода на новое программное решение.
Какие же изменения принес с собой новый загрузочный интерфейс, предложенный Intel и в чем его отличия от BIOS? Как и в случае с BIOS, основной задачей UEFI является корректное определение оборудования сразу после включения ПК и передача управления компьютером операционной системе. Но при этом, перемены в UEFI настолько глубоки, что сравнивать ее с BIOS было бы просто некорректно.
BIOS - это практически неизменяемый программный код, вшитый в специальную микросхему и взаимодействующий напрямую с компьютерным оборудованием с помощью собственных программных средств. Процедура загрузки компьютера с помощью BIOS проста: сразу после включения компьютера производится проверка оборудования и загрузка простых универсальных драйверов для основных аппаратных компонентов. После этого BIOS находит загрузчик операционной системы и его активирует. Далее происходит загрузка ОС.
Систему UEFI можно назвать прослойкой между аппаратными компонентами компьютера, с их собственными микропрограммами-прошивками, и операционной системой, что позволяет ей так же выполнять функции BIOS. Но в отличие от BIOS, UEFI представляет собой модульный программируемый интерфейс, включающий тестовые, рабочие и загрузочные сервисы, драйверы устройств, протоколы коммуникаций, функциональные расширения и собственную графическую оболочку, что делает его похожим на сильно облегченную операционную систему. При этом пользовательский интерфейс в UEFI современен, поддерживает управление мышью и может быть локализован на несколько языков, включая русский.
Важным преимуществом EFI является ее кроссплатформенность и независимость от процессорной архитекторы. Спецификации этой системы позволяют работать ей практически с любой комбинацией чипов, будь то архитектура х86 (Intel, AMD) или ARM. Более того UEFI имеет прямой доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера и платформенно независимые драйверы, что дает возможность без запуска ОС организовать, например, выход в интернет или резервное копирование дисков.
В отличие от BIOS, код UEFI и вся ее служебная информация может храниться не только в специальной микросхеме, но и на разделах как внутренних, так и внешних жестких дисков, а так же сетевых хранилищах. В свою очередь, тот факт, что загрузочные данные могут размещаться на вместительных накопителях, позволяет за счет модульной архитектуры наделять EFI богатыми функциональными возможностями. Например, это могут быть развитые средства диагностики, или полезные утилиты, которые можно будет использовать как на этапе начальной загрузки ПК, так и после запуска ОС.
Еще одной ключевой особенностью UEFI является возможность работы с жесткими дисками огромных объемов, размеченных по стандарту GPT (Guid Partition Table). Последний не поддерживается ни одной модификацией BIOS, так как имеет 64-битные адреса секторов.
Загрузка ПК на базе UEFI, как и в случае с BIOS, начинается с инициализации устройств. Но при этом, данная процедура происходит гораздо быстрее, так как UEFIможет определять сразу несколько компонентов одновременно в параллельном режиме (BIOSинициализирует все устройства по очереди). Затем, происходит загрузка самой системы UEFI, под управлением которой выполняется какой-либо набор необходимых действий (загрузка драйверов, инициализация загрузочного накопителя, запуск загрузочных служб и т.д.), и только после этого осуществляется запуск операционной системы.
Может показаться, что такая многоступенчатая процедура должна увеличить общее время загрузки ПК, но на самом деле все происходит наоборот. С UEFI система запускается гораздо быстрее, благодаря встроенным драйверам и собственному загрузчику. В итоге, перед стартом, ОС получает исчерпывающую информацию об аппаратной начинке компьютера, что позволяет запускаться ей в течение нескольких секунд.
Несмотря на всю прогрессивность UEFI, все же существует ряд ограничений, сдерживающих активное развитие и распространение этого загрузчика. Дело в том, что для реализации всех возможностей нового загрузочного интерфейса требуется полноценная его поддержка со стороны операционных систем. На сегодняшний день в полной мере использовать возможности UEFI позволяет только Windows 8. Ограниченную поддержку нового интерфейса имеют 64-разрядные версии Windows 7, Vista и Linux на ядре 3.2 и выше. Так же возможности UEFI используются в загрузочном менеджере BootCamp компанией Apple в собственных системах Mac OS X.
Ну а как же происходит загрузка компьютера с UEFI, если на нем используются неподдерживаемая операционная система (WindowsXP, 32-битная Windows 7) или файловая разметка (MBR)? Для таких случаев в новый загрузочный интерфейс встроен модуль поддержки совместимости (Compatibility Support Module), по сути, представляющий из себя традиционную BIOS. Именно поэтому, можно видеть, как многие современные компьютеры, оснащенные системными платами с UEFI, загружается традиционным способом в режиме эмуляции BIOS. Чаше всего это происходит потому, что их владельцы продолжают использовать разделы HDD с традиционной MBR и не хотят переходить к разметке GPT.
Заключение
Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционной BIOS, интерфейс UEFI способен на много большее, чем просто процесс загрузки. Возможность запуска рабочих сервисов и приложений, как на начальном этапе загрузки ПК, так и после запуска операционной системы открывает широкий спектр новых возможностей, как для разработчиков, так и конечных пользователей.
Но при этом говорить о полном отказе в ближайшее время от базовой системы ввода/вывода пока преждевременно. В первую очередь нужно вспомнить, что до сих пор большинство компьютеров находятся под управлением WindowsXP и 32-битной Windows 7, которые не поддерживаются UEFI. Да и жесткие диски, размеченные по стандарту GPT в большинстве своем можно встретить разве что в новых моделях ноутбуков на базе Windows 8.
Так что до тех пор, пока большинство пользователей в силу своих привычек или еще каких-либо причин, будут привязаны к старым версиям ОС и традиционным способам разметки винчестеров, BIOS так и будет оставаться основной системой для начальной загрузки компьютера.
Мы все имеем хоть малейшее представление о работе компьютера. Знаем что при включении компьютера загружается операционная система. Но далеко не все знают что происходит до загрузки операционной системы. В данной статье будет рассмотрено, что такое BIOS, его функции, как он работает.
При включении компьютера еще до загрузки операционной системы вступает в работу BIOS, который отвечает за запуск компьютера, тестирование компонентов компьютера, настройки параметров этих компонентов, осуществление функций ввода - вывода.
Без BIOS компьютер не поймет, откуда загружать операционную систему, как регулировать обороты вентиляторов, с какими параметрами запускать компоненты компьютера…
BIOS записан на микросхему флеш памяти.
Зайти в BIOS можно после включения питания компьютера нажав на клавишу DELETE, F2, либо другую. Это обязательно указано в инструкции к материнской плате.
В основном заходить в BIOS и настраивать его требуется при установке операционной системы и ремонте ПК. Помните что неправильная настройка BIOS может привести к поломке компьютера.
Какие же функции выполняет BIOS?
- Запуск компьютера и тестирование его компонентов. Так называемая процедура POST. Данная процедура запускается сразу после включения кнопки питания. Программа проверяет все компоненты компьютера и настраивает, готовя их к работе. Если обнаруживается неисправность, процедура POST выводит сообщение или звуковой сигнал.
- Настройка параметров системы. BIOS Setup. Пользователь в BIOS Setup может изменять параметры устройств и конфигурировать часть системы или систему в целом. Например, увеличить скорость работы ОЗУ, разогнать процессор. Сделать загрузку с оптического диска (Требуется при установке операционной системы).
- Поддержка функций ввода – вывода с прерываниями для клавиатуры, видеокарты, жесткого диска, портов ввода-вывода... Собственно отсюда и пошло общее определение BIOS как базовой системы ввода-вывода.
BIOS, как мы уже говорили, хранится на микросхеме флеш памяти. Соответственно BIOS можно перезаписать, перепрошить. Это означает, что на ее место будет записана более новая версия. За счет этого исправляются ошибки присутствующие в ее более ранней версии, а так же добавляются новые функции, или поддержка новых устройств.
Для каждой модели материнской платы в основном служит своя версия BIOS, в которой учтены все параметры и функции данной материнской платы. Например, на рынок вышли новые процессоры и более ранняя версия BIOS их не поддерживает. Делается перепрошивка и новые процессоры можно использовать. На сайте производителя должно быть указано, какие ошибки исправлены, и какие возможности добавлены в более новой прошивке.
Для питания нашей микросхемы памяти, на которой хранится BIOS, служит батарейка на 3 вольта. Она также отвечает за работу часов. Она обязательно установлена на всех материнских платах. К ней можно подобраться, открыв боковую стенку компьютера. Когда батарейка разряжается и больше не выполняет свою функцию, каждый раз при включении ПК сбиваются все настройки BIOS и время обнуляется. То есть батарейка отвечает за сохранность параметров BIOS, в том числе и внесенных пользователем параметров BIOS. Кроме этого из-за разряженной батарейки часто не запускается ПК, а пользователи думают, что это блок питания виноват, либо кнопка включения компьютера. В таком случае нужно купить батарейку и поставить ее вместо старой. После этого нужно задать параметры, если это необходимо.
Как же происходит запуск компьютера и тестирование его компонентов? Процедура POST.
После включения кнопки питания первым запускается блок питания. Если все питающие напряжения в норме, то центральному процессору поступает сигнал включения. Центральный процессор сам себя тестирует. После этого тестируется память ОЗУ. Далее начинается начальный тест железа. На данном этапе при нахождении ошибок появляется звуковой сигнал, так как видеосистема еще не инициализирована. После этого BIOS ищет устройства, которым может понадобится загрузка своего собственного BIOS. Таким устройством является видеокарта. Затем инициализируются и настраиваются периферические устройства, такие как мышь, жесткий диск. Потом BIOS в соответствии с собственным приоритетом выбирает указанное в BIOS устройство для того чтобы с него начать загружать операционную систему. Он находит на этом устройстве загрузочный сектор операционной системы и вызывает загрузчик операционной системы. Затем происходит загрузка операционной системы. Вот насколько важен BIOS.
Еще следует знать, что вход в BIOS может быть под паролем. Это делается для того чтобы вы не смогли внести изменений. Исправить это можно либо джампером очистки BIOS (далеко не на всех материнских платах установлен) соединяя разьемы отверткой, либо вытащить батарейку и вставить обратно. Все настройки будут сброшены.
Мы надеемся, данная статья дала вам ответы на ваши вопросы.
Любой более-менее продвинутый компьютерный пользователь должен знать, что такое BIOS, для чего он необходим и как его правильно настроить. На самом деле BIOS - это очень интересная вещь, с помощью него можно произвести настройку практически всех комплектующих системного блока. Ну а теперь давайте обо всём по порядку.
Что такое BIOS и для чего он нужен?
BIOS – это собрание микропрограмм, которые позволяют произвести настройку отдельных комплектующих системного блока, а также загрузчику операционной системы и прочую настройку важных параметров. Дословно BIOS можно назвать базовой системой ввода-вывода.Многие пользователи-новички спрашивают о том, где находится BIOS? BIOS находится в материнской плате и это неспроста, так как именно материнская плата отвечает за взаимодействие и работу всех комплектующих компьютера.
На фотографии выше вы можете посмотреть, как выглядит BIOS. Многие с нами согласятся, что вид BIOS несколько староват, а если быть до конца честными - «деревянный». Тем не менее, последние модели материнских плат фирмы Asus имеют достаточно красивый и современный дизайн, более того он русифицирован. В данной же статье настройку BIOS мы произведём на примере старого вида, так как это сложнее, да и главное, чтобы вы поняли суть BIOS. Если вы поймёте суть, как работать в BIOS со старым дизайном, то вам не составит труда разобраться в новом.
Функции BIOS
Как было сказано ранее, главная функция BIOS заключается в аппаратной настройке компьютера. С помощью BIOS вы можете:- Выставить системное время;
- Установить приоритет загрузки;
- Выставить параметры питания некоторых устройств;
- Включить или отключить некоторые устройства и т.д.
Работа с BIOS
Как попасть в BIOSДля того чтобы попасть в BIOS - нужно при перезагрузке или запуске компьютера зажать на клавиатуре клавишу «Delete» или «F1», в зависимости от материнской платы, после чего вы попадаете в BIOS.
Управлять в BIOS можно с помощью 5 кнопок:
- Стрелочки – помогают перемешаться по разделам и выбирать нужные параметры в настройках;
- Enter – открывает выбранный раздел или настройку;
- ESC – выход.
Что касается управления BIOS в новом дизайне материнских плат Asus, то оно осуществляется с помощью мышки. В принципе, в управлении как старого, так и нового BIOS - нет ничего сложного.
Как сбросить BIOS?
Иногда продвинутые пользователи производят сброс настроек BIOS. Это делается для того, чтобы вернуть настройки BIOS до заводских, в случае если внесённые ими изменения привели к проблемам в работе всего компьютера или отдельных устройств. Найдите в материнской плате контакты, которые подписаны как: CCMOS, Clear CMOS или же Clear RTC. У каждого производителя, а может быть даже и в каждой разной модели материнской платы могут быть свои варианты сброса настроек BIOS. Важно отметить, что любые работы по сбросу настроек BIOS нужно проводить при выключенном компьютере, а также при выключенном от питания системном блоке и других подключённых к нему устройств.
- Первый вариант сбросить BIOS – с помощью перемычки. Если же вы нашли перемычку, то она будет замыкать первый и второй контакты. Для сброса BIOS вытащите перемычку и замкните ею второй и третий контакты, секунд на 15, после чего переведите перемычку в первоначальное положение.
- Второй вариант – замыкание контактов. Существуют модели материнских плат, в которых для сброса BIOS нужно металлическим предметом замкнуть 2 контакта. Таким предметом может стать маленькая отвёртка. То есть при выключенном компьютере замкните на 15 секунд оба контакта, после чего уберите предмет замыкания и запустите компьютер, настройки BIOS будут сброшены.
- Третий вариант – с помощью батарейки. Для этого нужно найти батарейку, питающую материнскую плату. Опять-таки при полностью отключенном питании подденьте защёлку батарейки и извлеките её на 15 минут. После чего вставьте батарейку на место и запустите компьютер.
- Четвёртый вариант – нажать на кнопку сброса настроек BIOS. В некоторых моделях материнских плат сброс настроек BIOS происходит очень просто, для этого на материнской плате нужно нажать на соответствующую кнопку.
Перепрошивка BIOS
Прошивка BIOS. Как ни странно, но BIOS имеет свою прошивку, которую можно обновлять. Обновление прошивки позволит исключить некоторые проблемы с работой BIOS, а также с его настройками. Особой необходимости в обновлении прошивки нет, но если у вас есть проблемы в работе BIOS или вы владеете достаточными познаниями, чтобы произвести данную процедуру – то можете обновить прошивку BIOS. О том, как обновить BIOS читайте в мануалах, в которых данный процесс описан конкретно под вашу материнскую плату.
Скачать последнюю версию прошивки BIOS для своей материнской платы вы сможете с официального сайта её производителя. Как правило, перепрошивка BIOS производится через специальную утилиту, которая находится на диске с драйверами и настройками. Такой диск идёт в комплекте с материнской платой.
Подробнее об обновлении BIOS - .
Как правильно настроить BIOS
Итак, теперь давайте рассмотрим, как правильно настроить BIOS. Находясь в главном меню BIOS, стрелочками переведите курсор на часы и установите правильное время с помощью клавиш «PageUp» и «PageDown». Затем перейдите в настройки даты и с помощью тех же кнопок выставьте сегодняшние число, месяц и год. Это очень важно, так как на основе данной даты и времени работает как сама операционная система, так и большинство программ. Стоит отметить, что в BIOS установлен американский формат даты, поэтому сначала идёт месяц, день и год. Чтобы перейти в следующий раздел настроек – нажмите стрелочку вправо.
Во вкладке Advanced настраивать особо ничего не нужно, так как она отвечает за работу устройств, поэтому переходим к следующей вкладке.
Вкладка Security позволяет произвести настройку безопасности. Её мы также касаться не будем, так как для домашнего компьютера это не нужно, как, например, для офисного. Переходим в следующий раздел.
В разделе Boot вы можете настроить приоритет загрузки операционной системы. Мастера сайта сайт настоятельно рекомендуют произвести настройку загрузки, для того чтобы сократить время загрузки операционной системы. Если в качестве первичного устройства для загрузки ОС установлен CD-ROM, то перед тем как загрузить систему с жёсткого диска загрузчик проверит CD-ROM, а через несколько секунд, ничего не обнаружив, начнёт загрузку операционной системы с винчестера. В зависимости от модели материнской платы настройки приоритета загрузки будут иметь разные надписи. Первичный источник загрузки может называться: «1st Boot Device» или «First Boot Device». Установите курсор напротив данного параметра и нажмите «Enter». В появившемся меню стрелочками выберете пункт «Hard Disk» и опять нажмите «Enter». Затем перейдите к параметру «2nd Boot Device» или «Second Boot Device» и установите значение «CDROM». В параметре «3rd Boot Device» или «Third Boot Device» рекомендуем установить значение «Disabled».
Для того чтобы сохранить внесённые настройки, переходим в раздел «Exit» и выбираем пункт «Exit Saving Changes» и нажимаем «Enter». Если же вы хотите только сохранить настройки, не выходя из BIOS, то выберете пункт «Save Changes». Кроме того, вы можете загрузить из меню Биос настройки по умолчанию, выбрав «Load Setup Defaults» или выйти из BIOS без сохранения, выбрав «Exit Discarding Changes».
На этом необходимые настройки были внесены в BIOS.
В статьях на этом сайте уже были статьи, в которых мы вспоминали БИОС. Однако не все пользователи знают, что такое БИОС и зачем он нужен. В этот раз мы попробуем закрыть данный пробел и расскажем о том, что такое БИОС, зачем он нужен, какие функции он выполняет и как выполняют его настройку.
Слово БИОС появилось как транслитерация английской аббревиатуры BIOS, которая в свою очередь расшифровывается как «basic input/output system». Поэтому правильным русским названием БИОС является «базовая система ввода-вывода».
БИОС это набор программ, которые записаны на специально отведенную микросхему на . БИОС записывается еще на этапе производства. Поэтому он работает сразу после сборки компьютера. Самостоятельно ничего устанавливать не надо. Хотя вы можете обносить БИОС, загрузив новую прошивку от производителя материнской платы. БИОС запускается сразу после включения компьютера и выполняет действия необходимые для полной загрузки компьютера. Также БИОС создает связь между программным и аппаратным обеспечением.
Существует три основных производителя БИОС. Разработки этих компаний используются в большинстве компьютеров, ноутбуков и серверов. Это American Megatrends (AMI), Award Software и Phoenix Technologies.
Для того чтобы было понятней, что такое БИОС, мы рассмотрим основные задачи, которые выполняет данная система.
Запуск и проверка аппаратного обеспечения. БИОС запускается сразу после старта компьютера. После того, как данная система запустится, она начинает запуск и проверку остальных систем компьютера. Данная процедура называется POST (от английского Power-On Self-Test, самотестирование после включения).
Во время этого этапа БИОС проверяет целостность собственных программ, тестирует работу контроллеров на материнской плате, а также устанавливает некоторые их параметры. Если во время проверки были обнаружены ошибки, то загрузка компьютера будет остановлена, а на экран будет выведена информация о проблеме. Если вывести информацию н экран невозможно, то БИОС просигнализирует с помощью звукового сигнала.
Если процедура запуска и тестирования аппаратного обеспечения закончилась успешно, то БИОС переходит к следующему этапу – загрузке операционной системы.В настройках БИОС можно указать, какой накопитель нужно использовать для загрузки операционной системы. Современные компьютеры могут загружаться с дискет, компакт дисков, жестких дисков твердотельных накопителей. Более того, пользователь может указать сразу несколько накопителей, с которых можно загружаться. В этом случае БИОС будет пытаться загрузить операционную систему с первого накопителя, а в случае ошибке перейдет к следующему.
Простые драйверы. БИОС оснащена простейшими драйверами для общения с портами ввода/вывода, памятью и другими компонентами компьютерам. Эти возможности используются операционными системами во время загрузки или сбоев. Также некоторые простейшие операционные системы используют драйверы БИОС регулярно. Например, такими как MS DOS.
Базовая настройка компьютера. Также БИОС предоставляет интерфейс для выполнения базовой настройки компьютера. Этот интерфейс называется BIOS Setup, именно с ним большинство пользователей ассоциируют слово БИОС. Здесь пользователь может настроить такие параметры как: время и дата, включение и выключение компонентов интегрированных в материнскую плату, выбор накопителя для загрузки операционной системы, тактовые частоты и напряжения процессора и т.д. Для того Setup нужно нажать специальную клавишу на клавиатуре. Как правило, для этого используют клавиши Del, F1, F2 или Esc.
Замена для БИОС
БИОС разрабатывался довольно давно, поэтому на фоне современных технологий он выглядит довольно отставшим. Для его замены был разработан Unified Extensible Firmware Interface или UEFI. Сейчас разработкой данной технологии управляет консорциум компаний Unified EFI Forum.
Изначально данная технология носила название Intel Boot Initiative или Загрузочная Инициатива Intel. Она разрабатывалась для серверов на базе процессоров Itanium. Позже название было сменено на EFI, а еще позже на UEFI.
По сравнению с БИОС технология UEFI имеет массу преимуществ. Среди основных из них: отсутствие строгих аппаратных ограничений (классический БИОС поддерживал только 16-битный код и 1 мегабайт ), улучшенное взаимодействие с загрузчиком операционной системы, более продвинутая оболочка для взаимодействия с пользователем и поддержка загрузки с жестких дисков емкостью больше 2 терабайт.
