Что такое биос и зачем он нужен. Что такое BIOS

Привет уважаемые читатели! Мне приятно видеть, что уже есть движенение на сайте. Вижу хоть и не огромною но все же посещаемость. Это дает толчок к написанию новых статей и обзоров. И сегодня будем разбирать что такое БИОС, как он работает, для чего вообще он нужен и насколько важен. Так что удобнее садитесь перед экраном и получайте очередную дозу познания вашего ПК.

В предыдущих статьях о , а также мы уже ознакомились с основными составными ноутбука, пора копать глубже, а именно биос, установка винды, реестр и т.д. И сегодня с Биоса и начнем. Итак в каждом ноутбуке есть небольшая микросхема, на которую еще при сборке ПК записывается небольшая програмка. Сама программа отвечает за первый запуск ноутбука, подготовке его для установки Windows. Называется сие обеспечение BIOS – базовая система ввода и вывода. Как только вы нажимаете кнопку пуска на вашем ноуте или на системном блоке, сразу же эта программа ищет и проверяет работоспособность отдельных устройств, смотрит с какого носителя запускать систему, и иногда выводит определенные запросы на монитор. Это как посредник между системой и аппаратными частями вашего ПК. Основными задачами биоса есть:

Включение и отключение некоторых встроенных устройств, а также их изначальная настройка.

Регулировка производительной частоты и напряжения ЦП.

Контроль температуры, управление работой вентилятора.

Переход ПК в энергосберегающие режимы и обратно.

Выключение и включение ноутбука.

Хотя сейчас операционные системы Виндовс, научились обходиться без БИОСа для таких задач, как СОН, ГИБЕРНАЦИЯ, БЛОКИРОВКА, обращаясь напрямую к железу компютера. Если эти функции отключить в биосе, то и для системы они будут недоступны.

Для просмотра и редактирования настроек BIOS предусмотрено специальное меню (BIOS Setap), которое вызывается в момент включения или при перезагрузке самой системы. Уже с завода, настройки программы сделаны оптимально по Defaults (по дефолту), но мы все же применяем некоторые изменения в основном это:

Задание приоритета загрузочным носителям.

Изменение режима контроллера жесткого диска при установке Windows 7.

Отключение неиспользованых или неисправных устройств.

Установка, изменение и отключение пароля на включение компютера. (не путать с паролем учетной записи).

Вызов меню настроек или вход в BIOS.

При включение, запуске компютера, когда система выдает один короткий сигнал из системного динамика, нужно нажать, определенную клавишу либо сочетание нескольких. Для этого вам выделяется пару секунд 2-3. Если не успеете или нажмете неправильную клавишу, система начнет грузиться с указанного носителя. Чтобы вам было проще знать что нажать система выдает подсказку вида: Press DEL to enter Setap – это предложение использовать клавишу Delete для входа в BIOS. В каждой модели ноутбука, зависимо от изготовителя применяется разные клавишы либо их сочетания для входа. Если подсказки нет, тогда посмотрите в инструкции, которая идет в комплекте с ноутбуком. Или воспользуйтесь
После удачного входа нашему взору предоставится примерно вот следующее окно:

Сразу скажу, это окно у каждого производителя может быть разное, даже в одной марки, в разных моделях, линейках ноутбуков, бывают разные Биосы. Все настройки и указания на английском языке, поэтому при незнании онного, пользуйтесь переводчиком, дабы избежать ненужных ошибок. Обращаем внимание на указатели внизу окна, в некоторых биосах, они могут быть с правой стороны окна. Итак: F1 — Вызов дополнительной информации, помощь. Esc — выгод с данного каталога на один уровень в верх, либо же выход совсем. Клавишы Select — это навигация по вкладкам и переход от одной строки к другой, обычно это стрелки навигации на клавиатуре или же F6 и F5 . F9 — Это настройки по дефолту, тоесть по умолчанию. Чтобы ваши изменения вступили в силу необходимо нажать F10 , а потом Enter . Теперь немного по вкладкам, чтобы вы имели общее представление, что, где и почему!

Вкладка Main в меню BIOS

Здесь вы имеете возможность изменять параметры настроек для времени и даты. С ее помощью, также можно делать откат для продления пробного периода Windows 7, а еще иногда при полной заряжонности вирусами, может помочь откат к задней дате.

Вкладка Advanced

Итак это вкладка с общими настройками для биоса, среди которых мы можем встретить:

Virus Warning — Защита загрузочного сектора жесткого диска от какких либо измененний на уровне bios.
CPU Internal Cache — Включение и отключение кеша первого уровня.
External Cache — Тоже самое, только второго уровня.
Swap Floppy Seek — флоппи-дисковод для загрузки.
HDD S.M.A.R.T. Capability — Включение технологии S.M.A.R.T. Эта опция дает дополнительную нагрузку на систему.
Security Option — Указывает на область действий паролей Биоса, будет он работать только при входе в биос или же при входе и в систему.
EzRestore — Отключение и включение возможности аварийного восстановления системы при разных неполадках.
Video BIOS Shadow — При включеном параметры значительно повысит быстродействие вашей системы. Копирование кода БИОС, отвечающего за работу с графикой в оперативную память.

Возможно я не все параметры указал, но они могут отличаться наличием от вашей версии Биоса. Если у вас есть другие и вы не знаете их предназначение пишите в комментариях, будем разбираться вместе.

Вкладка Security Option BIOS

Установка пароля, его изменение, отключение и возможность указать сферу влияния, для биоса только или же для всей системы.

Вкладка Power Option BIOS

Можно поставить, что при авирийном сбое электропитания компютер сам запустится. Для домашних ПК это не актуально.

Вкладка Boot Option BIOS

Здесь мы указываем порядок для загрузок системы с определенных носителей или накопителей. Даже если у вас указано, загрузка с сидирома или флеш-накопителя, система при отсутствии онного, загрузится с жесткого диска. Также при наличии внешнего загрузчика, надо подтвердить вход с него нажатием любой клавиши.

О вкладке Exit думаю писать не стоит, выход он и в Африке выход:). Теперь более подробно о загрузке Windows, и укащании приоритета для носителя. Чтобы на ваш компютер поставить Windoes для начала нужно указать откуда, с какого носителя будет подгружаться система, в нашем случае это DVD-диск. Запускаем наш ПК, как только увидим подсказку для входа в BIOS, как она выглядит я писал , сразу нажимаем соответствующую клавишу. После удачного входа нам надо войти во вкладку Advanced в некоторых случаях во вкладку Boot. Нам предоставлен список с возможных путей загрузок.С помощью стрелочек или же клавишами F6, F5 выбираем нужный вариант и нажимаем F10. Вот и все, такими несложными манипуляциями, вы указали путь загрузки системы с нужного места. Еще напишу немного о функции установления пароля. Итак переходим во вкладку Security, теперь кратко о её содержании.

System password — пароль, который надо вводить для включения и загрузки компютера.
Admin password или Setup password — пароль, который ставится на сам BIOS.
Internal HDD Password — ставится защита на жесткий диск, при этом сам диск шифруется на аппаратном уровне и не может быть прочитан без пароля, как на этом так и на другом компютере.

Когда вы будете задавать пароль, его нужно ввести два раза, так снижается риск неправильного ввода. Следует особое внимание уделять этому вводу, регистр и нажатие клавиш, так как это может привести к серъезным проблемам при утере или забытии пароля. Для пользователей ноутбуков скажу о проблемах, которые возникают при потере пароля. Сбросить его простым замыканием перемычки на плате не получится. Хотя сброс и возможен всегда, но в лучшем случае нужны «хитрые» программы, а в худшем — отпайка микросхемы с дальнейшей перепрошивкой на программаторе. Это придется делать в сервисных центрах и цена вас никак не обрадует от 20$ до 50$, так что подумайте дважды прежде чем что-то ставить и будьте предельно внимательны.

Ну вот и все, что я знаю и чем поделился с вами. Конечно при наличии проблем и вопросов, буду рад помочь и вместе разобрать вашу проблему.

Даже самые поверхностные пользователи ПК наверняка слышали о слове BIOS, о котором и пойдет сегодня речь. Мы разберем, что это такое биос и для чего он нужен в компьютере.

Немного поговорим о том, как его чаще всего используют обычные пользователи и специалисты в сервисных центрах проводя ремонт или диагностику нашего оборудования.

Что такое BIOS

Начнем с простого. BIOS (Basic input-output system - Базовая система ввода-вывода) – это совокупность микропрограмм, которые помогают настроить комплектующие системного блока, а так же загрузку ОС. На него даже можно посмотреть, если вскрыть корпус компьютера, то на материнской плате можно найти небольшую микросхему на которой хранится биос, не вооруженным взглядом понять о какой схеме идет речь достаточно сложно, но для наглядности смотрите картинку ниже.

Часто микросхему BIOS путают с батарейкой, которая отвечает за сохранность данных при выключение компьютера. То есть, когда мы выключаем компьютер, он же как-то должен запоминать сколько сейчас времени, какая картинка стоит у Вас на рабочем столе, в каком порядке расположены ярлыки и многие другие порой незначительные настройки.

Собственно, увидеть элемент, который отвечает за сохранность настроек намного легче, чем найти микросхему BIOS. Достаточно еще раз посмотреть на материнскую плату, на ней Вы увидите подобие батарейки в форме таблетки. Именно эта батарейка обеспечивает питанием некоторые элементы материнской платы после полного отключения компьютера от электросети в том числе и биос.

Иногда, пользователи попадают в ситуацию, когда просто необходимо сбросить настройки BIOS на настройки по умолчанию и сделать это из системы не получается. В такой ситуации находчивые пользователи просто вынимают батарейку из материнской платы на несколько минут и настройки полностью сбрасываются на заводские (если вы тоже так делаете, то не забывайте аккуратно устанавливать батарейку на место) .

BIOS бывает разным. Его внешний вид и функционал зависит от производителя. Так, например, можно выделить несколько типов:

Как зайти в BIOS

Для того, чтобы зайти в него на различных компьютерах используются разные клавиши и их сочетания. Перечислим самые распространенные:

Ctrl+Alt+Esc.

Узнать какое сочетание подходит именно Вам не сложно. Как только Вы запустите компьютер в одном из углов экрана будет указано необходимое сочетание с пометкой BIOS или Press for setup.

Навигация BIOS

Теперь, когда вопроса как зайти в BIOS больше не возникает, стоит разобраться что же в нем можно делать и как им пользоваться. Базовыми элементами управления являются следующие клавиши:

(←), (→) – влево, вправо;
(↓), () – вверх, вниз;
Enter – выбрать;
Esc – назад, выйти.

На данный момент существую версии BIOS с красивым графическим интерфейсом, русификацией и возможностью управления мышкой, однако, на данный момент осталось еще очень много ПК с версиями BIOS, где управление осуществляется лишь с помощью клавиатуру. В любом случае ни в первой, ни во втором случае управление не вызовет у Вас затруднений.

Возможности BIOS.

Перейдем к том, что же можно сделать в BIOS. Чаще всего пользователи встречаются с BIOS в момент переустановки Windows, когда необходимо поменять загрузочный диск, однако, это не единственная его функция. Перечислим основные из них:

Включать и выключать некоторые устройства;
Выставить системное время;
Выставить загрузочный диск (можно поставить жесткий диск, флешку, привод);
Выставить параметры питания устройств;

Управление BIOS интуитивно понятно и просто для любого пользователя, поэтому проблем возникнуть не должно. Стоит лишь помнить, что, если Вы не уверены в том, стоит ли менять какую-либо настройку, то лучше оставьте все на своих местах. Однако, если все же настройки сбились, то Вы всегда сможете нажать клавишу «F9», чтобы восстановить настройки по умолчанию.

Вы слышал о биос, его ошибках или материнских платах с двойным BIOS, но разобраться в этих терминах самостоятельно практически невозможно.

Аббревиатура звучит как-то странно. Поэтому чтобы ответить, что это такое, какая его роль, зачем он нужен и получить многие другие полезные сведения создано это руководство

Что такое биос

Он представляет собой программное обеспечение первого уровня — первая программа, которая запускается при включении компьютера, ноутбука, планшета и так далее.

Для того, чтобы лучше понять, что это программное обеспечение является первым, вы должны знать, что программы, установленные в вашей системе, такие как браузер, медиа-плеер или офисный пакет являются программами последнего уровня.

Операционная система является средним уровнем, потому что драйвера взаимодействуют с системными ресурсами, а биос непосредственно контролирует аппаратные средства.

Он предоставляет определенные услуги, которые позволяют пользователям настраивать параметры программ и компонентов последнего уровня и получать информацию от них.

Например, пользователь, через установленные программы может узнать скорость вращения вентиляторов, которые находятся на компьютере или от температуры различных компонентов, в том числе процессора и видеокарты.

Как работает биос и как с ним взаимодействовать

Биос относительно небольшая программа, с максимальным размером 16 МБ. Современные системы биос, оснащены пользовательским интерфейсом, в котором пользователь может настроить параметры аппаратного обеспечения, установить текущее время и другие незначительные настройки, такие как порядок загрузки устройств хранения данных.

Самые современные материнские платы, предлагает несколько вариантов настроек, например, изменение частоты или напряжения процессора, совместно используемую память между процессором и видеокартой, оперативную память и другие.

Настройка биос сложная и может быть опасной, если пользователь не знает точное влияние каждого параметра, то может выбрать неправильные значения для компонентов, которые имеют ряд ограничений.

Например, установка на очень высокое значение частоты процессора может привести к его перегреву, тем самым вызывая работу компьютера без остановки.

Для того, чтобы гарантировать, что внесенные изменения в безопасности, убедитесь, что вы знакомы с настройками оборудования, которые хотите изменить.

Еще один параметр, который относится к биос – сохранение настроек, когда система (компьютер или ноутбук) выключена.

Чтобы это сделать биос имеет небольшую емкость памяти CMOS, которая получает питание от батарейки, как на изображении ниже.

Когда речь идет о компьютерах, CMOS является тем, что чип памяти сохраняет настройки вашего компьютерного оборудования.

Если батарейка CMOS разряжается, то биос будет использовать настройки по умолчанию, а не те, что заданы пользователем.

Зачем нужен биос

Самая важная задача, за которую отвечает биос, при нажатии на кнопку питания, включить компьютер или ноутбук, запустить вентиляторы, проверить уровни напряжения в системе, запустить несколько тестов для оценки состояния компонентов системы, а затем загрузить драйвера и запустить процесс загрузки операционной системы.

Если возникнут какие-либо ошибки в ходе этого процесса, то биос отобразит сообщение, информирующее о том, что что-то пошло не так. На картинке ниже вы можете увидеть пример возможной ошибки.

Перед тем как биос был изобретен в 1975 году, операционная система была первая программа, которая запускалась при запуске системы.

Это означало, что компьютер мог работать только с одной операционной системой, которая была встроена. Кроме того, если операционная система давала сбой, то весь компьютер ставал непригодным.

Использование биос обеспечивает дополнительную гибкость, позволяя пользователям устанавливать любую операционную систему, которую они хотят или восстановить текущую в случае возникновения ошибок.

Что такое Dual BIOS

Биос на плате имеет чип памяти. Вы можете увидеть, этот чип в изображении ниже.

Технология Dual оснащена двумя микросхемами – основная и резервная. Если основная микросхема памяти повреждена, биос не сможет быть загружен. Поэтому некоторые производители используют двойные микросхемы.

Если основной биос повредится, перезагрузите компьютер и для загрузки системы будет использована резервная микросхема.

Что такое UEFI

UEFI это программа, которая может рассматриваться как современный и мощный биос.

Она играет ту же роль, что и биос, но имеет некоторые преимущества, такие как шифрование, дистанционная диагностика и ремонта компьютера, даже если не установлена операционная система.

UEFI стала популярной после выхода Windows 8, так как это была первая операционная система с большим количеством пользователей, которым предлагали встроенную поддержку UEFI.

Как и любой другой традиционной биос, UEFI настраивается производителем материнской платы, которую вы используете.

В случае планшетов и ноутбуков, в UEFI будет отображаться небольшое количество настроек. На картинке ниже вы можете увидеть, как это на планшете Surface Pro 2 от Microsoft.

Для компьютеров, UEFI имеет больше настроек, чем те, что на стандартном.

Заключение

Как можете видеть, прочитав эту статью, биос является основным компонентом любого компьютера, и зная, как его использовать, можете обеспечить большую гибкость и производительность.

Более продвинутые пользователи и ИТ-специалисты могут использовать его, чтобы получить максимально надежную работу для конкретного компьютера или устройства.

Если вы не являетесь экспертом, то настройки по умолчанию удовлетворят общие потребности пользователей, и ваша система будет работать должным образом.

Надеюсь, что этот учебник был полезным. Если у вас есть вопросы или некоторые идеи, не стесняйтесь использовать раздел комментариев ниже. Успехов.

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.

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.

Старшая половина HL7 HL6 HL5 HL4	Шестнадца- тиричный код старшей половины	Младшая половина HL3 HL2 HL1 HL0	Шестнадца- тиричный код младшей половины	Резуль- тирующий POST код

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!