Самоконтроль при включении питания

Информатика

(название учебной дисциплины)

Для групп: ПК-11 и ПК-12

Преподаватель: Суховерхов Р.В.

ТЕМА: «BIOS базовая система ввода-вывода»

Краткий курс лекции

BIOS (Basic Input - Output System) или базовая система ввода-вывода - это самая главная программа на компьютере, которая сразу после включения проверяет, инициализирует комплектующие и передает управление операционной системе. Именно от настроек BIOS

зависит порядок работы и взаимодействия процессора, материнской платы, оперативной памяти, видеокарты и других комплектующие.

BIOS - это компьютерная программа, встроенная в микросхему на материнской плате компьютера.

Если CPU - это сердце компьютера, то BIOS - это его душа. BIOS компьютера хранится в специальной микросхеме, снабженной собственной памятью, прямо на материнской плате. Эта микросхема называется ROM BIOS или микросхема ПЗУ. Благодаря ей BIOS всегда доступен и ему для этого не нужны никакие накопители. К примеру, операционную систему нужно устанавливать на отдельный диск. Кроме того, у BIOS есть даже собственное питание в виде батарейки на материнской плате.

С помощью BIOS можно настроить работу отдельных комплектующих, например, тайминги для работы оперативной памяти, напряжение тока для отдельных комплектующих, скорость работы комплектующих, частоту процессора и многое другое. Также с помощью BIOS можно "откатить" некоторые изменения, вызвавшие сбои в работе ПК. Но все это стоит делать при наличии необходимых знаний либо предоставив компьютер в надежные руки специалиста.

Первая проблема, с которой можно столкнуться — это сам вход в BIOS.

На большинстве стационарных компьютеров это сделать легко, нажав кнопку Delete при включении. Иногда пользователи сталкиваются с тем, что не успевают нажать клавишу вовремя. Чтобы гарантированно войти в BIOS, нужно нажимать кнопку Delete циклически, несколько раз в секунду, пока компьютер включается.

С ноутбуками ситуация уже сложнее. По нажатию на кнопку Delete не всякий ноутбук войдет в BIOS, обычно надо нажимать F2.

Некоторые модели могут потребовать нажатия F1, F3 или F10.

Старые или редкие модели ноутбуков Dell или Lenovo иногда требуют совсем редкие клавиатурные сочетания — Ctrl+Alt+Enter, Ctrl+Alt+F3 или Ctrl+Alt+Ins.

Многие клавиатуры ноутбуков не имеют отдельных F-кнопок, поэтому нужно будет нажимать дополнительную кнопку Fn. Например, Fn+F2.

Модели SONY VAIO имеют специальную кнопку ASSIST, с помощью которой можно войти в BIOS.

Иногда, вследствие несовместимости комплектующих, например, центрального процессора и материнской платы, необходимо внести изменения в BIOS, а именно полностью заменит его версию или перепрошить (установить иную версию).

На многих новых ПК вместо BIOS используется UEFI - это практически тот же BIOS, но с более широкими возможностями и более удобным графическим интерфейсом.

Как правило, BIOS позволяет:
- получить информацию о комплектующих компьютера (модель, серийный номер и т.д.)
- отключить некоторые устройства (например, накопители)
- получить информацию о работе комплектующих (температуру процессора и видеокарты, частоту оперативной памяти и шины процессора, напряжение оперативной памяти и многое другое)
- изменить некоторые параметры работы комплектующих. Об этом в статье уже было упоминание.

В разных компьютерах BIOS может выглядеть по разному, но неизменно одно - это самая главная программа в компьютере и именно от него зависит то, как будет работать ваш ПК. В будущем планируется несколько статей, посвященных настройкам BIOS, также коснемся темы разгона. Надеюсь, что информация будет для вас полезной и интересной. До новых встреч на канале!

Одной из важных функций BIOS является загрузка системы (boot up). При включении РС его системная память пуста, но ему сразу же нужны команды, указывающие, что делать для запуска РС. Эти команды находятся в BIOS и всегда доступны.

При включении питания компьютер запускается системным BIOS. Далее приведены этапы типичной последовательности загрузки (boot sequence). Конечно, они могут несколько варьироваться в зависимости от производителей аппаратных средств и BIOS и особенно от имеющихся периферийных устройств.

Вот что происходит при включении питания РС:

1. Включается и инициализируется внутренний блок питания. Ему требуется некоторое время на стабилизацию выходных напряжений. Поэтому чипсет подает в процессор сигнал сброса до тех пор, пока не получит сигнал Power Good от блока питания.

2. Когда сигнал сброса снят, процессор может начать выполнение команд. Но при запуске в системной памяти нет ничего для выполнения. Процессор запрограммирован обращаться при запуске по одному и тому же адресу в системном BIOS ROM для выполнения программы загрузки BIOS. Обычно этот адрес равен FFFF0h. Поскольку до конца обычной памяти осталось всего 16 байтов, эта ячейка содержит команду перехода JUMP, которая адресует начало программы запуска BIOS.

3. BIOS выполняет самоконтроль при включении питания (Power-On Self-Test - POST). В случае любой фатальной ошибки процесс загрузки прекращается.

4. BIOS обращается к видеокарте. В частности, он отыскивает программу встроенного в видеокарту BIOS и выполняет ее. Обычно этот BIOS находится по адресу C000h. BIOS видеокарты производит инициализацию видеокарты. Обычно при этом на экране отображается информация о видеокарте. (Вот почему информация о видеокарте появляется раньше сообщений от самого системного BIOS.)

5. Затем BIOS проверяет наличие BIOS в ROM других устройств. Обычно по адресу C8000h обнаруживается и выполняется BIOS жесткого диска. При обнаружении программ BIOS других устройств они также выполняются.

6. BIOS отображает свой экран запуска (startup screen).

7. BIOS продолжает тестирование системы, включая проверку памяти, которая отображается на экране. При обнаружении ошибки BIOS выводит текстовое сообщение об ошибке.

8. BIOS выполняет "инвентаризацию системы", определяя имеющиеся в системе аппаратные средства. Современные BIOS имеют много автоматических параметров и определяет, например, временную диаграмму памяти в зависимости от типа найденной памяти. Многие BIOS могут также автоматически устанавливать параметры жесткого диска и режимы доступа. Некоторые BIOS отображают сообщение на экране для каждого обнаруженного и конфигурированного накопителя. После этого BIOS отыскивает и отмечает логические устройства (порты COM и LPT).

9. Если BIOS поддерживает технологию Plug and Play, он отыскивает и конфигурирует устройства Plug and Play и отображает на экране сообщение для каждого найденного устройства.

10. BIOS отображает сводный экран о конфигурации системы. Анализ этой страницы данных может помочь в диагностике проблем запуска, хотя он обычно появляется на экране лишь на короткое время.

11. BIOS начинает поиск накопителя для загрузки. Большинство BIOS имеет параметр, который управляет, должна ли система попытаться вначале осуществить загрузку с Флеш-носителя или с жесткого диска (C:). Некоторые BIOS позволяют также произвести загрузку с накопителя CD-ROM или других устройств в зависимости от настройки последовательности загрузки BIOS.

12. После идентификации целевого загрузочного накопителя BIOS отыскивает загрузочную информацию для запуска процесса загрузки операционной системы. Если определен жесткий диск, BIOS обращается к основной загрузочной записи (Master Boot Record - MBR) в первом секторе диска (цилиндр 0, головка 0, сектор 1); если определен гибкий диск, BIOS обращается по тому же адресу к гибкому диску за загрузочным сектором тома (volume boot sector).

13. Используя информацию из загрузочного сектора BIOS запускает процесс загрузки операционной системы. Управление передается загрузочному сектору. Если первое проверяемое устройство (гибкий диск, жесткий диск или др.) не найдено, BIOS переходит к следующему устройству и продолжает до тех пор, пока не находит загрузочное устройство.

14. Если загрузочное устройство не найдено, система обычно отображает сообщение об ошибке и останавливается. Выводимое сообщение зависит от BIOS и варьируется от простого "Нет загрузочного устройства" до загадочного "NO ROM BASIC - SYSTEM HALTED".

Рассмотренный процесс называется холодной загрузкой (cold boot), так как при запуске РС был выключенным, или холодным. Горячий запуск (warm boot) - это такой же процесс, но он инициируется для перезагрузки системы нажатием клавиш Ctrl+Alt+Del. В этом случае процедура POST пропускается и процесс загрузки продолжается примерно с этапа 8.

Самоконтроль при включении питания

При загрузке РС прежде всего BIOS выполняет самоконтроль при включении питания (Power-On Self-Test - POST). POST представляет собой встроенную диагностическую программу, которая проверяет наличие и правильность функционирования аппаратных средств до производства BIOS фактической загрузки. В ходе загрузки производится и дополнительное тестирование, например тест памяти, ход которого отображается на экране.

Программа POST выполняется очень быстро и незаметно, если, конечно, не обнаруживается проблема. При включении РС иногда подает звуковой сигнал и останавливается, не производя загрузку. Таким способом POST сообщает о какой-то неисправности в РС. Для этого привлекается динамик, так как в это время отобразить что-то на экране невозможно. Наборы звуков можно использовать для диагностики многих проблем с аппаратными средствами. Сигналы зависят от производителя BIOS; наиболее известны компании Phoenix, Award и American Megatrends Inc. (AMI).

Некоторые ошибки POST считаются фатальными, а другие - нет. Фатальная ошибка немедленно останавливает процесс загрузки; примером может служить ситуация, когда не обнаружено системной памяти. Фактически большинство ошибок POST при загрузке являются фатальными, так как POST тестирует важнейшие компоненты системы.

Программа POST также формирует расширенные коды, которые можно использовать для получения более подробной информации о возникшей проблеме. Можно приобрести специальную отладочную карту, которая вставляется в слот шины ISA и воспринимает отладочные коды, которые BIOS выводит по специальному адресу ввода-вывода - обычно 80h. Карта отображает эти коды и позволяет увидеть, где остановилась программа POST при появлении проблемы. Такие карты очень полезны для специалистов по сервису и ремонту РС.

Запускающий экран BIOS

При запуске системного BIOS после отображения сведений об видеоадаптере появляется запускающий экран, который обычно содержит следующую информацию:

Производитель BIOS и номер версии.

Дата BIOS:

Дата BIOS помогает определить его возможности, так как даты введения некоторых возможностей хорошо известны.

Клавиша программы настройки:

Клавиша или клавиши, которые необходимо нажать для входа в программу настройки BIOS. Обычно это клавиша Del или F2.

Серийный номер BIOS:

Обычно отображается внизу экрана. Так как BIOS адаптированы под конкретную материнскую плату, серийный номер можно использовать для определения конкретной материнской платы и версии BIOS.

Параметры BIOS, используемые для управления работой РС, должны храниться в энергонезависимой памяти, чтобы они сохранялись даже при выключении РС. Для этого применяется специальный тип памяти, называемый CMOS-память (CMOS memory) и небольшая батарея. Емкость CMOS-памяти невелика и обычно составляет 64 байта. Срок службы батареи составляет 10-15 лет. CMOS-технология (Complementary Metal Oxide Semiconductor) широко применяется при производстве интегральных микросхем - процессоров, чипсетов, DRAM-памяти и др. Отличительная особенность CMOS-технологии - ничтожная потребляемая мощность по сравнению с другими полупроводниковыми технологиями. Часто CMOS-память называют просто "CMOS", так как в первых РС для большинства компонентов применялись другие технологии.

Большинство современных микросхем производятся по CMOS-технологии, но название CMOS обычно употребляется только для CMOS-памяти BIOS.

В дополнение к стандартной CMOS-памяти для хранения системных параметров BIOS, поддерживающие технологию Plug and Play используют дополнительную энергонезависимую память для хранения расширенных данных о конфигурации системы (Extended System Configuration Data - ESCD). В ней регистрируются конфигурации ресурсов системных устройств, поддерживающих технологию Plug and Play.

Для программы настройки BIOS нет стандартного интерфейса; он варьируется у разных производителей и даже среди BIOS одного и того же производителя. При наличии всего двух крупнейших производителей BIOS (компании Award и AMI), можно было бы ожидать, что они общими усилиями разработают стандарт, но этого не произошло. Новейшие BIOS компании AMI рассчитаны на интерфейс Windows, а традиционные программы настройки опираются на текст и использование меню.

По мере усложнения РС появляется все больше параметров, которыми можно управлять. В общем, это неплохо, так как пользователь получает все больше средств для управления РС. Однако многочисленные параметры вносят и определенную путаницу. Старые РС имели очень простую программу настройки, которая иногда сводилась к списку из 10-12 вопросов, отображаемых на экране. В новых программах имеется несколько секций для структурной организации разных параметров. Большинство РС одного и того же "калибра" имеют аналогичные параметры, хотя они могут быть организованы по-разному.

Сигналы AMI BIOS

Обычно компьютер с AMI BIOS не подает звуковых сигналов, а выводит на экран мерцающее сообщение об ошибке. Только в том случае, когда видеокарта не работоспособна или возникла другая серьезная неисправность, РС подает звуковые сигналы.

Число сигналов	Что неисправно
Нет	Предполагается, что вы услышите минимум один сигнал. Если не подано ни одного сигнала, могут быть неисправными блок питания, материнская плата или динамик.
1	Один сигнал - все хорошо! На экране появляются сообщения. Если на экране ничего нет, прежде всего нужно проверить монитор и видеокарту. Правильно ли подключены кабели? Если все подключено правильно, на материнской плате могут быть неисправные микросхемы. Вначале выньте и заново вставьте все модули SIMM и произведите перезагрузку. Если проблема осталась, то неисправна одна из микросхем памяти на материнской плате. По всей вероятности придется заменять материнскую плату, так как эти микросхемы впаяны в материнскую плату.
2	В компьютере возникли проблемы с памятью. Прежде всего проверьте работоспособность видеосистемы. Если она исправна, на экране появится сообщение об ошибке. Если его нет, возникла ошибка паритета в первых 64 КБ памяти. Проверьте модули SIMM. Выньте их, вставьте снова и произведите перезагрузку. Если это не помогает, могут быть дефектными микросхемы памяти. Можно попробовать обменять микросхемы первого и второго банков. Именно в первых банках процессор находит первые 64 КБ базовой памяти. Посмотрите по руководству, какой банк является первым. Если все проверки памяти оказались успешными, по всей вероятности, придется заменить материнскую плату.
3	Аналогичны двум сигналам. Следуйте приведенной ранее процедуре.
4	Аналогичны двум сигналам. Следуйте приведенной ранее процедуре. Не исключено, что проблема вызвана дефектным таймером.
5	Неисправность на материнской плате. Попробуйте вынуть и вновь вставить модули памяти. Если это не помогает, следует проверить загрузку с другой материнской платой. Можно попробовать заменить только процессор, но это считается неэкономичным.
6	Не работает та микросхема на материнской плате, которая управляет клавиатурой. Прежде всего следует попробовать заменить клавиатуру. Если это не помогает, выньте и вновь вставьте микросхему, которая управляет клавиатурой, если, конечно, она не впаяна. Если звуковые сигналы по-прежнему подаются, по возможности замените микросхему. Если же микросхема впаяна, следует заменить материнскую плату.
7	По всей вероятности, отказал процессор. Либо замените процессор, либо приобретите другую материнскую плату.
8	Не работает видеокарта. Проверьте надежность ее подключения к шине. Если сигналы продолжатся, неисправна либо карта, либо память на ней. Лучше всего попробовать установить новую видеокарту.
9	Неисправен BIOS и его необходимо заменить.
10	Проблема кроется в CMOS-памяти. По всей вероятности придется заменять все микросхемы, связанные с CMOS-памятью. Лучше всего приобрести новую материнскую плату.
11	Неисправна память кэша и компьютер запретил ее. Можно реактивизировать кэш, нажимая клавиши <Ctrl> + <Alt> + <Shift> + <+>, но этого делать не рекомендуется. Лучше всего заменить память кэша.

Сигналы Phoenix BIOS

Звуковые сигналы Phoenix BIOS является более подробными по сравнению с сигналами AMI BIOS. Этот BIOS подает три набора сигналов, например 1 - пауза - 3 - пауза- 3. Получается комбинация 1-3-3 и каждый набор сигналов отделяется короткой паузой. Вам придется слушать и считать сигналы компьютера. При необходимости придется производить перезагрузку и повторно считать сигналы.

Серия сигналов	Что неисправно
1-1-3	Компьютер не может считать хранящуюся в CMOS-памяти информацию о конфигурации. Придется заменять материнскую плату.
1-1-4	Необходимо заменить BIOS.
1-2-1	Неисправна микросхема таймера на материнской плате. Требуется новая материнская плата.
1-2-2	Неисправна материнская плата.
1-2-3	Неисправна материнская плата.
1-3-1	Неисправна материнская плата.
1-3-3	Эта серия аналогична двум сигналам AMI BIOS. Придется заменять материнскую плату.
1-3-4	Неисправна материнская плата.
1-4-1	Неисправна материнская плата.
1-4-2	Неисправна часть памяти.
2-_-_	Любая комбинация сигналов после двух означает, что неисправна часть памяти и для проверки памяти нужно обратиться к специалисту.
3-1-_	Неисправна одна из микросхем на материнской плате. По всей вероятности, придется заменять материнскую плату.
3-2-4	Эта серия аналогична шести сигналам AMI BIOS: неисправен контроллер клавиатуры.
3-3-4	Компьютер не может найти видеокарту. Вставлена ли она? Если видеокарта на месте, попробуйте заменить ее на другую.
3-4-_	Видеокарта не работает и ее необходимо заменить на другую.
4-2-1	Имеется неисправная микросхема на материнской плате. Необходимо заменить материнскую плату.
4-2-2	Прежде всего следует проверить клавиатуру. Если с ней все в порядке, значит, неисправна материнская плата.
4-2-3	См. серию 4-2-2.
4-2-4	Неисправна одна из карт. Попробуйте вынимать карты по одной для выявления неисправной. Когда такая карта обнаружена, ее необходимо заменить.
4-3-1	Необходимо заменить материнскую плату.
4-3-2	См. серию 4-3-1.
4-3-3	См. серию 4-3-1.
4-3-4	Неисправны часы. Попробуйте запустить программу настройки, которая поставляется с компьютером, и проверьте время и дату. Если этого сделать не удается, замените батарею. Когда и это не помогает, замените блок питания. Может потребоваться замена материнской платы, но это случается редко.
4-4-1	Неисправны последовательные порты. Попробуйте вынуть и вновь вставить карту ввода-вывода или заменить ее. Если ввод-вывод реализован на материнской плате, запретите его с помощью перемычки (посмотрите по руководству, как это сделать), а затем вставьте карту ввода-вывода.
4-4-2	См. серию 4-4-1.
4-4-3	Неисправен математический сопроцессор. Для проверки его выполните тест-программу. Если он оказался неисправным, запретите или замените его.

Вопросы самоконтроля

1. Что такое BIOS и для чего он предназначается?

2. Какое устройство входящее в состав ПК включается первым?

3. Какие основные отличия BIOS от UEFI?

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 174; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!