Quá trình khởi động máy tính diễn ra như thế nào? Quá trình khởi động máy tính - từ bật nguồn đến khởi động hệ điều hành. BIOS là gì và tại sao cần thiết?
Trên thực tế, sẽ không thể mô tả “thuần túy” cách khởi tạo máy tính - trong nhiều hệ thống, điều này xảy ra với những khác biệt nhỏ và người ta phải tính đến bộ thiết bị, cài đặt trước, v.v. Nhưng về cơ bản, nó trông như thế này :
Chúng tôi bật nguồn - xảy ra quá trình thiết lập lại logic và bộ xử lý chung, bộ xử lý bắt đầu thực thi một tập lệnh ban đầu được lưu trữ trong ROM trên bo mạch chủ. Bộ này có thể được chia thành ba phần một cách hợp lý:
- Tự kiểm tra khi bật nguồn (POST) - chỉ chạy một lần và ngay sau khi bật nguồn. Kiểm tra này kiểm tra phần cứng để tìm lỗi tổng thể (chức năng của phần cứng nói chung). Một trong bước có thể nhìn thấy trên màn hình - kiểm tra bộ nhớ.
- Khởi tạo - chạy mỗi khi máy được khởi động lại (ví dụ: khi người dùng nhấn Ctrl-Alt-Del) - khởi tạo tất cả các thiết bị có sẵn trên bo mạch và trong các khe cắm mở rộng (ISA, PCI, AGP).
- Phần thứ ba chính là BIOS (HỆ THỐNG INPUT/OUTPUT BASIC) - hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản ở mức độ thấp. Một số hệ điều hành (DOS, Windows, v.v.) sử dụng các chức năng này. Thông thường, toàn bộ BIOS nằm trên một con chip riêng, được lập trình tại nhà máy, mặc dù trong các máy tính hiện đại, nó có thể được lập trình lại trực tiếp từ hệ thống. Những thứ kia. hiện đang sử dụng Bộ nhớ Flash.
Điểm đặc biệt của các BIOS hiện tại là chúng rất chậm (chậm hơn nhiều so với RAM thông thường). Do đó, nhiều hệ thống chỉ cần sao chép toàn bộ BIOS vào RAM.
Kiểm tra bộ nhớ là phần dễ thấy nhất của kiểm tra phần cứng trong giai đoạn POST. Nhân tiện, về khả năng hiển thị - bộ điều hợp video cũng là một thiết bị và nó chỉ cần được khởi tạo trước - để người dùng có thể xem quá trình thử nghiệm và khởi tạo thiết bị. Bạn cũng cần thiết lập chế độ (tốc độ làm tươi, độ phân giải) của màn hình. Suy cho cùng, card màn hình có thể được sản xuất bởi nhiều công ty khác nhau, và thậm chí mô hình khác nhau- ai, nếu không phải là BIOS của chính thẻ, biết chi tiết nó cần được khởi tạo như thế nào?
Mỗi card màn hình có BIOS riêng, được thăm dò về sự hiện diện của nó khi kiểm tra phần cứng. Lúc đầu BIOS hệ thống tìm kiếm video bằng các địa chỉ VGA ISA tiêu chuẩn - nếu không có bộ điều hợp ở đó thì nó sẽ được tìm kiếm trên PCI, sau đó trên AGP (hoặc AGP đầu tiên, sau đó là PCI - điều này được chỉ định trong cài đặt BIOS SETUP). Và nếu bios video được tìm thấy ở một trong các khe, thì quyền kiểm soát sẽ được chuyển đến khe đó.
Và nói chung, sự hiện diện của BIOS trên các bộ điều hợp khác nhau buộc BIOS hệ thống phải trao quyền kiểm soát cho chúng - trong trường hợp bộ điều hợp video, điều này sẽ kích hoạt một chế độ, v.v., trong trường hợp card mạng, khởi động từ mạng (trong trường hợp máy không có đĩa, khởi động từ xa từ mạng) - nếu có BIOS trên card mạng và sự hiện diện ổ cứng Ví dụ: BIOS có thể hỏi chúng ta sẽ khởi động như thế nào - từ mạng hay từ ổ cứng hiện có? Nếu bạn có bộ chuyển đổi SCSI, nó phải khởi tạo các thiết bị của nó (đĩa, ổ đĩa CD, ổ băng từ v.v.) và nếu có ổ SCSI nào thì cần hỗ trợ int13 để hệ thống có thể truy cập như ổ cứng thông thường. Mặc dù, việc khởi tạo thiết bị SCSI là tùy chọn - ví dụ: khi khởi động, nó có thể bị tắt - nếu thiết bị SCSI không khởi động được thì điều này là hợp lý.
Tiếp theo, tính khả dụng được kiểm tra ổ cứng(IDE) trên bộ điều khiển đầu vào/đầu ra, ổ đĩa mềm và các thiết bị ngoại vi tương tự khác. Bàn phím được kiểm tra và sau khi kiểm tra thành công, một tiếng bíp sẽ phát ra cho biết quá trình khởi tạo đã thành công (nếu không, kết hợp khác nhauâm thanh Tín hiệu BIOS báo lỗi và/hoặc báo cáo chúng trên màn hình).
Vì vậy, chúng ta có thể mô tả ngắn gọn về nó như sau: mọi thứ ngoại trừ SCSI, IDE, USB đều “hoạt động” ngay lập tức - ngoại trừ bộ điều hợp là bộ điều hợp video, được khởi chạy ngay cả trước khi bộ nhớ được kiểm tra.
Tiếp theo - nếu có các thiết bị khác trong khe ISA có ROM riêng (có BIOS) - chúng được khởi tạo ở giai đoạn kiểm tra thiết bị bên ngoài, sau đó chúng được kiểm tra và gán cho PCI (kiểm tra các thiết bị Plug and Play). Nhân tiện, PnP cũng có sẵn trên các bộ điều hợp ISA.
Chỉ sau đó việc kiểm tra sự hiện diện của các thiết bị trên bus IDE mới bắt đầu.
Ở đây có thể nảy sinh câu hỏi - phải làm gì nếu không có bộ điều hợp video trên ISA, nhưng lại có một bộ điều hợp video trên PCI - nhưng nó "hoạt động" ngay lập tức - thậm chí không cần đợi kiểm tra toàn bộ PCI? Chỉ là PCI có BIOS được ánh xạ tới không gian bộ nhớ thông thường và tất cả các PCI VGA cũng có phần mềm VGA tiêu chuẩn nằm trong cùng các thanh ghi như thể nó là một bộ chuyển đổi ISA. BIOS hệ thống kiểm tra xem có VGA trên bus ISA hay không - nếu có thì nó sẽ không vừa với bus PCI, nếu không thì nó sẽ quét PCI.
Chà, cuối cùng, sau khi khởi tạo, khu vực đầu tiên của rãnh đầu tiên của đầu đĩa cứng đầu tiên được đọc và quyền điều khiển được chuyển đến khu vực khởi động, khu vực này đã kiểm soát các hành động tiếp theo (hoặc một thông báo như “KHÔNG CÓ HỆ THỐNG ĐỂ BOOT” được phát hành). Hoặc theo cách tương tự, hệ thống khởi động từ đĩa mềm.
Bạn bật máy tính lên, màn hình tải văn bản xuất hiện, trên đó các số và chữ nhấp nháy nhanh. Thông thường, máy tính hoạt động tốt và bạn không để ý tới chúng. Nhưng đây là một phần quan trọng trong hoạt động của máy tính, trong đó chương trình cơ sở được tích hợp trong BIOS chạy. Nhưng sau đó, một điều gì đó không thể hiểu được đã xảy ra và mọi thứ dừng lại, một mã lỗi hiển thị trên màn hình và đôi khi không có gì hiển thị cả - con trỏ nhấp nháy và mọi thứ đóng băng trong một giấc mơ không thể hiểu được.
Làm thế nào nó hoạt độngSau khi bật máy tính, không có hệ điều hành trong RAM. Và nếu không có hệ điều hành, phần cứng của máy tính không thể thực hiện các hành động phức tạp, chẳng hạn như tải chương trình vào bộ nhớ. Điều này tạo ra một nghịch lý tưởng chừng như không thể giải quyết được: để tải một hệ điều hành vào bộ nhớ thì chúng ta phải có sẵn hệ điều hành đó trong bộ nhớ. Giải pháp cho nghịch lý này là sử dụng một số vi chương trình nằm trong một hoặc nhiều chip, BIOS (Hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản). P quá trình tải bắt đầu với thực hiện tự động bộ xử lý lệnh nằm trong bộ nhớ vĩnh viễn (hoặc có thể ghi lại) (EEPROM hoặc Flash ROM), bắt đầu từ một địa chỉ nhất định. Các phần sụn này không có tất cả chức năng của hệ điều hành, nhưng chúng có đủ chức năng để thực hiện tải tuần tự các chương trình khác, các chương trình này được thực thi lần lượt cho đến khi chương trình cuối cùng tải hệ điều hành. Trình tự các khối chức năng BIOS chính trong máy tính tương thích với PC: 1. - POST - tự kiểm tra khi bật nguồn bộ xử lý, bộ nhớ, chipset logic hệ thống, bộ điều hợp video, bộ điều khiển đĩa, bàn phím, chuột và các bộ điều khiển và thiết bị khác; 2. - Setup BIOS (chương trình cài đặt cài đặt BIOS) - cấu hình các tham số hệ thống. Nó có thể được kích hoạt trong quá trình POST bằng cách nhấn một tổ hợp phím nhất định. Nếu người dùng không gọi nó, các tham số được đặt và lưu trong bộ nhớ vĩnh viễn trong quá trình cấu hình BIOS thiết lập lần cuối. 3. - Trình tải hệ điều hành - một chương trình con tìm kiếm khu vực khởi động chính hợp lệ trên thiết bị đĩa. 4. - BIOS - bộ điều khiển, được thiết kế để tương tác giữa hệ điều hành và phần cứng khi hệ thống khởi động. Trong quá trình tải BIOS, ngoài các thao tác trên, việc kết nối, ngắt kết nối và cài đặt chế độ hoạt động của bộ điều khiển thiết bị bo mạch hệ thống được thực hiện theo các cài đặt được ghi trong bộ nhớ vĩnh viễn. Tại sao điều này là cần thiết? Điều này là cần thiết cho:
Trong quá trình thực thi, sự hiện diện của các thiết bị khởi động phải được khởi tạo trước khi tải hệ điều hành sẽ được kiểm tra. Bao gồm các:
Sau đó BIOS sẽ thăm dò các thiết bị được liệt kê trong danh sách dựng sẵn cho đến khi tìm thấy thiết bị khởi động. Nếu không tìm thấy thiết bị như vậy, thông báo lỗi sẽ hiển thị và quá trình khởi động sẽ bị dừng. Nếu BIOS phát hiện một thiết bị khởi động, nó sẽ đọc bộ nạp khởi động từ thiết bị đó và chuyển quyền điều khiển sang thiết bị đó. Trong trường hợp ổ cứng, bộ nạp khởi động được gọi là bản ghi khởi động chính (MBR) và thường độc lập với hệ điều hành. Thông thường, nó tìm phân vùng ổ cứng đang hoạt động, tải khu vực khởi động của phân vùng đó và chuyển quyền điều khiển cho nó. Khu vực khởi động này thường dành riêng cho hệ điều hành. Nó phải tải nhân hệ điều hành vào bộ nhớ và chuyển quyền điều khiển cho nó. Nếu không có phân vùng hoạt động nào tồn tại hoặc khu vực khởi động của phân vùng hoạt động không hợp lệ, MBR có thể tải bộ tải khởi động dự phòng và chuyển quyền điều khiển sang nó. Bộ tải khởi động dự phòng phải chọn một phân vùng (thường có sự trợ giúp của người dùng), tải khu vực khởi động của nó và chuyển quyền điều khiển cho nó. |
Trình tự khởi động cho một máy tính cá nhân tương thích với IBM tiêu chuẩn
Sau khi bật máy tính cá nhân, bộ xử lý của nó vẫn chưa bắt đầu hoạt động.
Thiết bị đầu tiên khởi động sau khi nhấn nút nguồn của máy tính chính là bộ nguồn. Nếu tất cả các điện áp nguồn đều có sẵn và tuân thủ định mức, bo mạch hệ thống sẽ được cung cấp kèm theo tín hiệu đặc biệt Nguồn Tốt, cho biết đã kiểm tra thành công nguồn điện và cho phép các thành phần bo mạch hệ thống khởi động.
Sau đó, chipset tạo ra tín hiệu khởi động lại CPU, tín hiệu này sẽ xóa các thanh ghi bộ xử lý và khởi động nó.
Lệnh đầu tiên được thực thi nằm ở địa chỉ FFFF0h và thuộc không gian địa chỉ BIOS. Lệnh này chỉ cần chuyển điều khiển tới chương trình khởi tạo BIOS và thực thi lệnh tiếp theo(Phần mềm BIOS).
Chương trình khởi tạo BIOS, sử dụng chương trình POST, kiểm tra xem tất cả các thiết bị máy tính cần thiết để BIOS hoạt động và sau đó tải hệ điều hành chính có hoạt động chính xác hay không và khởi tạo chúng.
Vì vậy, công việc của nó là đọc và thực thi tuần tự các lệnh từ bộ nhớ.
Bộ nhớ hệ thống được cấu hình sao cho lệnh đầu tiên mà bộ xử lý đọc sau khi thiết lập lại sẽ nằm trong chip BIOS.
Bằng cách chọn tuần tự các lệnh từ BIOS, bộ xử lý sẽ bắt đầu thực hiện quy trình tự kiểm tra hoặc POST.
thủ tục POST
Quy trình tự kiểm tra POST bao gồm một số bước.
- Khởi tạo ban đầu các thành phần hệ thống chính;
- Phát hiện RAM, sao chép mã BIOS vào RAM và kiểm tra tổng kiểm tra BIOS;
- Thiết lập chipset ban đầu;
- Tìm và khởi tạo bộ điều hợp video. Bộ điều hợp video hiện đại có BIOS riêng mà BIOS hệ thống cố gắng phát hiện trong phân đoạn địa chỉ được chỉ định đặc biệt. Trong quá trình khởi chạy bộ điều hợp video, hình ảnh đầu tiên được tạo bằng sử dụng BIOS bộ chuyển đổi video;
- Kiểm tra tổng kiểm tra CMOS và trạng thái pin. Nếu tổng kiểm tra CMOS không chính xác, các giá trị mặc định sẽ được tải;
- Kiểm tra bộ xử lý và RAM. Kết quả kiểm tra thường được hiển thị trên màn hình;
- Kết nối bàn phím, kiểm tra cổng I/O và các thiết bị khác.
- Đang khởi tạo ổ đĩa. Thông tin về các thiết bị được phát hiện thường được hiển thị trên màn hình;
- Phân phối tài nguyên giữa các thiết bị và hiển thị bảng với các thiết bị được phát hiện và tài nguyên được gán cho chúng;
- Tìm kiếm và khởi tạo các thiết bị có BIOS riêng;
- Gọi ngắt phần mềm BIOS INT 19h, tìm kiếm khu vực khởi động trên các thiết bị được chỉ định trong danh sách khởi động.
Tùy thuộc vào phiên bản BIOS cụ thể, thứ tự của quy trình POST có thể thay đổi đôi chút, nhưng các bước cơ bản trên đều được thực hiện khi khởi động bất kỳ máy tính nào.
Mã POST là gì?
Sau khi bật nguồn máy tính, nếu nguồn điện và các bộ phận chính của bo mạch chủ đang hoạt động (bộ tạo xung nhịp, các bộ phận chịu trách nhiệm vận hành bus hệ thống và bus bộ nhớ), bộ xử lý sẽ bắt đầu thực thi mã BIOS.
Nói chính xác, trong nhiều chipset hiện đại, trước khi bộ điều khiển hệ thống truyền lệnh đến bộ xử lý, bus hệ thống “thông minh” đã được cấu hình sẵn. Nhưng điều này không làm thay đổi bản chất của vấn đề.
Chủ yếu nhiệm vụ BIOS TRÊN ở giai đoạn này- kiểm tra khả năng bảo trì và khởi tạo của các thành phần phần cứng chính của máy tính. Đầu tiên, các thanh ghi bên trong của chipset và bộ xử lý được cấu hình và tính toàn vẹn của mã BIOS được kiểm tra. Sau đó, loại và kích thước của RAM được xác định, đồng thời card màn hình (được tích hợp vào chipset hoặc bên ngoài) được tìm kiếm và khởi tạo. Tiếp theo, các cổng I/O, bộ điều khiển ổ đĩa, bộ điều khiển IDE/SATA và các ổ đĩa kết nối với nó được cấu hình. Và cuối cùng, việc tìm kiếm và khởi tạo các bộ điều khiển bổ sung được tích hợp trên bo mạch chủ và các card mở rộng đã cài đặt được thực hiện. Tổng cộng, có khoảng một trăm bước trung gian, sau đó quyền điều khiển được chuyển đến bộ tải BOOTStrap, chịu trách nhiệm khởi động hệ điều hành.
Mỗi bước kiểm tra POST có một số duy nhất, được gọi là mã POST. Trước khi bắt đầu quy trình tiếp theo, mã POST của nó được ghi vào một cổng đặc biệt có tên là Cổng thử nghiệm sản xuất. Khi thiết bị được khởi tạo thành công, mã POST của quy trình tiếp theo sẽ được ghi vào Cổng kiểm tra sản xuất, v.v. cho đến khi tất cả các thử nghiệm được hoàn thành. Nếu cấu hình của thiết bị không thành công thì việc thực thi thêm các thử nghiệm POST sẽ dừng lại và mã POST của quy trình gây ra lỗi vẫn còn trong Cổng thử nghiệm sản xuất. Sau khi đọc nó, bạn có thể xác định rõ ràng thiết bị có vấn đề.
Hãy nhớ rằng sau khi khởi động lại máy tính bằng hệ điều hành (khởi động mềm hoặc khởi động ấm) hoặc thoát khỏi chế độ tiết kiệm năng lượng, thường không phải tất cả các bước kiểm tra và cấu hình các thành phần phần cứng đều được thực hiện mà chỉ đòi hỏi tối thiểu- Nó nhanh hơn. Khi khắc phục sự cố, bạn phải luôn thực hiện khởi động lại “cứng” (“lạnh”) - sử dụng phím RESET hoặc tắt nguồn máy tính. Đây là cách duy nhất để đảm bảo rằng tất cả các bước khởi tạo sẽ được hoàn thành đầy đủ.
Giải thưởng BIOS 6.0: tùy chọn khởi động đầy đủ
Cái bàn này có thể được sử dụng không chỉ như một danh sách các mã POST mà còn như một chuỗi hành động được thực hiện khi máy tính được bật. Nó chứa các mã POST được hiển thị trong toàn bộ quy trình POST.
| mã BÀI ĐĂNG | Mô tả quy trình |
| CF | Loại bộ xử lý được xác định và việc đọc/ghi CMOS được kiểm tra |
| C0 | Chipset và bộ đệm L1-, L2 được khởi tạo trước, bộ điều khiển ngắt, DMA và bộ hẹn giờ được lập trình |
| C1 | Loại và dung lượng RAM được phát hiện |
| C3 | Mã BIOS được giải nén vào vùng RAM tạm thời |
| 0С | Tổng kiểm tra BIOS được kiểm tra |
| C5 | Mã BIOS được sao chép vào bộ nhớ ẩn và quyền điều khiển được chuyển sang mô-đun Khối khởi động |
| 01 | Mô-đun XGROUP được giải nén tại địa chỉ vật lý 1000:0000h |
| 02 | Khởi tạo bộ xử lý. Các thanh ghi CR và MSR được thiết lập |
| 03 | Tài nguyên I/O được xác định (Super I/O) |
| 05 | Xóa màn hình và cờ trạng thái CMOS |
| 06 | Bộ đồng xử lý được kiểm tra |
| 07 | Bộ điều khiển bàn phím được xác định và thử nghiệm |
| 08 | Giao diện bàn phím được xác định |
| 09 | Khởi tạo Bộ điều khiển ATA Nối tiếp |
| 0A | Phát hiện bàn phím và chuột được kết nối với cổng PS/2 |
| 0B | Tài nguyên bộ điều khiển âm thanh AC97 đã được cài đặt |
| O.E. | Kiểm tra đoạn bộ nhớ F000h |
| 10 | Loại bộ nhớ flash được xác định |
| 12 | CMOS đã được thử nghiệm |
| 14 | Đặt giá trị cho thanh ghi chipset |
| 16 | Bộ tạo xung nhịp ban đầu được khởi tạo |
| 18 | Loại bộ xử lý, các tham số của nó và kích thước bộ đệm L1 và L2 được xác định |
| 1B | Bảng vectơ ngắt được khởi tạo |
| 1C | Kiểm tra tổng kiểm tra CMOS và điện áp pin |
| 1D | Hệ thống quản lý điện năng được xác định |
| 1F | Đang tải ma trận bàn phím (đối với máy tính xách tay) |
| 21 | Hệ thống quản lý nguồn phần cứng đang khởi chạy (đối với máy tính xách tay) |
| 23 | Bộ đồng xử lý toán học, ổ đĩa mềm, khởi tạo chipset được thử nghiệm |
| 24 | Vi mã bộ xử lý đã được cập nhật. Tạo bản đồ phân phối tài nguyên cho các thiết bị Plug and Play |
| 25 | Khởi tạo PCI ban đầu: liệt kê các thiết bị, tìm kiếm bộ chuyển đổi VGA, ghi BIOS VGA vào C000:0 |
| 26 | Tần số đồng hồ được đặt bằng cách sử dụng CMOS Setup. Đồng bộ hóa các khe DIMM và PCI không sử dụng bị tắt. Hệ thống giám sát (H/W Monitor) được khởi tạo |
| 27 | Ngắt INT 09h được kích hoạt. Bộ điều khiển bàn phím được khởi tạo lại |
| 29 | Các thanh ghi MTRR được lập trình và APIC được khởi tạo. Bộ điều khiển IDE đang được lập trình. Tần số bộ xử lý được đo. Phần mở rộng BIOS của hệ thống video được gọi là |
| 2B | Tìm kiếm BIOS bộ điều hợp video |
| 2D | Màn hình giật gân Giải thưởng hiển thị thông tin về loại bộ xử lý và tốc độ của nó |
| 33 | Đặt lại bàn phím |
| 35 | Kênh DMA đầu tiên đang được thử nghiệm |
| 37 | Kiểm tra kênh DMA thứ hai |
| 39 | Các thanh ghi trang DMA được kiểm tra |
| 3C | Cấu hình bộ điều khiển 8254 (bộ định thời) |
| 3E | Kiểm tra bộ điều khiển ngắt 8259 |
| 43 | Bộ điều khiển ngắt được kiểm tra |
| 47 | Xe buýt ISA/EISA đã được thử nghiệm |
| 49 | Dung lượng RAM được tính toán. Các thanh ghi đang được cấu hình cho bộ xử lý AMD K5 |
| 4E | Lập trình đăng ký MTRR cho bộ xử lý Syrix. Bộ đệm L2 và APIC được khởi tạo |
| 50 | Đã phát hiện thấy bus USB |
| 52 | RAM được kiểm tra và kết quả được hiển thị. Xóa bộ nhớ mở rộng |
| 53 | Nếu CMOS bị xóa, mật khẩu đăng nhập sẽ được đặt lại |
| 55 | Hiển thị số lượng bộ xử lý (đối với nền tảng đa bộ xử lý) |
| 57 | Logo EPA được hiển thị. Khởi tạo ban đầu các thiết bị ISA PnP |
| 59 | Hệ thống bảo vệ virus được xác định |
| 5B | Nhắc chạy cập nhật BIOS từ đĩa mềm |
| 5D | Bộ điều khiển Super I/O và bộ điều khiển âm thanh tích hợp khởi động |
| 60 | Vào Cài đặt CMOS nếu nhấn phím Xóa |
| 65 | Chuột PS/2 đang khởi chạy |
| 69 | Bộ đệm L2 được bật |
| 6B | Các thanh ghi Chipset được cấu hình theo BIOS Setup |
| 6D | Gán tài nguyên cho thiết bị ISA PnP và cổng COM cho thiết bị tích hợp |
| 6F | Bộ điều khiển đĩa mềm được khởi tạo và cấu hình |
| 75 | Thiết bị IDE được phát hiện và cài đặt: Đĩa cứng, CD/DVD, LS-120, ZIP, v.v. |
| 76 | Hiển thị thông tin về các thiết bị IDE được phát hiện |
| 77 | Cổng nối tiếp và song song được khởi tạo |
| 7A | Bộ đồng xử lý toán học được thiết lập lại và sẵn sàng hoạt động. |
| 7C | Xác định bảo vệ chống lại việc ghi trái phép vào ổ cứng |
| 7F | Nếu có lỗi, một thông báo sẽ được hiển thị và nhấn nút. Xóa phím và F1 |
| 82 | Bộ nhớ được phân bổ để quản lý nguồn và các thay đổi được ghi vào bảng ESCD. Màn hình giật gân có logo EPA bị loại bỏ. Yêu cầu mật khẩu nếu cần |
| 83 | Tất cả dữ liệu được lưu từ ngăn xếp tạm thời vào CMOS |
| 84 | Hiển thị thông báo Đang khởi tạo thẻ cắm và chạy |
| 85 | Quá trình khởi tạo USB hoàn tất |
| 87 | Các bảng SYSID được tạo trong vùng DMI |
| 89 | Các bảng ACPI đã được cài đặt. Các ngắt được gán cho các thiết bị PCI |
| 8B | Được gọi bởi BIOS của bộ điều khiển ISA hoặc PCI bổ sung, ngoại trừ bộ điều hợp video |
| 8D | Các tham số chẵn lẻ RAM được đặt bằng cách sử dụng CMOS Setup. APM được khởi tạo |
| 8F | IRQ 12 được phép cắm nóng chuột PS/2 |
| 94 | Hoàn tất quá trình khởi tạo chipset. Hiển thị bảng phân bổ tài nguyên. Kích hoạt bộ đệm L2. Cài đặt chế độ chuyển đổi thời gian mùa hè/mùa đông |
| 95 | Đặt tần số tự động lặp lại của bàn phím và trạng thái Num Lock |
| 96 | Đối với hệ thống đa bộ xử lý, các thanh ghi được cấu hình (đối với bộ xử lý Cyrix). Bảng ESCD được tạo. Bộ hẹn giờ thời gian DOS được đặt theo đồng hồ RTC CMOS. Các phân vùng thiết bị khởi động được lưu để sử dụng bởi phần mềm chống vi-rút tích hợp. Người nói thông báo kết thúc POST. Bảng MSIRQ FF được tạo. Ngắt BIOS INT 19h được thực thi. Tìm kiếm bootloader trong khu vực đầu tiên của thiết bị khởi động |
Việc không hoàn thành hoặc không thực hiện được bất kỳ bước nào trong trình tự kiểm tra sẽ dẫn đến việc dừng kiểm tra và mã POST tương ứng được cấp. bước này sự thất bại.
Bạn có thể tìm thấy mã POST từ các nhà sản xuất khác trên trang web của nhà sản xuất bo mạch chủ hoặc nhà sản xuất DIOS của bạn hoặc trên Internet.
Đọc mã POST
Trong các xưởng hoặc chuyên gia sửa chữa, việc kiểm soát việc thực thi các vi chương trình BIOS được thực hiện bằng thẻ mở rộng đặc biệt. Nó được lắp vào một khe trống (hầu hết các kiểu máy hiện đại được thiết kế cho bus PCI) và khi tải, nó sẽ hiển thị trên chỉ báo mã của quy trình hiện đang thực thi.
Một ví dụ có thể là Bưu thiếp PCI BM9222.
Tuy nhiên, thẻ POST không phải là phương tiện được sử dụng rộng rãi. Đúng hơn, nó là công cụ của thợ sửa máy tính chuyên nghiệp. Nhận thức được thực tế này, các nhà sản xuất bo mạch chủ bắt đầu trang bị cho các mẫu máy được thiết kế dành cho những người đam mê thử nghiệm cài đặt máy tính và ép xung bằng các chỉ báo mã POST tích hợp.
Một ví dụ là bo mạch chủ ECS H67H2-M hoặc các model X58 Extreme3, P55 Deluxe3 và 890GX Extreme3.
Ngoài ra còn có một giải pháp rẻ hơn - trong quá trình khởi tạo các thành phần ban đầu, mã POST có thể được hiển thị trên màn hình cùng với các thông tin dịch vụ khác. Tuy nhiên, giải pháp này có một nhược điểm đáng kể: nếu sự cố liên quan đến card màn hình, rất có thể bạn sẽ không nhìn thấy gì.
Cơ hội cuối cùng để tìm hiểu về lỗi xảy ra trong quá trình kiểm tra Tín hiệu âm thanh của thông báo lỗi.
Âm thanh và thông báo lỗi
Mặc dù thực tế rằng mã POST là công cụ mạnh mẽ nhất để xác định các sự cố phần cứng khi khởi động máy tính, BIOS cũng cung cấp các công cụ chẩn đoán khác. Nếu bạn không có thẻ POST tùy ý sử dụng và bo mạch chủ không thể hiển thị mã POST, bạn có thể dựa vào tín hiệu âm thanh và thông báo lỗi.
Nhưng để làm được điều này, vỏ PC cần phải có loa hệ thống và nó được kết nối với bo mạch chủ.
Tín hiệu âm thanh đặc biệt có giá trị ở giai đoạn đầu, khi card màn hình chưa được khởi tạo và kết quả là không thể hiển thị bất cứ thứ gì trên màn hình. Sự kết hợp độc đáo giữa tín hiệu dài và ngắn sẽ chỉ ra thành phần có vấn đề.
Ở các giai đoạn sau, việc điều hướng bằng thông báo lỗi do BIOS hiển thị sẽ dễ dàng hơn trong trường hợp xảy ra sự cố phần cứng. Trong một số phiên bản BIOS, thông báo này đi kèm với một thông báo đặc biệt tín hiệu âm thanh, trong một số - thay thế nó. Nhưng trong mọi trường hợp, thông tin thường đủ để xác định thành phần bị lỗi.
Cần lưu ý rằng tín hiệu âm thanh và thông báo lỗi thực sự là một tùy chọn trực quan hơn để hiển thị một số mã POST nhất định và hoàn toàn không phải là một công cụ chẩn đoán bổ sung. Nếu bạn có thẻ POST tùy ý sử dụng hoặc bo mạch chủ có khả năng hiển thị mã POST, bạn cần tập trung vào các mã - chúng cung cấp hình ảnh chi tiết và chính xác hơn nhiều. So sánh ít nhất số lượng mã POST (khoảng một trăm) và số lượng thông báo lỗi hoặc tiếng bíp khác nhau (vài chục).
| Chuỗi tiếng bíp | Mô tả lỗi |
|---|---|
| 1 đoạn ngắn | ĐĂNG thành công |
| 2 ngắn | Đã tìm thấy lỗi nhỏ. Một lời nhắc xuất hiện trên màn hình điều khiển để vào chương trình Tiện ích Cài đặt CMOS và khắc phục tình trạng này. Kiểm tra xem cáp có được gắn chắc chắn vào ổ cứng và đầu nối bo mạch chủ hay không. |
| 3 dài | Lỗi điều khiển bàn phím |
| 1 ngắn, 1 dài | Lỗi bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) |
| 1 dài, 2 ngắn | Lỗi card màn hình |
| 1 dài, 3 ngắn | Lỗi khởi tạo bàn phím hoặc lỗi card màn hình |
| 1 dài, 9 ngắn | Lỗi đọc từ ROM |
| Lặp đi lặp lại ngắn | Vấn đề với nguồn điện |
| Lặp đi lặp lại lâu | vấn đề về RAM |
| Tần số cao thấp lặp đi lặp lại | vấn đề về CPU |
| Tiếp diễn | Vấn đề với nguồn điện |
Quy trình thiết lập
Đăng nhập vào thiết lập BIOS
Việc vào BIOS Setup chỉ có thể thực hiện được khi máy tính được bật và quá trình kiểm tra POST ban đầu thành công (một tín hiệu ngắn từ loa hệ thống).
Để thực hiện việc này, bạn cần nhấn một phím hoặc tổ hợp phím cụ thể.
Thông thường, trình bảo vệ màn hình trong quá trình kiểm tra sẽ hiển thị thông báo như “Nhấn DEL để vào Cài đặt” - điều này có nghĩa là để vào Cài đặt BIOS, bạn phải nhấn phím DEL. Bạn có thể tìm ra phím nào được gán để vào BIOS từ hướng dẫn dành cho bo mạch chủ. Nếu không có hướng dẫn và trình bảo vệ màn hình không hiển thị bất kỳ gợi ý nào, bạn có thể thử các kết hợp nổi tiếng nhất:
Xóa bỏ
Thoát
Ctrl + Shift + S hoặc Ctrl + Alt + S
Ctrl + Alt + Esc
Ctrl + Alt + Xóa
Công việc an toàn với thiết lập BIOS
Làm việc với BIOS Setup tiềm ẩn một số rủi ro nhất định, vì nếu thay đổi tham số không chính xác hoặc bất cẩn, hệ thống có thể trở nên không ổn định hoặc hoàn toàn không hoạt động. Một số mẹo đơn giản có thể giúp bạn giảm bớt rủi ro có thể xảy raở mức tối thiểu:
- Tốt nhất là bạn nên thử nghiệm các cài đặt Thiết lập BIOS trên một máy tính mới chưa chứa đầy thông tin;
- Cố gắng không thử nghiệm BIOS trên các máy tính xử lý hoặc lưu trữ thông tin quan trọng hoặc nhiều thông tin. Trước khi thiết lập hệ thống của bạn bằng BIOS, hãy nhớ sao lưu dữ liệu quan trọng của bạn. Điều chính ở những máy tính như vậy là sự ổn định. Một máy tính được ép xung bị treo sau vài giờ xử lý video là một sự lãng phí thời gian, điện năng và kết quả công việc. Một chiếc không được ép xung sẽ xử lý nhiệm vụ này hiệu quả hơn nhiều và sẽ giúp bạn bớt căng thẳng;
- Trước khi bạn thay đổi thông số quan trọng, luôn ghi lại giá trị đã đặt và thay đổi. Điều này sẽ cho phép bạn, trong trường hợp hệ thống hoạt động không ổn định, có thể đưa nó trở lại điều kiện làm việc;
- Không thay đổi giá trị tham số mà bạn không biết. Kiểm tra ý nghĩa của chúng trong hướng dẫn dành cho bo mạch chủ hoặc trên Internet trong tài nguyên của nhà phát triển bo mạch;
- Không chỉnh sửa một số tham số quan trọng không liên quan cùng một lúc. Khi hệ thống không ổn định, việc xác định tham số nào gây ra hoạt động không ổn định sẽ khó khăn hơn nhiều;
- Đừng ép xung máy tính của bạn mà không nghiên cứu và chuẩn bị kỹ lưỡng về hệ thống được ép xung;
- Không sử dụng phần Hard Tiện ích đĩa, được thiết kế để định dạng cấp độ thấp của các mẫu ổ cứng lỗi thời và được tìm thấy trong các phiên bản BIOS cũ hơn, bởi vì có thể làm hỏng ổ cứng hiện đại;
- Nếu sau khi cài đặt các tham số và thoát BIOS, máy tính ngừng khởi động hoàn toàn, bạn có thể đưa hệ thống về trạng thái hoạt động bằng một số cách:
- Nếu có thể vào BIOS Setup sau khi khởi động lại máy tính, bạn cần thiết lập các thông số đã chỉnh sửa về giá trị trước đó. Một số phiên bản BIOS tự khôi phục các thay đổi từ phiên trước.
- Nếu không xác định được những thay đổi đã thực hiện, tốt hơn nên sử dụng các tham số mặc định bằng lệnh Load Fail-Safe Defaults. Sau này, bạn sẽ phải cấu hình hệ thống để hoạt động tối ưu.
- Nếu máy tính không khởi động được do cài đặt sai cài đặt BIOS, thì trong trường hợp này cần phải đặt lại nội dung CMOS. Trong trường hợp này, tất cả các giá trị bao gồm ngày/giờ sẽ bị thay đổi. Để thực hiện việc thiết lập lại này cài đặt không chính xác, để thực hiện việc này, chỉ cần di chuyển jumper Flash Recovery (IBM) hoặc jumper Clearing CMOS đến vị trí “clear CMOS”. Trong trường hợp sau, bạn chỉ cần đóng các điểm tiếp xúc của jumper tương ứng bằng jumper trong vài phút.
- Trong trường hợp kết quả của Setup BIOS không thành công, sau khi đặt lại cấu hình không thành công bằng cách sử dụng jumper trong quy trình Setup BIOS, cần phải sao chép trả về của việc tải các giá trị BIOS ru.Wikipedia.org<< на главную>>
Để làm cho bài trình bày cụ thể hơn, hãy xem xét quá trình khởi động một máy tính được trang bị bo mạch chủ, có BIOS AWARD và bộ vi xử lý tương thích với Intel được cài đặt và Windows 98 làm HĐH.
Sau khi nhấn nút Nguồn, bộ nguồn sẽ tự kiểm tra. Nếu tất cả các điện áp tương ứng với giá trị danh định, sau 0,1...0,5 giây, bộ nguồn sẽ gửi tín hiệu PowerGood đến bo mạch chủ và một bộ kích hoạt đặc biệt tạo ra tín hiệu RESET, sau khi nhận được nó sẽ loại bỏ tín hiệu đặt lại khỏi đầu vào tương ứng của bộ vi xử lý. Cần nhớ rằng tín hiệu RESET đặt các thanh ghi phân đoạn và con trỏ lệnh về các trạng thái sau (các bit không được sử dụng trong chế độ thực không được chỉ định): CS = FFFFh; IP = 0; DS = SS = ES = 0 và đặt lại tất cả các bit của thanh ghi điều khiển đồng thời xóa các thanh ghi đơn vị logic số học. Trong tín hiệu RESET, tất cả đều có thể điều chỉnh được mạch đệm chuyển sang trạng thái trở kháng cao. Từ thời điểm tín hiệu này bị loại bỏ, bộ vi xử lý bắt đầu hoạt động ở chế độ thực và trong khoảng 7 chu kỳ đồng bộ hóa, bắt đầu thực hiện lệnh đọc từ ROM BIOS tại địa chỉ FFFF:0000. Kích thước của vùng ROM BIOS từ địa chỉ này đến cuối là 16 byte và lệnh chuyển sang mã BIOS thực thi thực tế được ghi trong đó tại địa chỉ đã chỉ định. Tại thời điểm này, bộ xử lý không thể thực thi bất kỳ chuỗi lệnh nào khác, vì đơn giản là nó không tồn tại ở bất kỳ đâu trong bất kỳ vùng bộ nhớ nào ngoại trừ BIOS. Bằng cách thực hiện tuần tự các lệnh của mã này, bộ xử lý sẽ thực hiện chức năng POST (Tự kiểm tra khi bật nguồn). Ở giai đoạn này, bộ xử lý, bộ nhớ và các phương tiện đầu vào/đầu ra của hệ thống được kiểm tra và phần cứng được điều khiển bằng phần mềm của bo mạch chủ được cấu hình. Một số cấu hình được thực hiện rõ ràng, phần còn lại có thể được xác định bằng vị trí của các jumper (jumper hoặc công tắc) trên bo mạch chủ, nhưng một số tham số có thể (và đôi khi là cần thiết) do người dùng đặt. Với những mục đích này, tiện ích Thiết lập được tích hợp trong mã BIOS sẽ được sử dụng. Các tham số cấu hình được thiết lập bằng tiện ích này được lưu trữ trong bộ nhớ không bay hơi, được cung cấp năng lượng bởi một cục pin thu nhỏ nằm trên bo mạch chủ. Một số trong số chúng luôn được lưu trữ trong Bộ nhớ CMOS truyền thống, kết hợp với đồng hồ và lịch RTC (Đồng hồ thời gian thực). Phần còn lại (tùy thuộc vào nhà sản xuất) cũng có thể được đặt trong bộ nhớ không ổn định (ví dụ: flash) (NVRAM). Ngoài phần tham số được xác định tĩnh này, còn có một vùng bộ nhớ ESCD bất biến để hỗ trợ cấu hình động của hệ thống Plug and Play, có thể được cập nhật tự động mỗi khi máy tính khởi động lại.
Tiện ích BIOS Setup có giao diện dưới dạng menu hoặc cửa sổ riêng biệt, đôi khi còn có cả hỗ trợ chuột. Để vào Thiết lập trong khi POST, bạn sẽ được nhắc nhấn phím DEL. Trong các loại BIOS khác (không giống như loại được chỉ ra ở trên), tổ hợp phím Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Esc, phím Esc có thể được sử dụng cho việc này, có các tùy chọn khác (ví dụ: nhấn phím F12 trong những giây đó khi ở góc trên bên phải của màn hình hiển thị hình chữ nhật). TRONG Gần đâyĐã xuất hiện các phiên bản BIOS trong đó Cài đặt được nhập bằng cách nhấn phím F2, nhưng thường thì phím F1 hoặc F2 được sử dụng để gọi menu Cài đặt nếu POST phát hiện lỗi phần cứng có thể giải quyết bằng cách thay đổi cài đặt ban đầu. Đối với một số BIOS, việc giữ phím INS trong khi POST cho phép bạn đặt cài đặt thành mặc định, ghi đè tất cả "bộ tăng cường". Điều này có thể thuận tiện cho việc khôi phục chức năng của máy tính sau khi cố gắng ép xung không thành công. Các cài đặt đã chọn sẽ được lưu khi bạn thoát khỏi Thiết lập (theo quyết định của người dùng) và có hiệu lực kể từ lần thực thi POST tiếp theo.
Khi mỗi chương trình con được thực thi, POST ghi chữ ký (mã) của nó vào thanh ghi chẩn đoán. Thanh ghi này phải được đặt trên một bảng chẩn đoán đặc biệt (bộ phân tích chữ ký, hay còn gọi là thẻ POST), được cài đặt trong khe bus hệ thống khi phân tích lỗi. Những thẻ POST như vậy có hai phiên bản: dành cho bus ISA và PCI. Bảng này phải được trang bị một chỉ báo bảy đoạn gồm hai chữ số hiển thị nội dung của thanh ghi chẩn đoán. Cũng có thể có chỉ báo địa chỉ nhị phân. Trong không gian I/O, thanh ghi chiếm một địa chỉ, tùy thuộc vào kiến trúc PC (phiên bản BIOS). Ví dụ: đối với ISA, EISA - 80h; ISA Compaq - 84h; ISA-PS/2 - 90h; đối với một số kiểu máy EISA - 300h; MCA-PS/2 - 680h. Có sẵn bộ phân tích chữ ký như vậy, dựa trên các mã được hiển thị, bạn có thể xác định POST đã dừng ở giai đoạn nào. Biết được bảng chữ ký cụ thể cho từng phiên bản BIOS, có thể dễ dàng xác định lỗi của bo mạch chủ.
Hãy để chúng tôi liệt kê, theo thứ tự thực hiện, các bài kiểm tra POST chính cho BIOS AWARD V4.51 và các chữ ký của chúng được hiển thị bằng thẻ POST trên chỉ báo thanh ghi chẩn đoán. Cần lưu ý rằng không phải tất cả các mã được liệt kê bên dưới đều hiển thị trên chỉ báo trong quá trình khởi động máy tính bình thường: một số mã chỉ được hiển thị nếu POST dừng. Điều này xảy ra vì nhiều quy trình POST thực thi nhanh đến mức mắt người không thể theo dõi trạng thái được chỉ định của thanh ghi chẩn đoán và một số mã chỉ xuất hiện khi phát hiện thấy sự cố. Đối với phiên bản BIOS được chỉ định, chữ ký thực thi đầu tiên trong chuỗi POST là C0:
C0 - các thanh ghi của chip Host Bridge được lập trình để thiết lập các chế độ sau:
Bộ nhớ đệm trong và ngoài, cũng như các hoạt động với bộ nhớ đệm đều bị cấm;
trước lệnh cấm, Bộ nhớ đệm nội bộ sẽ bị xóa;
Shadow RAM bị vô hiệu hóa, khiến các chu kỳ truy cập trực tiếp vào địa chỉ vị trí BIOS hệ thống vào ROM. Quy trình này phải dành riêng cho chipset cụ thể;
C1 - sử dụng các chu kỳ ghi/đọc liên tiếp, loại bộ nhớ, tổng dung lượng và vị trí hàng được xác định. Và theo thông tin nhận được, bộ điều khiển DRAM được cấu hình. Tại thời điểm này, bộ xử lý phải được chuyển sang Chế độ được bảo vệ.
C3 - 256 KB bộ nhớ đầu tiên được kiểm tra, sau này sẽ được sử dụng làm bộ đệm chuyển tiếp và BIOS hệ thống cũng được giải nén và sao chép vào DRAM.
C6 - sự hiện diện, loại và tham số của Bộ đệm ngoài được xác định bằng thuật toán đặc biệt.
CF - loại bộ xử lý được xác định và kết quả được đặt trong CMOS. Nếu vì lý do nào đó việc xác định loại bộ xử lý không thành công thì lỗi đó sẽ trở nên nghiêm trọng và hệ thống cũng như quá trình thực thi POST sẽ dừng lại.
05 - bộ điều khiển bàn phím đang được kiểm tra và khởi tạo, nhưng hiện tại vẫn chưa thể nhận mã của các phím được nhấn.
07 - chức năng của CMOS và điện áp cung cấp cho pin của nó được kiểm tra. Nếu phát hiện mất điện, POST không dừng nhưng BIOS ghi nhớ điều này. Lỗi kiểm tra/đọc CMOS được coi là nghiêm trọng và POST dừng ở mã O7.
BE – các thanh ghi cấu hình Host Bridge và PIIX được lập trình với các giá trị lấy từ BIOS.
0A - bảng vectơ ngắt được tạo và cũng thiết lập ban đầu các hệ thống con quản lý năng lượng.
0B - đang được kiểm tra kiểm tra tổng Khối tế bào CMOS và nếu BIOS hỗ trợ PnP, hãy quét các thiết bị ISA PnP và khởi tạo các tham số của chúng. Đối với thiết bị PCI, các trường chính (tiêu chuẩn) được đặt trong khối thanh ghi cấu hình.
0C - khối biến BIOS được khởi tạo.
0D/0E - sự hiện diện của bộ điều hợp video được xác định bằng cách kiểm tra sự hiện diện của chữ ký 55AA tại địa chỉ bắt đầu BIOS Video (C0000:0000h). Nếu Video BIOS được phát hiện và tổng kiểm tra của nó chính xác thì quy trình khởi tạo bộ điều hợp video sẽ được bật. Kể từ thời điểm này, hình ảnh sẽ xuất hiện trên màn hình điều khiển, màn hình giật gân của bộ điều hợp video được hiển thị và bàn phím được khởi tạo. Tiếp theo, trong quá trình POST, bộ điều khiển DMA và bộ điều khiển ngắt sẽ được kiểm tra.
31/3 - dung lượng của Bộ nhớ cơ sở và Bộ nhớ ngoài được xác định và từ thời điểm này quá trình kiểm tra RAM hiển thị trên màn hình bắt đầu.
Chuột 3D - PS/2 được khởi tạo.
41 - hệ thống con đĩa mềm đang được khởi tạo.
42 - bộ điều khiển ổ cứng đang được thiết lập lại mềm. Nếu chế độ AUTO được chỉ định trong Thiết lập, các thiết bị IDE sẽ được phát hiện, nếu không các thông số thiết bị sẽ được lấy từ CMOS. Các ngắt IRQ14 và IRQ15 được hiển thị theo cấu hình hệ thống.
45 - bộ đồng xử lý FPU được khởi tạo.
4E - có thể cấu hình bàn phím USB. Ở giai đoạn này, có thể vào Cài đặt CMOS bằng cách nhấn phím DEL.
4F - yêu cầu mật khẩu được thực hiện nếu điều này được cung cấp bởi cài đặt Thiết lập CMOS.
52 - các ROM BIOS bổ sung được tìm kiếm và khởi tạo, đồng thời mỗi dòng yêu cầu ngắt PCI được ánh xạ.
60 - nếu chế độ này được bật trong Cài đặt, bảo vệ chống virus Giày cao cổ.
62 - tự động chuyển sang mùa đông hoặc thời gian mùa hè, trạng thái NumLock và chế độ tự động lặp lại được cấu hình cho bàn phím.
63 - Khối ESCD được điều chỉnh (chỉ dành cho PNP BIOS) và RAM bị xóa.
B0 - trạng thái này chỉ được ghi vào thanh ghi bộ phân tích chữ ký trong trường hợp có lỗi, chẳng hạn như trong quá trình kiểm tra Bộ nhớ mở rộng. Nếu không có lỗi khi chạy ở Chế độ được bảo vệ thì POST không bao gồm nhánh này. Nếu có lỗi trang và các ngoại lệ khác, quyền điều khiển sẽ được chuyển sang quy trình này, nó sẽ xuất mã B0 tới cổng 80(84)h và dừng.
FF - giai đoạn cuối cùng mà kết quả kiểm tra được tổng hợp - khởi tạo thành công phần cứng máy tính được kèm theo một tín hiệu âm thanh duy nhất, sau đó điều khiển được chuyển đến bộ tải khu vực BOOT.
Thứ tự tìm kiếm đĩa khởi động trên máy tính x86 (ổ cứng FDD, IDE và SCSI, thiết bị CD-ROM) được xác định bởi BIOS. BIOS hiện đại cho phép bạn cấu hình lại thứ tự này, được gọi là trình tự khởi động. Nếu ổ A: được đưa vào đầu tiên trong chuỗi khởi động và chứa một đĩa mềm, BIOS sẽ cố gắng sử dụng đĩa mềm này làm đĩa khởi động. Nếu không có đĩa mềm trong ổ đĩa, BIOS sẽ kiểm tra ổ cứng đầu tiên đã được khởi tạo vào thời điểm này và thực thi lệnh INT19h. Quy trình xử lý ngắt INT19h để tải khu vực BOOT phải đọc khu vực có tọa độ Trụ: 0 Đầu: 0 Khu vực: 1 và đặt nó tại địa chỉ 0000:7С00h, sau đó nó kiểm tra xem đĩa có khả năng khởi động hay không. lĩnh vực MBR(Bản ghi khởi động chính) trên đĩa cứng được đặt ở cùng địa chỉ vật lý với khu vực BOOT trên đĩa mềm (hình trụ 0, mặt 0, khu vực 1).
Nếu khu vực khởi động không được phát hiện trong quá trình quét, tức là. Hai byte cuối cùng của khu vực này (chữ ký của nó) không bằng 55AAh, ngắt INT18h được gọi. Trong trường hợp này, một thông báo cảnh báo sẽ xuất hiện trên màn hình, tùy thuộc vào nhà sản xuất BIOS máy tính.
Khu vực MBR được ghi vào ổ cứng chương trình FDISK, do đó, nếu ổ cứng được định dạng ở mức thấp, tất cả các cung của nó đều chứa số 0 và đương nhiên, cung đầu tiên không thể chứa chữ ký cần thiết. Theo đó, các thông báo lỗi sẽ được đưa ra nếu đĩa không được phân vùng (ổ đĩa logic). Bản ghi khởi động chính thường độc lập với hệ điều hành (trên nền tảng Intel, nó được sử dụng để khởi động bất kỳ hệ điều hành nào). Mã chứa trong bản ghi khởi động chính sẽ quét bảng phân vùng để tìm phân vùng hệ thống đang hoạt động. Nếu không tìm thấy phân vùng hoạt động nào trong bảng phân vùng hoặc nếu ít nhất một phân vùng chứa nhãn không chính xác hoặc nếu nhiều phân vùng được đánh dấu là hoạt động thì một thông báo lỗi thích hợp sẽ hiển thị.
Mã bản ghi khởi động chính xác định vị trí của phân vùng khởi động (hoạt động) bằng cách đọc bảng phân vùng nằm ở cuối MBR. Nếu tìm thấy một phân vùng đang hoạt động, khu vực khởi động của nó sẽ được đọc và xác định xem nó có thực sự có khả năng khởi động hay không. Việc đọc có thể được thực hiện tối đa năm lần, nếu không sẽ có thông báo lỗi và hệ thống sẽ dừng. Nếu tìm thấy khu vực khởi động, Bản ghi khởi động chính sẽ chuyển quyền kiểm soát tới mã khu vực khởi động trên phân vùng (khởi động) đang hoạt động có chứa chương trình khởi động và một bảng thông số đĩa. Giày cao cổ phân vùng, xem qua khối cài đặt BIOS để tìm vị trí của thư mục gốc, sau đó sao chép tệp hệ thống IO.SYS (trên thực tế, là một phần của DOS và bao gồm các chức năng của tệp MSDOS.SYS từ phiên bản trước của DOS) vào bộ nhớ và chuyển quyền điều khiển cho nó. IO.SYS tải một số trình điều khiển thiết bị và thực hiện một số thao tác liên quan đến khởi động. IO.SYS đầu tiên đọc tệp MSDOS.SYS. Cần phải nhớ rằng tệp này không giống với các tệp cùng tên từ các phiên bản DOS trước đó. Trong Windows 98, MSDOS.SYS là một tệp văn bản chứa các tùy chọn quy trình khởi động. Sau đó, tệp LOGO.SYS (màn hình khởi động) sẽ được tải và hiển thị.
Ở giai đoạn tiếp theo, IO.SYS đọc thông tin từ sổ đăng ký hệ thống và cũng thực thi các tệp CONFIG.SYS và AUTOEXEC.BAT (nếu chúng tồn tại trong thư mục gốc). Đồng thời, trình điều khiển thiết bị hoạt động ở chế độ vận hành bộ xử lý thực sẽ được tải và một số cài đặt hệ thống được thực hiện. Sau đây là danh sách một phần các trình điều khiển và chương trình có thể được tải ở giai đoạn này.
DBLSPACE.BIN hoặc DRVSPACE.BIN. Trình điều khiển nén đĩa.
HIMEM.SYS. Quản trị viên bộ nhớ trên ở chế độ bộ xử lý thực.
IFSHLP.SYS. Cung cấp hỗ trợ khi tải VFAT và các hệ thống tệp khác hỗ trợ Windows 98.
THIẾT LẬP.EXE. Một tiện ích thay thế số phiên bản hệ điều hành. Có những chương trình nhắm mục tiêu vào các phiên bản hệ điều hành cũ hơn và từ chối hoạt động trong Windows 98. Nhờ SETVER.EXE, chương trình như vậy trả về chính xác số phiên bản DOS phù hợp với nó.
DOS = CAO. Tải DOS vào vùng nhớ HMA. Nếu trong CONFIG. SYS chứa hướng dẫn tải trình quản lý bộ nhớ được ánh xạ EMM386.EXE và thêm tham số UMB vào dòng này để cho phép EMM386.EXE sử dụng bộ nhớ trên cùng.
Bạn cần nhớ rằng IO.SYS không tự động tải quản trị viên EMM386.EXE. Do đó, nếu định sử dụng nó, bạn phải chèn dòng DEVICE=EMM386.EXE vào tệp CONFIG.SYS.
TẬP TIN=30. Dòng này chỉ định số lượng bộ mô tả tệp cần tạo. Windows 98 không sử dụng tùy chọn này; nó được bao gồm để tương thích với các phiên bản trước của chương trình.
LASTDRIVE=Z. Chữ cái cuối cùng cho ổ đĩa logic được xác định ở đây. Tùy chọn này cũng được bao gồm để tương thích ngược và không được Windows 98 sử dụng.
ĐỆM = 30. Chỉ định số lượng bộ đệm tệp để tạo. Bộ đệm tệp được các ứng dụng sử dụng khi gọi các thủ tục I/O từ tệp IO.SYS.
NGĂN CHỒNG=9,256. Mục này xác định số lượng khung xếp chồng và kích thước của mỗi khung.
FCBS=4. Lệnh này chỉ định số lượng khối điều khiển tập tin. Hai tùy chọn cuối cùng chỉ dành cho khả năng tương thích ngược.
TRÊN giai đoạn cuối Tệp WIN.COM được tải xuống và khởi chạy. Nó truy cập vào tệp VMM32.VXD. Nếu máy tính được cài đặt đủ RAM thì tệp này sẽ được tải vào bộ nhớ, nếu không tệp này sẽ được truy cập trên ổ cứng, điều này đương nhiên sẽ làm tăng thời gian tải. Trình điều khiển tải chế độ thực So sánh các bản sao của trình điều khiển thiết bị ảo (VxD) trong thư mục Windows/System/VMM32 và tệp VMM32.VXD. Nếu trình điều khiển thiết bị ảo tồn tại trong cả thư mục và tệp thì bản sao của trình điều khiển ảo sẽ được "đánh dấu" trong tệp VMM32.VXD là không thể khởi động được. Trình điều khiển thiết bị ảo không được tải bằng tệp VMM32.VXD được tải từ phần SYSTEM.INI của tệp Thư mục Windows. Trong quá trình này, trình tải trình điều khiển thiết bị ảo ở chế độ thực sẽ liên tục kiểm tra xem tất cả các trình điều khiển thiết bị ảo cần thiết đã được tải chính xác chưa và liệu có xảy ra lỗi trong khi tải hay không. trình điều khiển cần thiết nó thử lại thao tác này. Sau khi được tải, trình điều khiển thiết bị ảo ở chế độ thực sẽ được khởi chạy, sau đó tệp VMM32.VXD sẽ chuyển bộ xử lý sang chế độ được bảo vệ và quá trình khởi tạo trình điều khiển thiết bị ảo theo tham số InitDevice của chúng bắt đầu. Quy trình khởi động hệ điều hành kết thúc bằng việc tải các tệp KRNL32.DLL, GDI.EXE, USER.EXE và EXPLORER.EXE. Nếu máy tính được kết nối mạng, nó sẽ khởi động mạng. Người dùng được nhắc nhập tên và mật khẩu để đăng nhập vào mạng. Sau đó, cấu hình với cài đặt mặc định sẽ được tải từ sổ đăng ký hệ thống. Ở giai đoạn cuối cùng của quá trình tải hệ điều hành, nội dung của thư mục Khởi động sẽ được xử lý và các chương trình được chỉ định trong đó sẽ được khởi chạy. Sau đó, hệ điều hành đã sẵn sàng hoạt động.
Có một số cách tiêu chuẩn để sửa đổi quy trình khởi động được mô tả ở trên:
Khi thực hiện POST, ở giai đoạn kiểm tra bộ nhớ và khởi tạo thiết bị khởi động, nhấn nút DEL trên bàn phím để vào chương trình Setup;
Dán trước khi kết thúc kiểm tra phần cứng đĩa khởi động(ví dụ, trường hợp khẩn cấp Đĩa Windows 98);
Chỉnh sửa tệp CONFIG.SYS;
Chỉnh sửa tệp AUTOEXEC.BAT.
Ngoài những điều này, Windows 98 còn cung cấp một số phương pháp ít rõ ràng hơn để hoàn thành cùng một nhiệm vụ:
Sau khi hoàn thành kiểm tra phần cứng, sử dụng phím F8 để gọi menu Khởi động;
Chỉnh sửa hướng dẫn khởi động hệ thống trong tệp MSDOS.SYS;
Sử dụng một trong các phương pháp được liệt kê để “dừng” ở chế độ DOS, sau đó khởi động Windows từ dòng lệnh bằng một bộ phím cần thiết;
Thay đổi nội dung của thư mục Khởi động. Dựa trên tài liệu trang web
Nhiều người dùng cho rằng máy tính khởi động bằng hệ điều hành nhưng thực tế điều này chỉ đúng một phần. Trong tài liệu này, bạn sẽ tìm hiểu cách PC thực sự khởi động và làm quen với các khái niệm quan trọng như BIOS, CMOS, UEFI và các khái niệm khác.
Giới thiệu
Đối với nhiều người, làm việc với máy tính bắt đầu sau khi tải hệ điều hành. Và điều này không có gì đáng ngạc nhiên, vì phần lớn thời gian, các PC hiện đại thực sự được sử dụng với sự hỗ trợ của đồ họa tiện lợi. Vỏ Windows hoặc bất kỳ hệ điều hành nào khác. Trong môi trường thân thiện này đối với chúng tôi, chúng tôi không chỉ khởi chạy các chương trình, ứng dụng hoặc trò chơi mà còn thực hiện cài đặt cũng như định cấu hình các thông số hệ thống phù hợp với nhu cầu của chúng tôi.
Tuy nhiên, bất chấp tính đa chức năng của nó, hệ điều hành không thể làm được mọi việc, và trong một số trường hợp những điểm chính, và đơn giản là hoàn toàn bất lực. Đặc biệt, điều này áp dụng cho lần khởi động đầu tiên của máy tính, diễn ra hoàn toàn mà không có sự tham gia của cô ấy. Hơn nữa, bản thân việc ra mắt HĐH phần lớn phụ thuộc vào sự thành công của quy trình này, điều này có thể không xảy ra nếu có vấn đề phát sinh.
Đây có thể là tin mới đối với một số người, nhưng trên thực tế, Windows không chịu trách nhiệm khởi động máy tính từ đầu đến cuối mà nó chỉ tiếp tục ở một giai đoạn nhất định và kết thúc nó. Trình phát chính ở đây là một phần sụn hoàn toàn khác - BIOS, mục đích và chức năng chính mà chúng ta sẽ nói đến trong tài liệu này.
BIOS là gì và tại sao cần thiết?
Các thành phần chính của bất kỳ thiết bị máy tính nào đều là sự kết hợp giữa bộ xử lý và RAM và điều này không phải là không có lý do. Bộ xử lý được gọi đúng là trái tim và bộ não của bất kỳ PC nào, vì tất cả các phép toán chính đều được giao phó cho nó. Trong trường hợp này, CPU chỉ có thể nhận tất cả lệnh và dữ liệu để tính toán từ RAM. Anh ấy cũng gửi kết quả công việc của mình đến đó. Bộ xử lý không tương tác trực tiếp với bất kỳ bộ lưu trữ thông tin nào khác, chẳng hạn như ổ cứng.
Vấn đề chính nằm ở đây. Để bộ xử lý bắt đầu thực thi các lệnh của hệ điều hành, chúng phải nằm trong RAM. Nhưng khi bật PC, RAM trống vì nó dễ bay hơi và không thể lưu trữ thông tin khi tắt máy tính. Đồng thời, tự mình, không có sự tham gia của hệ thống, thiết bị máy tính họ không thể đặt dữ liệu cần thiết vào bộ nhớ. Và ở đây chúng ta phải đối mặt với một tình huống nghịch lý. Hóa ra để tải HĐH vào bộ nhớ, hệ điều hành phải có sẵn trong RAM.
Để giải quyết tình trạng này, vào buổi bình minh của kỷ nguyên máy tính cá nhân, các kỹ sư của IBM đã đề xuất sử dụng một chương trình nhỏ đặc biệt gọi là BIOS, đôi khi được gọi là bootloader.
Từ BIOS(BIOS) là tên viết tắt của bốn từ tiếng Anh Hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản, được dịch sang tiếng Nga có nghĩa là: “Hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản”. Tên này được đặt cho tập hợp các vi chương trình chịu trách nhiệm vận hành chức năng cơ bản bộ điều hợp video, màn hình, ổ đĩa, ổ đĩa mềm, bàn phím, chuột và các thiết bị đầu vào/đầu ra cơ bản khác.
Các chức năng chính của BIOS là khởi động PC lần đầu, kiểm tra và cấu hình ban đầu của thiết bị, phân phối tài nguyên giữa các thiết bị và kích hoạt quy trình khởi động hệ điều hành.
BIOS được lưu trữ ở đâu và CMOS là gì
Xét rằng BIOS chịu trách nhiệm cho giai đoạn khởi động máy tính ban đầu, bất kể cấu hình của nó như thế nào, chương trình này sẽ có sẵn cho thiết bị cơ bản ngay sau khi nhấn nút nguồn PC. Đó là lý do tại sao nó không được lưu trữ trên ổ cứng, giống như hầu hết các ứng dụng thông thường, nhưng được ghi vào một chip nhớ flash đặc biệt nằm trên bo mạch hệ thống. Do đó, có thể truy cập vào BIOS và khởi động máy tính ngay cả khi không có phương tiện lưu trữ nào được kết nối với PC.
Những máy tính đầu tiên sử dụng chip bộ nhớ chỉ đọc (ROM) để lưu trữ BIOS, trên đó mã chương trình được viết một lần tại nhà máy. Một thời gian sau, chip EPROM và EEROM bắt đầu được sử dụng, trong đó nếu cần, có thể viết lại BIOS, nhưng chỉ với sự trợ giúp của thiết bị đặc biệt.
Ở thời hiện đại những máy tính cá nhân BIOS được lưu trữ trong các chip dựa trên bộ nhớ flash, có thể được viết lại bằng các chương trình đặc biệt trực tiếp trên PC ở nhà. Thủ tục này thường được gọi nhấp nháy và được yêu cầu cập nhật firmware lên phiên bản mới hoặc thay thế trong trường hợp hư hỏng.
Nhiều chip BIOS không được hàn vào bo mạch chủ, giống như tất cả các thành phần khác, mà được lắp vào một đầu nối nhỏ đặc biệt, cho phép bạn thay thế nó bất cứ lúc nào. Đúng, tính năng này khó có thể hữu ích với bạn, vì trường hợp yêu cầu thay thế chip BIOS là rất hiếm và thực tế không bao giờ xảy ra với người dùng gia đình.
Bộ nhớ flash để lưu trữ BIOS có thể có dung lượng khác nhau. Trước đây, dung lượng này rất nhỏ và lên tới không quá 512 KB. Các phiên bản hiện đại của chương trình đã trở nên lớn hơn một chút và có dung lượng vài megabyte. Nhưng trong mọi trường hợp, trong bối cảnh ứng dụng hiện đại và tập tin đa phương tiện nó chỉ là rất nhỏ.
Ở một số bo mạch chủ tiên tiến, nhà sản xuất có thể cài đặt không phải một mà là hai chip BIOS cùng một lúc - một chip chính và một chip dự phòng. Trong trường hợp này, nếu có điều gì xảy ra với chip chính, máy tính sẽ khởi động từ chip dự phòng.
Ngoài bộ nhớ flash trong đó BIOS được lưu trữ, còn có một loại bộ nhớ khác trên bo mạch chủ được thiết kế để lưu trữ các cài đặt cấu hình cho chương trình này. Nó được sản xuất bằng cách sử dụng chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung hoặc CMOS(Chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung). Chữ viết tắt này là tên được đặt cho bộ nhớ chuyên dụng chứa dữ liệu khởi động máy tính được BIOS sử dụng.
Bộ nhớ CMOS được cấp nguồn bằng pin được lắp trên bo mạch chủ. Nhờ đó, khi bạn ngắt kết nối máy tính khỏi ổ cắm, tất cả các cài đặt BIOS sẽ được lưu. Trên các máy tính cũ, chức năng bộ nhớ CMOS được gán cho một chip riêng. Trong các PC hiện đại, nó là một phần của chipset.
Quy trình POST và khởi động PC ban đầu
Bây giờ chúng ta hãy xem quá trình khởi động máy tính ban đầu trông như thế nào và BIOS đóng vai trò gì trong đó.
Sau khi nhấn nút nguồn của máy tính, bộ nguồn sẽ khởi động trước, bắt đầu cấp điện áp cho bo mạch chủ. Nếu bình thường thì chipset sẽ ra lệnh đặt lại bộ nhớ trong của bộ xử lý trung tâm và khởi động nó. Sau đó, bộ xử lý bắt đầu đọc và thực thi tuần tự các lệnh được ghi trong bộ nhớ hệ thống, vai trò của lệnh này do chip BIOS đảm nhận.
Ngay từ đầu, bộ xử lý nhận được lệnh thực hiện tự kiểm tra các thành phần máy tính ( BƯU KIỆN- Khả năng tự kiểm tra). Quy trình POST bao gồm một số giai đoạn, hầu hết bạn có thể xem trên màn hình PC ngay sau khi bật. Trình tự các sự kiện trước khi hệ điều hành bắt đầu tải như sau:
1. Đầu tiên, xác định các thiết bị chính của hệ thống.
3. Bước thứ ba - thiết lập bộ logic hệ thống hay nói một cách đơn giản hơn là chipset.
4. Sau đó, card màn hình sẽ được tìm kiếm và xác định. Nếu một bộ điều hợp video bên ngoài (độc lập) được cài đặt trong máy tính, thì nó sẽ có BIOS riêng, BIOS hệ thống chính sẽ tìm kiếm trong một phạm vi địa chỉ bộ nhớ nhất định. Nếu tìm thấy bộ điều hợp đồ họa bên ngoài, thứ đầu tiên bạn nhìn thấy trên màn hình sẽ là hình ảnh có tên của card màn hình do BIOS của nó tạo ra.
5. Sau khi tìm thấy bộ điều hợp đồ họa, tính toàn vẹn của các tham số BIOS và trạng thái pin bắt đầu được kiểm tra. Tại thời điểm này, những dòng chữ màu trắng bí ẩn tương tự bắt đầu xuất hiện trên màn hình điều khiển, khiến những người dùng thiếu kinh nghiệm lo lắng do không hiểu chuyện gì đang xảy ra. Nhưng trên thực tế, không có gì siêu nhiên xảy ra vào lúc này, như bây giờ bạn sẽ tận mắt chứng kiến. Theo quy luật, dòng chữ đầu tiên, trên cùng chứa logo của nhà phát triển BIOS và thông tin về phiên bản đã cài đặt của nó.
6. Sau đó, quá trình kiểm tra bộ xử lý trung tâm bắt đầu, sau đó dữ liệu về chip đã cài đặt sẽ được hiển thị: tên nhà sản xuất, kiểu máy và tần số xung nhịp của nó.
7. Tiếp theo, quá trình kiểm tra RAM bắt đầu. Nếu mọi việc suôn sẻ, tổng dung lượng RAM đã cài đặt sẽ hiển thị trên màn hình với dòng chữ OK.
8. Sau khi hoàn tất việc kiểm tra các thành phần chính của PC, việc tìm kiếm bàn phím và kiểm tra các cổng đầu vào/đầu ra khác sẽ bắt đầu. Trong một số trường hợp, máy tính có thể ngừng khởi động ở giai đoạn này nếu hệ thống không thể phát hiện bàn phím được kết nối. Trong trường hợp này, cảnh báo về điều này sẽ ngay lập tức được hiển thị trên màn hình.
9. Tiếp theo, quá trình phát hiện các thiết bị lưu trữ được kết nối với máy tính bắt đầu, bao gồm ổ đĩa quang, ổ cứng và ổ flash. Thông tin về các thiết bị tìm thấy được hiển thị trên màn hình. Nếu một số bộ điều khiển từ các nhà sản xuất khác nhau được cài đặt trên bo mạch chủ, quy trình khởi tạo của chúng có thể được hiển thị trên các màn hình khác nhau.
Màn hình định nghĩa bộ điều khiểnnối tiếpATA, có cái riêng của nóBIOS, với đầu ra của tất cả các thiết bị được kết nối với nó.
10. Ở giai đoạn cuối, tài nguyên được phân phối giữa các thiết bị được tìm thấy thiết bị nội bộ MÁY TÍNH. Trong các máy tính cũ hơn, sau đó sẽ hiển thị bảng tóm tắt với tất cả các thiết bị được phát hiện. TRONG xe ô tô hiện đại bảng không còn được hiển thị.
11. Cuối cùng, nếu quy trình POST thành công, BIOS sẽ bắt đầu tìm kiếm các ổ đĩa được kết nối Khu vực khởi động chính(MBR), chứa dữ liệu về quá trình khởi động hệ điều hành và thiết bị khởi động mà quyền điều khiển tiếp theo phải được chuyển sang.
Tùy thuộc vào phiên bản BIOS được cài đặt trên máy tính, quy trình POST có thể diễn ra với một chút thay đổi so với thứ tự được mô tả ở trên, nhưng nhìn chung, tất cả các bước chính mà chúng tôi đã chỉ ra sẽ được thực hiện khi khởi động từng PC.
Tiện ích thiết lập BIOS
BIOS là một hệ thống có thể cấu hình và có chương trình riêng cài đặt của một số thông số phần cứng PC, được gọi là Tiện ích thiết lập BIOS hoặc Tiện ích cài đặt CMOS. Nó được gọi bằng cách nhấn một phím đặc biệt trong quá trình tự kiểm tra POST. Trên máy tính để bàn, phím Del thường được sử dụng nhiều nhất cho mục đích này và trên máy tính xách tay F2.
Giao diện đồ họa của tiện ích cấu hình phần cứng rất khắc khổ và hầu như không thay đổi kể từ những năm 80. Tất cả các cài đặt ở đây chỉ được thực hiện bằng bàn phím - thao tác chuột không được cung cấp.
CMOS/BIOS Setup có rất nhiều cài đặt, nhưng những cài đặt phổ biến nhất mà người dùng bình thường có thể cần bao gồm: cài đặt ngày giờ hệ thống, chọn thứ tự các thiết bị khởi động, bật/tắt thiết bị bổ sung được tích hợp trong bo mạch chủ (âm thanh, video). hoặc bộ điều hợp mạng), điều khiển hệ thống làm mát và theo dõi nhiệt độ bộ xử lý, cũng như thay đổi tần số bus hệ thống (ép xung).
bạn mô hình khác nhau bo mạch chủ, số lượng thông số BIOS có thể cấu hình có thể khác nhau rất nhiều. Phạm vi cài đặt rộng nhất thường có trên bo mạch chủ máy tính để bàn đắt tiền nhắm đến những người đam mê, người hâm mộ trò chơi máy tính và ép xung. Theo quy luật, kho vũ khí ít ỏi nhất được tìm thấy trong các bảng giá rẻ được thiết kế để cài đặt trong máy tính văn phòng. Phần lớn các thiết bị di động cũng thiếu nhiều cài đặt BIOS. Thêm chi tiết về cài đặt khác nhau Chúng ta sẽ thảo luận về BIOS và tác động của chúng đến hoạt động của máy tính trong một bài viết riêng.
Phát triển và cập nhật BIOS
Theo quy định, đối với hầu hết mọi kiểu bo mạch chủ, phiên bản BIOS riêng được phát triển, có tính đến các đặc điểm kỹ thuật riêng: loại chipset được sử dụng và loại thiết bị ngoại vi được hàn.
Quá trình phát triển BIOS có thể được chia thành hai giai đoạn. Đầu tiên nó được tạo ra phiên bản cơ bản chương trình cơ sở trong đó tất cả các chức năng được triển khai, bất kể kiểu chipset. Đến nay, sự phát triển phiên bản tương tự chủ yếu được xử lý bởi các công ty Megatrends mỹ(AMIBIOS) và Phoenix Technologies, vào năm 1998 đã tiếp thu công ty lớn lúc bấy giờ trên thị trường này - Phần mềm giải thưởng (AwardBIOS, BIOS mô-đun giải thưởng, Award WorkstationBIOS).
Ở giai đoạn thứ hai, các nhà sản xuất bo mạch chủ tham gia vào việc phát triển BIOS. Tại thời điểm này, phiên bản cơ bản được sửa đổi và cải tiến cho từng mẫu bo mạch cụ thể, có tính đến các tính năng của nó. Đồng thời, sau khi bo mạch chủ có mặt trên thị trường, hoạt động trên phiên bản BIOS của nó không dừng lại. Các nhà phát triển thường xuyên phát hành các bản cập nhật có thể sửa các lỗi tìm thấy, thêm hỗ trợ cho phần cứng mới và mở rộng chức năng của chương trình. Trong một số trường hợp, việc cập nhật BIOS cho phép bạn thổi sức sống mới vào một bo mạch chủ dường như đã lỗi thời, chẳng hạn như thêm hỗ trợ cho thế hệ bộ xử lý mới.
UEFI BIOS là gì
Nguyên tắc hoạt động cơ bản BIOS hệ thống Vì máy tính để bànđược hình thành vào những năm 80 xa xôi của thế kỷ trước. Trong những thập kỷ qua, ngành công nghiệp máy tính đã phát triển nhanh chóng và trong thời gian này liên tục xảy ra tình trạng các mẫu thiết bị mới không tương thích với một số thiết bị nhất định. Phiên bản BIOS. Để giải quyết những vấn đề này, các nhà phát triển liên tục phải sửa đổi mã của hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản, nhưng cuối cùng, một số hạn chế của phần mềm vẫn không thay đổi kể từ thời của những chiếc PC gia đình đầu tiên. Tình trạng này dẫn đến việc BIOS ở phiên bản cổ điển cuối cùng đã không còn đáp ứng các yêu cầu của phần cứng máy tính hiện đại, ngăn cản sự phân phối của nó trong khu vực máy tính cá nhân đại chúng. Rõ ràng là cần phải thay đổi điều gì đó.
Năm 2011, với việc ra mắt bo mạch chủ cho bộ xử lý thế hệ Intel Sandy Bridge được cài đặt trong ổ cắm LGA1155, việc giới thiệu rộng rãi giao diện phần mềm mới để khởi động máy tính đã bắt đầu - UEFI.
Trên thực tế, phiên bản đầu tiên của giải pháp thay thế BIOS thông thường này đã được phát triển và sử dụng thành công. của Intel trong các hệ thống máy chủ vào cuối những năm 90. Sau đó, giao diện mới để khởi động PC được gọi là EFI (Giao diện phần mềm mở rộng), nhưng vào năm 2005, thông số kỹ thuật mới của nó được gọi là UEFI (Giao diện phần mềm mở rộng hợp nhất). Ngày nay, hai chữ viết tắt này được coi là đồng nghĩa.
Như bạn có thể thấy, các nhà sản xuất bo mạch chủ không hề vội vàng chuyển sang tiêu chuẩn mới, cố gắng cải thiện các biến thể BIOS truyền thống cho đến phút cuối cùng. Tuy nhiên, sự lạc hậu rõ ràng của hệ thống này, bao gồm giao diện 16 bit, không thể sử dụng hơn 1 MB không gian địa chỉ bộ nhớ, thiếu hỗ trợ cho các ổ đĩa lớn hơn 2 TB và các vấn đề tương thích không thể giải quyết liên tục khác với thiết bị mới tuy nhiên đã trở thành một hạn chế. lập luận nghiêm túc về việc chuyển sang một giải pháp phần mềm mới .
Giao diện khởi động mới do Intel đề xuất mang lại những thay đổi gì và nó khác với BIOS như thế nào? Cũng như BIOS, nhiệm vụ chính của UEFI là phát hiện chính xác phần cứng ngay sau khi bật PC và chuyển quyền điều khiển máy tính sang hệ điều hành. Nhưng đồng thời, những thay đổi trong UEFI sâu sắc đến mức sẽ không chính xác nếu so sánh nó với BIOS.
BIOS hầu như không thể thay đổi Mã chương trình, được khâu vào một con chip đặc biệt và tương tác trực tiếp với Thiết bị máy tính sử dụng phần mềm của chúng tôi. Quy trình khởi động máy tính bằng BIOS rất đơn giản: ngay sau khi bật máy tính, nó sẽ kiểm tra phần cứng và tải các trình điều khiển phổ quát đơn giản cho các thành phần phần cứng chính. Sau đó, BIOS tìm bộ tải khởi động của hệ điều hành và kích hoạt nó. Tiếp theo, hệ điều hành tải.
Hệ thống UEFI có thể được gọi là một lớp giữa các thành phần phần cứng của máy tính, với phần sụn riêng và hệ điều hành, cho phép nó cũng thực hiện Chức năng BIOS. Nhưng không giống như BIOS, UEFI là một giao diện lập trình mô-đun bao gồm các dịch vụ kiểm tra, làm việc và khởi động, trình điều khiển thiết bị, giao thức truyền thông, phần mở rộng chức năng và lớp vỏ đồ họa riêng của nó, khiến nó trông giống như một hệ điều hành rất nhẹ. Đồng thời, giao diện người dùng trong UEFI hiện đại, hỗ trợ điều khiển chuột và có thể bản địa hóa sang nhiều ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Nga.
Một lợi thế quan trọng của EFI là tính đa nền tảng và tính độc lập với kiến trúc bộ xử lý. Các thông số kỹ thuật của hệ thống này cho phép nó hoạt động với hầu hết mọi tổ hợp chip, có thể là kiến trúc x86 (Intel, AMD) hoặc ARM. Hơn nữa, UEFI có quyền truy cập trực tiếp vào tất cả các trình điều khiển độc lập với nền tảng và phần cứng máy tính, điều này cho phép tổ chức, chẳng hạn như truy cập Internet hoặc hỗ trợđĩa.
Không giống như BIOS, mã UEFI và tất cả thông tin dịch vụ của nó có thể được lưu trữ không chỉ trong một con chip đặc biệt mà còn trên các phân vùng của cả ổ cứng bên trong và bên ngoài, cũng như bộ lưu trữ mạng. Đổi lại, thực tế là dữ liệu khởi động có thể được đặt trên các ổ đĩa có dung lượng lớn, do kiến trúc mô-đun, có thể cung cấp cho EFI khả năng xử lý phong phú. chức năng. Ví dụ: đây có thể là các công cụ chẩn đoán được phát triển hoặc các tiện ích hữu ích có thể được sử dụng cả ở giai đoạn khởi động PC ban đầu và sau khi hệ điều hành khởi động.
Một lần nữa tính năng chính UEFI là khả năng làm việc với các ổ cứng dung lượng lớn, được phân vùng theo tiêu chuẩn GPT (Guid Phân vùng Bảng). Cái sau không được hỗ trợ bởi bất kỳ sửa đổi BIOS nào vì nó có địa chỉ cung 64-bit.
Khởi động PC dựa trên UEFI, như trong trường hợp BIOS, bắt đầu bằng việc khởi tạo thiết bị. Nhưng tại cùng một thời điểm, thủ tục này xảy ra nhanh hơn nhiều, vì UEFI có thể phát hiện đồng thời một số thành phần ở chế độ song song (BIOS lần lượt khởi chạy tất cả các thiết bị). Sau đó, hệ thống UEFI sẽ được tải, dưới sự kiểm soát của bất kỳ tập hợp hành động cần thiết nào được thực hiện (tải trình điều khiển, khởi tạo ổ đĩa khởi động, khởi động dịch vụ khởi động, v.v.) và chỉ sau khi hệ điều hành được khởi chạy.
Có vẻ như quy trình gồm nhiều bước như vậy sẽ làm tăng thời gian khởi động tổng thể của PC, nhưng trên thực tế thì điều ngược lại lại xảy ra. VỚI hệ thống UEFI khởi động nhanh hơn nhiều nhờ trình điều khiển tích hợp và bộ tải khởi động riêng. Do đó, trước khi khởi động, HĐH sẽ nhận được thông tin toàn diện về phần cứng của máy tính, cho phép khởi động trong vòng vài giây.
Bất chấp tất cả sự tiến bộ của UEFI, vẫn có một số hạn chế cản trở sự phát triển và phân phối tích cực của bộ nạp khởi động này. Thực tế là để triển khai tất cả các khả năng của giao diện khởi động mới, nó cần có sự hỗ trợ đầy đủ từ hệ điều hành. Cho đến nay, chỉ Windows 8 mới cho phép bạn sử dụng đầy đủ các khả năng của UEFI. Hỗ trợ hạn chế cho giao diện mới có sẵn cho các phiên bản 64-bit của Windows 7, Vista và Linux với kernel 3.2 trở lên. Các khả năng của UEFI cũng được Apple sử dụng trong trình quản lý khởi động BootCamp trên các hệ thống Mac OS X của riêng họ.
Chà, làm thế nào để máy tính khởi động từ UEFI nếu nó sử dụng hệ điều hành không được hỗ trợ (WindowsXP, Windows 7 32 bit) hoặc phân vùng tệp (MBR)? Đối với những trường hợp như vậy, giao diện khởi động mới được tích hợp sẵn Mô-đun hỗ trợ tương thích(Mô-đun hỗ trợ tương thích), về cơ bản là một BIOS truyền thống. Đó là lý do tại sao bạn có thể thấy có bao nhiêu máy tính hiện đại được trang bị bo mạch chủ UEFI khởi động theo cách truyền thống ở chế độ mô phỏng BIOS. Thông thường điều này xảy ra vì chủ sở hữu của họ tiếp tục sử dụng phân vùng ổ cứng với MBR truyền thống và không muốn chuyển sang phân vùng GPT.
Phần kết luận
Rõ ràng là, không giống như BIOS truyền thống, UEFI có khả năng làm được nhiều việc hơn là chỉ xử lý khởi động. Khả năng khởi chạy các dịch vụ và ứng dụng đang hoạt động, cả ở giai đoạn đầu khởi động PC và sau khi hệ điều hành khởi động, mở ra nhiều cơ hội mới cho cả nhà phát triển và người dùng cuối.
Nhưng đồng thời, vẫn còn quá sớm để nói về việc từ bỏ hoàn toàn hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản trong tương lai gần. Trước hết, bạn cần nhớ rằng cho đến nay hầu hết các máy tính đều chạy WindowsXP và Windows 7 32 bit, không được UEFI hỗ trợ. Có, và hầu hết các ổ cứng được đánh dấu theo tiêu chuẩn GPT chỉ có thể được tìm thấy trong các mẫu máy tính xách tay mới dựa trên Dựa trên Windows 8.
Vì vậy, miễn là phần lớn người dùng, do thói quen hoặc một số lý do khác, bị ràng buộc bởi các phiên bản HĐH cũ và các phương pháp phân vùng ổ cứng truyền thống, BIOS sẽ vẫn là hệ thống chính để khởi động máy tính.
Hệ điều hành được lưu trữ trong bộ nhớ ngoài thường là trên đĩa cứng, ít thường xuyên hơn trên đĩa mềm. Vì hoạt động binh thương Máy tính yêu cầu các mô-đun chính của hệ điều hành phải nằm trong RAM. Do đó, sau khi bật máy tính, hệ điều hành sẽ tự động được ghi lại (tải) từ đĩa vào RAM. Hầu hết khía cạnh quan trọng Tải này được phản ánh dưới dạng thuật toán trong Hình. 9.13.
Cơm. 9.13. Thuật toán tải hệ điều hành từ đĩa vào RAM
Sau khi bật máy tính, bạn quan sát các con số trên màn hình thay đổi. Những con số này phản ánh quá trình kiểm tra RAM bằng chương trình BIOS. Nếu phát hiện lỗi trong các ô RAM, một thông báo sẽ được hiển thị.
Sau khi hoàn tất kiểm tra phần cứng thành công, ổ đĩa có đĩa mềm A được truy cập và đèn báo bên cạnh sẽ sáng lên. Nếu bạn đang tải hệ điều hành từ đĩa mềm thì trước hoặc trong khi kiểm tra, bạn phải đưa đĩa hệ thống vào ổ A. Ngược lại, nếu không có hệ điều hành trên đĩa A, thì đĩa cứng sẽ được truy cập, bằng chứng là chỉ báo ánh sáng bên cạnh nó.
Quá trình đọc vào RAM của khu vực thứ 0 của mặt thứ 0 của đĩa nơi đặt bộ tải khởi động (BOOT RECORD) bắt đầu. Điều khiển được chuyển đến bộ nạp khởi động, bộ nạp khởi động này sẽ kiểm tra sự hiện diện của mô-đun mở rộng IO.SYS và mô-đun cơ sở MSDOS.SYS trên đĩa hệ thống. Nếu họ đang ở nơi được chỉ định (cm. cơm. 9.10), sau đó nó tải chúng vào RAM, nếu không thông báo về sự vắng mặt của chúng sẽ được hiển thị. Trong trường hợp này, nên tải xuống lại. Tín hiệu khởi động lại chuyển quyền điều khiển sang mô-đun BIOS cố định, mô-đun này lại ghi khối khởi động từ đĩa vào RAM, v.v.
Nhớ! Vì khởi động lại hệ điều hành nhấn các phím đồng thời vào bộ nhớ .
Sau khi tải thành công mô-đun mở rộng IO.SYS và mô-đun cơ sở MSDOS.SYS vào RAM, bộ xử lý lệnh COMMAND.COM được tải và tệp cấu hình CONFIG.SYS, chứa các lệnh kết nối, được xử lý trình điều khiển cần thiết. Tệp này có thể bị thiếu nếu bạn hài lòng với phiên bản cơ sở của hệ điều hành.
Sau đó, tệp bó AUTOEXEC.BAT sẽ được xử lý. Sử dụng tập tin này bạn có thể cấu hình các thông số môi trường hoạt động. Ví dụ: tạo đĩa ảo, thay đổi chế độ in, tải các chương trình phụ trợ, v.v.
Chú ý! Các tệp có phần mở rộng .BAT đóng vai trò đặc biệt khi làm việc trong môi trường hệ thống. Chúng chứa một tập hợp các lệnh hoặc tên hệ điều hành Các tập tin thực thi. Sau khi chạy một tệp có phần mở rộng .BAT, tất cả các lệnh được viết trong đó sẽ được thực thi tự động lần lượt.
Tệp có tên tiêu chuẩn AUTOEXEC.BAT khác với các tệp khác thuộc loại .BAT ở chỗ việc thực thi các lệnh được đặt trong đó sẽ tự động bắt đầu ngay sau khi hệ điều hành khởi động.
Nếu thiếu tệp AUTOEXEC.BAT, bạn sẽ được nhắc nhập ngày và giờ:
nếu bạn nhấn enter, thì như ngày hiện tại và thời gian cái gọi là hệ thống tham số toán học, được xác định bởi bộ đếm thời gian của máy tính;
Nếu bạn muốn đặt lại ngày giờ hệ thống, thì để đáp lại lời nhắc, hãy nhập các giá trị vào một trong các biểu mẫu được cung cấp, ví dụ:
25-10-1997 (tháng ngày năm)
7:30:10.00r (giờ:phút:giây)
Sau khi tệp AUTOEXEC.BAT chạy xong và nếu không tìm thấy tệp này, chẳng hạn, một dấu nhắc về đĩa hệ thống sẽ được hiển thị trên màn hình hiển thị C:\>.Điều này cho biết quá trình khởi động đã hoàn tất bình thường và bạn có thể bắt đầu làm việc bằng cách nhập tên ứng dụng hoặc lệnh hệ điều hành.
