Базовые системы в-в хранящиеся в ПЗУ (BIOS)
Литература:
- Г. Дейтал. Введение в операционные системы (2 тома)
- Х.М. Дейтал. Введение в операционные системы (2 тома), 2006
Системное ПО делиться на 4 категории:
- Базовые системы в/в хранящиеся в ПЗУ (ROM-BIOS)
- Операционные системы (ОС)
- Системы программирования
- Сетевое ПО
Базовые системы в/в хранящиеся в ПЗУ (BIOS)
Функции:
- Загрузка вычислительной системы
- Диагностика и сообщение об ошибках
- Поддержка нестандартного аппаратного обеспечения
- BIOS Setup
Основные поставщики: AMI, AWARD, PHOENIX и Linux BIOS
Прерывания – это особая ситуация в работе вычислительной системы когда процессор вынужден прервать работу над текущей программой и начать обрабатывать процедуру прерывания.
Виды:
- Программные прерывания
- Аппаратные прерывания:
а) маскируемые
б) немаскируемые
Рекомендуемые материалы
Программное прерывание возникает при исполнении процессором специальной команды, т.о. вызов программного прерывания полностью находиться под контролем исполняемой программы.
Аппаратное прерывание – источником аппаратных прерываний служит аппаратное обеспечение вычислительной системы. Обычно аппаратное прерывание используется для сигнализации операционное системе об изменении ситуации с состоянием аппаратного обеспечения. Завершив свою работу, процедура обработчика прерывания возвращает управление исходной программе.
Работа BIOS по включению ПК: мы включаем ПК блок питания сначала заряжается достаточным уровнем энергии, а затем блок питания подпет сигнал на материнскую плату (Power Good). Получив сигнал Power Good набор микросхем материнской платы (Chipset) подает на процессор сигнал немаскируемого прерывания, в результате чего ЦП переходит по заранее обусловленному адресу 0xFFFF0. По этому адресу в ПЗУ записывается команда безусловного перехода на адрес процедуры POST (является частью BIOS).
Работа процедуры POST:
1. Проверяется наличие ОЗУ в первых 64 Кбайтов адресов, если память найдена то POST процедура продолжает работу, а если памяти не оказалась, то подается звуковой сигнал.
2. Проверяется наличие контроллера дисплея (видеокарта), если она установлена, то весь дальнейший вывод информации система ведет на монитор. Если видеокарта не обнаружена, то BIOS в зависимости от настроек хранящихся в CMOS (при хранении данных она не потребляет энергии, а только при перезаписи) BIOS либо подает звуковой сигнал и останавливает работу, либо продолжает работу без видеоконтроллера (пример: сервер – задают в настройках CMOS памяти о отсутствии видеокарты).
3. Поиск и инициализация установленной памяти (всей памяти).
Основные диапазоны адресов, по которым в архитектуре IBM PC ОЗУ не будет доступна:
а) последние 64 Кб от 1 МБ
б) последние 512 Мб из 4 Гб адресов
4. Поиск и инициализация устройств расширения подключенных к вычислительной системе.
Кроме перечисленных этапов процедуры POST (перед загрузкой, когда устройства проинициализированы) – процедура POST определяет модулей расширения BIOS
Если в вычислительную систему устанавливается нестандартное устройство (неподдерживаемое стандартом BIOS), которому однако поддержка со стороны BIOS в момент загрузки требуется, то это устройство снабжается модулем расширения BIOS.
модулем расширения BIOS – ПЗУ, в котором прописаны все команды BIOS.
5. Процедура POST определяет устройства доступные для загрузки.
Варианты загрузки:
a) Загрузка с FDD
b) Загрузка с HDD
c) Загрузка с лазерного диска
d) Загрузка с USB flash устройства
e) Загрузка по LAN
В лекции "Pentium MMX" также много полезной информации.
Среди настроек, хранящихся в CMOS памяти, есть указания на то с каких устройств и в каком порядке можно пытаться загрузить операционную систему.
Загрузка ОС с FDD и HDD: BIOS читает в ОЗУ первый сектор диска, если в последних двух байтах сектора есть специальная метка, то устройство считается имеющим ОС (установленную) и доступным для загрузки. В этом случае управление передается на программу, размещенную в считанном секторе. На этом работа POST процедуры окончена.
Загрузка с лазерного диска: POST процедура определяет формат установленного лазерного диска и в зависимости от формата пытается загрузить ОС с тех или иных секторов лазерного диска.
Загрузка с flash памяти: происходит также как загрузка с FDD или HDD. За исключением того, что в момент загрузки BIOS виртуально назначает flash накопитель дополнительным жестким диском.
Загрузка с локальной сети: при начале загрузке ОС по сети в сеть посылается широковещательный запрос, направленный ко всем устройствам, подключенным к сети. Ответ на этот запрос отправившее его устройство может получить информацию о том с каким адресом оно должно работать и о том с какого устройства оно может запросить ОС.
Дополнительной частью BIOS не относящейся к POST процедуре BIOS Setup (процедура настройки). У разных производителей эта процедура графически представлена по разному, но в основном дает доступ к одним и тем же настройкам влияющих на работу POST процедуры. BIOS Setup изменяет настройки в CMOS памяти.
