Министерство связи и информатизации Республики Беларусь

ВФ УО “ ВГКС ”

BIOS Setup

Подготовил

студент группы ПО-412

Плетухин В.И.

Витебск 2005 год

Основные понятия и функционирование BIOS

Слово BIOS – это аббревиатура на английском языке базовая система ввода/вывода : BasicInputOutputSystem. Эта ситема представляет собой набор небольших программ, в функции которых входят начальное тестирование и обеспечение взаимодействия компонентов компьютерной ситемы между собой, а также с операционной системой и прикладными программами. По существу, BIOS является неким промежуточным слоем (интерфейсом) между программной и аппаратной частями компьютерной системы.

Свои BIOS имеют различные контроллеры, видеоплаты, дисководы, модемы, сканеры и другие внутренние и периферийные устройства компьютера. Это так называемые BIOSадаптеров , которые загружаются при запуске системы. Однако наиболее важной в компьютере является BIOS, расположенная на материнской плате и называемая системной BIOS. В системной BIOS находятся всё основное системное программное обеспечение компьютера, предназначенное для тестирования при включении питания аппаратных средств и управления ими, а также для распределения ресурсов между компонентами компьютера.

При работе компьютера операционная ситема обращается непосредственно к аппаратному обеспечению через BIOS. Такое обращение оказывается возможным потому, что в системной BIOS хранятся не только программы для тестирования, но и другие, предназначенные для активизации и управления аппаратным обеспечением во время работы компьютера. Такие программы называются драйверами устройств .При этом в каждой операционной системе – DOS, Windows 9x/NT/2000, OS/2, Linux или другой – для одного и того же устройства необходимы свои, вполне определённые драйверы. Поскольку программы-драйверы очень часто вызываются операционной системой и прикладными программами, они постоянно хранятся в BIOS, а не запускаются каждый раз при включении одного и того же устройства.

В системной BIOS содержатся драйверы основных компонентов, необходимые для начального запуска компьютера. Что же касается таких устройств, как видеоадаптеры, накопители CD-ROM, жёсткие диски с интерфейсом SCSI, звуковые адаптеры, сканеры, принтеры и др., то при запуске компьютера в них особой необходимости нет. Поэтому процедуры их инициализации в системной BIOS отсутствуют – нужные драйверы загружаются с жёсткого диска во время запуска операционной системы.

Таким образом, программы системной BIOS выполняются при запуске компьютера до загрузки операционной ситемы. В большинстве случаев PC-совместимых компьютеров ситемные BIOS содержат следующие основные программы:

• Программа POST – самотестирование процессора, модулей оперативной памяти, набора микросхем, дисководов, клавиатуры и других жизненно важных компонентов компьютерной системы при включении её электропитания.
• Программа CMOS Setup Utility – конфигурирование компьютерной системы и настройка её параметров. Эта программа запускается после нажатия определённой клавиши во время выполнения процедуры POST. В старых компьютерах на базе процессоров 286 и 386 для запуска этой программы необходимо иметь спецальную дискету.
• Начальный загрузчик системы – выполнения поиска главного загрузочного сектора на дисковых устройствах. Программный код этого загрузчика выполняется, если последние два байта этого сектора (сигнатура) оказываются равными 55ААh.
• Драйверы BIOS – набор драйверов, предназначенных для взаимодействия операционной системы и аппаратных средств при запуске компьютера. При запуске DOS или Windows (в режиме защиты от сбоев) используются драйверы устройств только из системной BIOS.

Однако некоторые устройства при запуске компьютера, бывают, всё же, необходимы. Например, для отображения информации на экране монитора при загрузке компьютера требуется активизировать видеоадаптер, но его поддержка в системную BIOS не встроена. Дело в том, что в настоящее время имеется множество различных видеоадаптеров, и все их драйверы невозможно поместить в системную BIOS. Поэтому необходимые драйверы помещаются в в микросхемы BIOS на платах этих устройств. Системная BIOS при загрузке компьютера осуществляет поиск BIOS видеоадаптера и загружает ее до запуска операционной системы. Это предотвращает необходимость постоянной модернизации системной BIOS при появлении новых моделей устроойств, особенно тех, которые необходимы для начальной загрузки компьютера.

Собственные BIOS часто устанавливаются и на некоторых других платах расширения. Ниже приведён перечень плат, на которых, как правило, устанавливаются собственные BIOS, и дано их краткое описание:

• Видеоадаптеры – они всегда снабжаются собственной микросхемой BIOS.
• SCSI -адаптеры – эти BIOS поддерживают не все SCSI-устройства: для накопителей CD-ROM, сканеров, ZIP- и других устройств с интерфейсом SCSI дополнительные драйверы необходимо загружать с диска.
• Сетевые адаптеры – предназначены для начальной инициализации устройств или нормального функционирования в бездисковых рабочих станциях и терминалах.
• Платы обновления IDE или дисковода – предназначены для поддержки функции загрузочного устройства при запуске компьютерной системы.
• Платы для решения проблемы Y 2 K – были актуальны в конце прошлого столетия для решения проблемы 2000 года; в них содержится корректная программа перехода в новое тысячелетие.

Работа пользователя в дисковой операционной системе MS-DOSосуществляется путем прямого обращения к подпрограммам BIOS. Более совершенные операционные системы, такие как Windows 9x/2000/Me/NT, имеют собственные средства для управления аппаратными компонентами компьютера, поэтому при своей работе они достаточно редко используют системную BIOS.

Основные сведения о системной BIOS компьютера

Физически системная BIOS представляет собой микросхему (или набор микросхем) постоянной памяти ПЗУ, или ROM, расположенную на материнской плате. Поэтому такую микросхему часто называют ROMBIOS, а саму программу системной BIOS – BIOSматеринской платы . ROMBIOS – это вставленная в панель материнской платы микросхема с 28 или 32 контактами; она снабжена голографической наклейкой и надписью-логотипом производителя данной BIOS. Часто микросхемы впаиваются прямо в системную плату. Микросхемы ROMBIOS могут иметь различный объём, но чаще он составляет 128 или 256 Кб.

Как правило, рядом с микросхемой ROMBIOS находится никель-кадмиевый аккумулятор либо литиевый элемент (батарейка), питающие микросхему CMOS и постоянно подзаряжаемый во время работы компьютера. Такие питающие элементы устанавливаются с целью сохранения информации в микросхемах ROM после выключения питания. Поэтому микросхему ROM часто называют энергонезависимыми , но это не совсем верно. Микросхемы ROM, всё же, нуждаются в автономном электропитании, поэтому память таких микросхем следовало бы называть памятью с автономным питанием .

Затенение ROM -памяти

Микросхемы BIOS очень медлительны: время доступа составляет 150 нс при том, что время доступа запоминающего устройства DRAMсоставляет 60 нс или меньше. Поэтому во многих системах ROM-память отдельных компонентов «затеняется», т.е. при запуске компьютера её содержимое копируется в микросхему динамической оперативной памяти с тем, чтобы в процессе функционирования сократить время доступа к этому содержимому. Процедура затенения копирует содержимое ROMв оперативную память, присваивая ей адреса, первоначально использовавшиеся для ROM памяти, которая затем фактически отключается. В большинстве случаев оказывается достаточным затенить только базовую систему ввода/вывода на материнской плате и, возможно, на видеоадаптере. Однако современные BIOS предоставляют широкие возможности для затенения ROM-памяти многих других компонентов компьютера в программе CMOSSetupUtility.

Затенение эффективно, главным образом, в 16-разрядных операционных системах DOS или Windows 3.x. Если же компьютер работает под управлением 32-разрядной операционной системой типа Windows 9xили WindowsNT/2000/Me, то затенение фактически оказывается бесполезным, так как эти операционные системы не используют 16-разрядный код из ROM-памяти. Вместо него они загружают 32-разрядные драйверы в оперативную память, заменяя ими 16-разрядный код базовой системы ввода/вывода, который, таким образом, используется только во время запуска компьютерной системы.

Работа системной BIOS при включении компьютера

Первое, что происходит при нажатии кнопки Power на корпусе компьютера, - это самотестирование его блока питания. При этом проверяются напряжения питания отдельных линий, и, если они в точности соответствуют требованию компьютерной системы, вырабатывается сигнал PowerGood (напряжение в норме). Это происходит примерно через 0,1…0,5 с после включения компьютера, в зависимости от типа и качества блока питания. Только после этого на специальный вход центрального процессора одновременно с питанием подаётся сигнал Reset (сброс).По этому сигналу процессор обнуляет содержимое верхней части оперативной памяти, переходит к адресу FE000h системной (постоянной) памяти и начинает выполнение программ BIOS.

Далее процесс первоначальной загрузки компьютера имеет такую последовательность:

1. Включение в работу центрального процессора

2. Запуск программ системной BIOS

3. Поиск и инициализация BIOS адаптеров устройств

4. Тестирование оперативной памяти

5. Включение клавиатуры

6. Тестирование портов и подключённых к ним устройств

7. Инициализация дисководов и жёстких дисков

8. Распределение ресурсов между инициализированными устройствами

Результаты диагностики и инициализации аппаратных средств в качестве итоговой системной информации отображаются на экране монитора в виде таблицы. В этой таблице указаны следующие данные:

· объём оперативной памяти;

· подключенные IDE-устройства и режимы их работы;

· включённые порты и используемые ими ресурсы;

· сведения об устройствах, подключённых к шине PCI.

После завершения POST-теста и инициализации компонентов компьютера системная BIOS определяет, на каком дисководе находятся загрузочные файлы операционной системы. После нахождения этих файлов BIOSгенерирует команду на их загрузку в оперативную память.

Программа CMOS Setup Utility настройки BIOS

В ходе настройки аппаратных средств компьютерной системы в первую очередь настраиваются интерфейсы материнской платы. После достижения надёжности и чёткости взаимодействия всех устройств и компонентов можно пробовать добиваться оптимальной производительности компьютера, сохраняя в то же время надёжность его работы. Для этого в микросхемах ROMBIOS имеется специальная встроенная программа, которая даёт возможность пользователю устанавливать значения различных параметров компьютерной системы – условий и режимов работы внутренних компонентов и периферийного оборудования. Называется эта программа CMOS Setup Utility , что в дословном переводе с английского означает «Утилита установки (настройки) CMOS-памяти». Часто в литературе, как в отечественной, так и в зарубежной, эту программу часто называют просто BIOS Setup .

Содержание основных разделов программы BIOS Setup

Главные меню программ установки BIOS различных производителей и версий имеют, как правило, единую структуру. Время от времени в программы CMOSSetupUtility разных версий вносят довольно значительные изменения, смысл которых в том, что добавляются новые основные разделы и опции, позволяющие максимально использовать возможности новых материнских плат, и удаляются старые, исчерпавшие свою необходимость.

Рассмотрим основные разделы наиболее новой программы установки Phoenix-AwardBIOSCMOSSetupUtility.

Standard CMOS Features

Это – раздел так называемых стандартных настроек компьютера, который содержит самые архаичные параметры, появившиеся ещё 20 лет назад, когда CMOSSetupUtilityпредставляла собой отдельную программу, не входящую в системную BIOS. Опции этого раздела позволяют задавать базовую системную информацию для некоторых аппаратных средств (таких как жёсткие диски, различные дисководы), а также устанавливать системную дату и время. Здесь же находятся информационные поля, в которых указано количество установленной в компьютере памяти.

Обычно изменять параметры этоо раздела не требуется: стандартные установки никак не влияют на производительность компьютера, а лишь определяют его конфигурацию. Исключение составляют те случаи, когда разрядился питающий элемент микросхемы CMOS-памяти или происходит какой-либо другой сбой, приведший к потере информации, либо вы изменили конфигурацию вашей компьютерной системы. Тогда, безусловно, придётся заново устанавливать все нужные конфигурационные значения параметров этого раздела.

Очень важно поддерживать соответствие между вводимыми здесь параметрами аппаратных средств компьютера и действительными характеристиками подключённых устройств. Если, например, в этом окне будет неверно указан тип жёсткого диска, то запуск компьютера станет невозможным.

Advanced BIOS Features

Этот раздел содержит набор дополнительных параметров общего назначения, не связанных со специфической конфигурацией компьютера. В нём сосредоточено большое количество предварительных установок, необходимых для эффективной работы компьютера. Параметры данного раздела позволяют определить режим работы компьютерной системы, такие как процесс первоначального тестирования, порядок загрузки системы (т.е. порядок опроса устройств на наличие загрузочной записи), режимы работы клавиатуры и памяти, работа кэш-памяти и многое другое. Некоторые опции дают возможность ускорить запуск компьютера или повысить надёжность его работы.

Advanced Chipset Features

Этот раздел играет ключевую роль в оптимизации работы компьютера. Опции данного раздела позволяют настраивать работу оперативной памяти, чипсета материнской платы и других устройств компьютера. Большинство значений раздела устанавливают скорость работы компонентов конфигурации относительно частоты работы материнской платы (для процессора – это внешняя частота). Некоторые современные чипсеты материнских плат позволяют также применять устанавливаемый здесь асинхронный режим, в котором частота работы памяти не совпадает с частотой центрального процессора.

Современные модули оперативной памяти хранят описание своих параметров внутри себя, что обеспечивает автоматическую настройку режима доступа к ним. Однако это отнюдь не гарантирует, что такой режим будет оптимальным. Это особенно справедливо для материнских плат прошлых лет выпуска – тогда и микросхемы SPD использовались не повсеместно, и типичные временные диаграммы обращения к памяти были иными. Настройка характеристик памяти особенно существенна, если свой компьютер вы приобрели не в готовом виде, а собирали его самостоятельно или с помощью друзей, либо даже поручили это фирме-продавцу. Цель такой сборки – сформировать работоспособную компьютерную систему, а уж оптимизация её параметров, как правило, либо откладывается на будущее, либо вообще не принимается во внимание.

Изменяя значения опций этого раздела можно значительно повлиять не только на производительность, но и на стабильность работы компьютера. Поэтому ошибочные установки параметров могут привести к тому, что компьютер вообще не будет запускаться.

Integrated Peripherals

Данный раздел содержит опции для настройки устройств, интегрированных с чипсетом материнской платы, и в значительной мере сводится к возможности просто отключить некоторые устройства. Такое отключение необходимо, если данное интегрированное устройство конфликтует с другим устройством, реализованном в виде платы расширения.

В разделе Integrated Peripherals , кроме того, можно настроить параметры интерфейсов IDE, встроенных последовательных и параллельных портов, а также интегрированный в современные материнские платы контроллер инфракрасного излучения (хотя сам порт чаще всего не устанавливается).

В некоторых версиях BIOS этот раздел отсутствует, но связанные с ним опции обязательно имеются в каком-нибудь другом разделе.

Power Management Setup

В этом разделе назначение всех опций связано с функциями энергопотребления компьютера. Они позволяют на уровне BIOS управлять электропитанием компьютера и его переходом в режим пониженного энергопотребления – в так называемый «спящий» режим.

Поскольку операционная система Windows сама способна управлять электропитанием компьютера, то соответствующие опции лучше отключить.

PnP / PCI Configurations

Этот раздел используется для управления тонкой настройкой распределения ресурсов компьютерной системы между устройствами, подключёнными к шине PCI – каналы DMA, прерывания, порты ввода/вывода. Такие устройства имеются во всех современных компьютерах, и они, как правило, соответствуют стандарту PlugandPlay. При работе таких устройств операционная система сама выделит им прерывания и каналы прямого доступа к памяти, если в этом возникнет необходимость.

PC Health Status

Этот раздел предназначен для отображения информации о состоянии отдельных компонентов компьютера, таких как центральный процессор и чипсет. Здесь отображается температура, напряжения питания, скорости вращения вентиляторов, но только в том случае, если в системе имеется встроенный механизм мониторинга соответствующих параметров.

Frequency / Voltage Control

В этом разделе можно выставить нестандартные значения частот процессора, модулей памяти, системной шины или графического акселератора, задать повышенное напряжения питания на этих компонентах компьютера.

Настройка параметров компьютерной системы

Установка даты и времени

В каждом компьютере имеется устройство, которое непосредственно не влияет ни на производительность, ни на стабильность работы компьютера, но без которого не могут нормально функционировать ни операционная система, ни прикладные программы. Это – часы реального времени .

Жёсткие диски

IDE HDD Auto Detection

Автоматическое определение и отображение на экране монитора параметров жёсткого диска.

IDE Primary Master/Slave и IDE Secondary Master/Slave

Здесь устанавливается информация о типе дисководов, которая должна включаться в документацию от поставщика ваших жёстких дисков. Если вы выбираете Auto , BIOS автоматически определяет параметры данного дисковода на этапе POST и показывает IDE для него. Если дисковод не установлен, выберите None .

Capacity , SIZE

Здесь устанавливается емкость используемого жёсткого диска. Емкость диска можно вычислить, умножив последовательно число цилиндров на число головок, на число секторов и на 512 байтов.

Halt On, Error Halt, POST Error Halt, POST Errors

Опция Halt On по умолчанию имеете значение AllErrors . Это означает, что при запуске и самотестировании при обнаружении ошибки загрузка будет прекращена. Остановку загрузки из-за какой-либо ошибки можно отменить с помощью этой опции.

Процесс загрузки

Boot Up System Speed

Опция выбора тактовой частоты процессора при загрузке. Значение "Low" переводит процессор в режим работы с половинной тактовой частотой и без использования внутренней кэш-памяти. Естественно, что изначально понижается пропускная способность системной шины. Такой режим может потребоваться при работе со старыми программами или платами расширения, а также при возможных проблемах при запуске системы. По умолчанию всегда устанавливается значение "High".

Boot Virus Detection

Определение вируса в загрузочном секторе. Смысл этого параметра отличается от "Virus Warning" и заключается он в следующем. Если этот параметр запрещен ("Disabled"), то до загрузки операционной системы BIOS переписывает загрузочный сектор во флэш-память и сохраняет его там. Но при этом никаких последствий для системы и пользователя не возникает. При установке параметра в "Enabled" BIOS не будет загружать систему с жесткого диска, если содержимое boot-сектора будет отличаться от сохраненного в памяти. При этом система выводит сообщение, и пользователю, далее, предоставляется возможность либо загрузить систему с жесткого диска, либо с дискеты.

Virus Warning

Предупреждение о вирусе. Разрешение этого параметра ("Enabled") запрещает любую запись в загрузочный сектор жесткого диска или таблицу разделов (partition table). При попытке изменения этих областей BIOS останавливает систему с выводом на экран монитора соответствующего сообщения, а также звукового сигнала. При этом пользователь может либо pазpешить запись, либо запpетить ее.

Технически эта задача решается следующим образом. На этапе проведения POST-теста перед входом в процедуру обработки дискового сервиса (INT13h) устанавливается транзитный программный модуль, который анализирует входные параметры функции и детектирует две ситуации: попытку записи в BOOT Sector и попытку форматирования 0-й дорожки. Если система условий выполняется, вместо дисковой операции выдается предупреждающее сообщение и звуковой сигнал. На соответствующем шаге теста выполняется перестановка вектора INT13h на транзитный контролирующий модуль, если в "BIOS Setup" включен данный режим. Данный алгоритм, в зависимости от прошивок, может видоизменяться, но суть останется прежней. Подобным образом BIOS отслеживает ситуацию и при работе операционной системы.

Опция введена для защиты от так называемых boot-вирусов, поражающих загрузочный сектор. Стандартные действия при этом - запуск антивирусных программ, прежде всего с защищенных дискет.

Эта опция должна быть обязательно отключена при форматировании жесткого диска, при вводе команды "FDISK /MBR", при инсталляции операционных систем. Кроме того, некоторые диагностические программы при обращении к boot-сектору могут вызвать появление сообщения о "вирусной атаке", что не отражает текущую ситуацию. Применение этой функции не имеет смысла в случае использования SCSI- и ESDI-дисков, поскольку они используют собственный BIOS на контpоллеpе.

Еще одним из возможных вариантов параметра может быть значение "ChipAway", с одной стороны это значение - аналог "Enabled", с другой - это один из варинтов встроенного антивируса. При старте машины выводится надпись "ChipAway Virus Enabled", что не должно пугать пользователя.

Memory Test Tick Sound

Опция, позволяющая сопровождать тест памяти периодическими звуковыми сигналами. Рекомендуется устанавливать в "Enabled" для озвучивания пpоцесса загpузки и дополнительного подтверждения, в частности, правильности установок "CPU clock speed/Turbo switch".

Security Option

Опция, позволяющая ограничить доступ к системе и к "BIOS Setup", или только к "BIOS Setup". Выбор "System" блокирует загрузку компьютера и доступ к "BIOS Setup". Вход в систему тогда возможен только при вводе правильного пароля. Выбор "Setup" не ведет к блокировке загрузки ПК, но блокирует вход в "BIOS Setup". По умолчанию - "Setup". Оба указанных значения рассматриваемой опции могут активизироваться лишь в том случае, если в главном меню системной BIOS одновременно задан пароль для администратора и пользователя.

Первоначальное тестирование компьютера

Quick Power On Self Test

Быстрый тест компьютера после включения питания. Разрешение этого параметра приводит к некоторому сокращению времени на начальное самотестирование компьютера POST, особенно при значительных объемах оперативной памяти. Следует только учесть, что память, например, в этом случае не тестируется, а только проверяется ее размер. Сокращение времени тестирования происходит также за счет пропуска некоторых пунктов проверки. Если при работе ПК возникают какие-либо проблемы, то лучше при его включении осуществлять полный тест.

Option ROM Scan

С помощью данной опции пользователь может разрешить или запретить системной BIOS осуществлять поиск и инициализацию дополнительных BIOS, расположенных на платах расширения. Опция используется, как правило, при работе с интерфейсом SCSI для инициализации BIOS, находящейся на SCSI-контроллере. При загрузке через сеть поиск осуществляется на сетевых платах.

Определение загрузочных устройств операционной системы

Boot Sequence

Последовательность начальной загрузки системы. Определяется последовательность опроса накопителей для загрузки операционной системы. Эти устройства обозначаются либо буквами для физических жестких дисков и обычных дисководов, либо названием устройства, например "CDROM" для накопителей CD-ROM. Поддерживаются устройства LS-120, Iomega ZIP, ATAPI CD-ROM, IDE- и SCSI-диски.

Boot Up Floppy Seek

Поиск дисковода при загрузке компьютера. Так можно перевести название этой функции. Но смысл функции значительно шире, поскольку BIOS проверяет, есть ли дисковод для дискет и идет ли речь при этом о 40- или 80-тидорожечном дисководе. При этом обеспечивается проверка работоспособности дисководов гибких дисков. Поскольку все современные дисководы имеют 80 дорожек (с 1993 года дисководы на 40 дорожек не выпускаются. Они поддерживали формат в 360 КБ), то эта функция необязательна.

Необходимо заметить, что BIOS не может определить разницу между 720K, 1.2M, 1.44M или 2.88M типами дисководов, т.к. все они имеют 80 дорожек. Имеет смысл установить эту опцию в "Disabled" (иначе - "Enabled"), что позволит сократить общее время тестирования ПК после включения.

Boot From LANFirst

При установке в "Enabled" BIOS предпримет попытку первоначальной загрузки из сетевого загрузочного модуля, прежде чем пытаться загрузиться с локального носителя.

SwapFloppy Drive

Перестановка дисководов. Опция, позволяющая "поменять местами" дисководы A: и B: и сделать загрузочным дисковод B: (или наоборот). Опция имеет смысл только при наличии двух дисководов в компьютере и необходимости сделать загрузочным дисковод 5.25". При этом дисководы меняются местами только логически, а не физически.

Настройка работы чипсета материнской платы

APIC Mode

Здесь можно задать режим работы программируемоо контроллера прерываний.

AutoConfiguration

Опция автоматического конфигурирования параметров доступа к основной памяти. Опция обычно находится в разделах "Advanced Chipset Setup" или "Chipset Features Setup" и позволяет настроить время доступа к модулям памяти в автоматическом режиме либо в "ручном" режиме и в соответствии со спецификациями применяемых модулей памяти. Чтобы выйти на режим пользовательской настройки, достаточно установить параметр в "Disabled". Значение " Auto" (автоматическая конфигурация) устанавливается по умолчанию.

Среди возможных фиксированных значений обычно встречаются значения "60 ns" и "70 ns" для модулей памяти с соответствующим быстродействием в наносекундах. Опцияможетназыватьсятакже "DRAM Auto Configuration" или " Auto Configure EDO DRAM Tim" ("tim" - это timing). В последней опции параметр "Enabled" заменил " Auto", в остальном отличий нет.

Значительно большие различия оказываются в том случае, когда под опцией " AutoConfiguration" "скрывается" настройка параметров доброй половины соответствующего раздела "BIOS Setup". Тогда автоматически конфигурируются параметры кэш-памяти, основной памяти, регенерации и даже скорость ISA-шины.

NA# Enable

Опция включения/отключения сигнала NA (Next Address). Установив "Enabled", мы включаем механизм конвейеризации, при которой чипсет сигнализирует центральному процессору о выдаче нового адреса памяти еще до того, как все данные, переданные в текущем цикле, будут обработаны. Естественно, что включение такого режима повышает производительность системы.

Single ALE Enable

Разpешение одиночного сигнала ALE. Немножко информации. Пин B28 на шине ISA - это сигнал BALE (Bus Adress Latch Enable - разрешение защелкивания адреса). Это сигнал стробирования адресных разрядов. Может использоваться устройствами ввода/вывода для заблаговременной подготовки к предстоящему обмену информацией. Эта линия становится активной всякий pаз пpи появлении на шине адpеса. Стоит добавить, что этот сигнал использовался еще во времена 808x-х процессоров. Сигнал этот используется редко.

Устанавливая "Enabled", активизируем одиночный сигнал ALE вместо множественных сигналов-стробов во время ISA-циклов. В какой-то степени выбор параметра был привязан и к скорости системной шины, т.е. пропускной способности системы. Поэтому установка в "Enabled" могла привести к замедлению быстpодействия видеоканала.

Эта функция всегда оставалась достаточно "темной" функцией "BIOS Setup". "Disabled" рекомендовано.

Опция может называться также "ALE During Bus Conversion" с возможными вариантами выбора:

· "Single" (одиночный)

· "Multiple" (множественный)

Естественно, что при потоковой работе ISA-шины (т.е. множественных циклов чтения/записи) предпочтительнее была бы установка опции в "Multiple". Но какой правильный выбор должен был сделать пользователь, всегда оставалось загадкой.

Некоторые чипсеты имели поддержку усовершенствованного режима, при котором выдача множественных сигналов ALE производилась во время одиночных циклов шины. Функция BIOS при этом называлась "Extended ALE", а параметрами служили "Disabled" и "Enabled".

В наиболее "древних" версиях BIOS весь смысл сказанного выше был заключен в опции под названием "Quick Mode".

I / O Voltage

С помощью этой опции предоставляется возможность изменять напряжение питания в цепях ввода/вывода процессора и «северного» моста чипсета материнской платы с целью повышения стабильности работы компьютерной системы, например, при увеличении частот процессора и шин.

Chipset Special Features

Специальные возможности чипсета. Данный параметр разрешает/запрещает все новые функции, появившиеся в 430-х наборах Intel (HX, VX или TX) по сравнению с FX. Если установлено "Disabled", чипсет функционирует как 82430FX.

Настройка работы процессора

System Thermal

Установка режима наблюдения за системной температурой. Выбор вариантов для данной функции невелик. Установка "Ignore" блокирует возможность перевода центрального процессора на безопасный режим работы. Параметр "Monitor" позволяет системе отслеживать возможность появления опасной ситуации.

В данном случае речь идет о достижении CPU критической температуры, устанавливаемой в поле "CPU Critical Temperature". При достижении центральным процессором этой температуры внутренняя частота процессора снижается до величины, устанавливаемой в процентах в поле " Thermal Slow Clock Ratio".

BIOS Update

Обновление BIOS. Процессоры семейства P6 (Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Xeon) имеют особый механизм, называемый "программируемым микрокодом", который позволяет исправить некоторые виды ошибок, допущенных при разработке и/или изготовлении процессоров, за счет изменения микрокода. Обновления микрокода остаются в BIOSи загружаются в процессор в процессе выполнения инструкций BIOS. Именно поэтому для BIOS материнских плат с указанными выше процессорами необходимо регулярно обновлять.

CPUFast String

Быстрые операции со строками. Разрешение этого параметра позволяет использовать некоторые специфические особенности архитектуры семейства Pentium Pro (Pentium II, Deshutes и т.п.), в частности, возможность кэширования операций со строками. Hадо только понимать, что и в самой программе должны быть выполнены условия для включения этого механизма. Эти условия указаны в документации на любой процессор данного семейства. Параметр рекомендуется оставлять в состоянии "Разрешено".

CPU Ratio

Опция предназначена для задания коэффициента умножения рабочей частоты центрального процессора. Чтобы иметь возможность правильно применить эту опцию, коэффициент умножения должен быть разблокирован.

CPU Speed

Эта опция позволяет вручную установить тактовую частоту центрального процессора

Auto – автоматическое определение тактовой частоты в зависимости от идентифицированного при самотестировании типа процессора;

Manual – задание тактовой частоты пользователем вручную.

Processor NumberFeature

Опция для установки автоматического считывания и вывода информации о встроенном серийном номере процессора Pentium III в BIOS материнских плат, поддерживающих его установку. Для реализации такой возможности, естественно, требуется значение параметра как "Enabled". Во всех остальных случаях устанавливается значение "Disabled". Оно же устанавливается по умолчанию.

Stop CPU at PCI Master

Когда опция включена ("Enabled"), работа центрального процессора может быть приостановлена в момент инициирования PCI-устройством захвата шины. Установка в "Disabled" (по умолчанию) не позволяет прерывать работу CPU как задатчика шины. Для прерывания тогда может потребоваться использование дополнительных функций "BIOS Setup".

Настройка кэш-памяти

Burst Write

Опция позврляет или запрещает процессору использовать режим Burst для записи пакетов данных в кэш-память второго уровня.

CPU External Cache

Разрешается/запрещается внешний кэш процессора. Запрещать какой-либо вид кэш-памяти следует только в случае необходимости искусственно замедлить работу компьютера, например, при установке какой либо старой платы расширения.

CPU Internal Cache

Разрешается/запрещается внутренний кэш процессора. Запрещать какой-либо вид кэш-памяти следует только в случае необходимости искусственно замедлить работу компьютера, например, при установке какой либо старой платы расширения.

CPU Level 1(2) Cache

Разрешается/запрещается кэш первого (второго) уровня для процессоров архитектуры Pentium Pro (Pentium II, Deshutes и т.п.). Запрещать какой-либо вид кэш-памяти следует только в случае необходимости искусственно замедлить работу компьютера, например, при установке какой либо старой платы расширения.

CPU Level 2 Cache ECC Check

Опция включения/отключения коррекции ошибок кэша второго уровня у процессоров архитектуры Pentium II и выше, которые поддерживают эту опцию. К примеру, процессоры Pentium II поддерживает коррекцию ошибок, начиная с частоты в 333 МГц. ECC-коррекция несомненно повышает надежность системы, но при этом ее работа, как правило, несколько замедляется. В некоторых процессорах допущены ошибки, и включение этого режима может привести к нестабильной работе системы. К тому же фактор надежности играет значительную роль только в сетевых средах.

Cache Read Timing

Здесь устанавливается значение задержки перед считыванием данных из кэш-памяти второго уровня в режиме ожидания Wait-States. Данная опция может принимать следующие значения:

· 0 WS – (по умолчанию) задержка перед считыванием отсутствует. Рекомендуется в большинстве случаев;

· 1 WS – осуществляется задержка на один цикл ожидания. Это значение рекомендуется устанавливать при нестабильной работе кэш памяти в режиме Wait-Statеs.

Cache Write Cycle

Эта опция устанавливает процессорное время (в циклах), отводимое на запись даных в кэш-память второго уровня.

Display Cache Window Size

Определяет размер кэшируемой системной памяти, используемой для работы видеосистемы компьютера.

System BIOS Casheable

Эта опция разрешает или запрещает кэширование системной BIOS. При значении, равном Enabled , быстродействие выполнения команд программ BIOS повышается.

Настройка оперативной памяти

CAS# Latency

Задержка CAS - CL. Важнейшая характеристика чипа памяти, определяющая минимальное количество циклов тактового сигнала от момента запроса данных сигналом CAS (фактически - команда чтения) до их появления и устойчивого считывания с выводов модуля памяти. Возможные значения параметров:

· 2

· 3

или в тактах:

· 2T

· 3T

Значение в 3 такта устанавливается по умолчанию. Уменьшение параметра нужно осуществлять крайне осторожно.

Другое название опции - "CAS# Latency Clocks".

Столь важная характеристика памяти сохранила свою "важность" и с внедрением памяти типа SDRAM, а опция стала называться "SDRAM CAS# Latency" (или реже "SDRAM CAS Latency Time").

Отметим, что меньшее значение увеличивает производительность системы (установка в 2 такта в сравнении с 3-мя ускоряет систему на 1-2%). Рекомендуется устанавливать меньшее значение для SDRAM с быстродействием 10 нс или лучше.

CPU to DRAM Page Mode

Когда опция установлена в "Disabled", контроллер памяти закрывает страницу памяти после доступа к ней. Когда опция включена (по умолчанию), страница памяти остается открытой на случай повторного обращения к ней. Такой режим работы памяти более производителен.

В различных версиях BIOS можно найти опции с одинаковыми названиями, но различными значениями параметров. Например, "CPU to DRAM Page Mode" может предоставить для выбора значения "Use Paging" и "No Paging". Возможныиследующиевариации: "Always Open" и "Closes", "Page Closes", "Stays Open" и "Closes If Idle", "Normal" и "Disabled".

В некоторых случаях усовершенствованный (enhanced) механизм работы чипсета и контроллера памяти позволяет с помощью дополнительной информации об открытой странице памяти сохранять ее некоторое время открытой даже при отключенной опции: "DRAM Enhanced Paging", "Enhanced Page Mode", "Enhanced Paging".

DRAM Data Integrity Mode

Опция включения/отключения проверки целостности памяти. Включение опции позволит системе отслеживать и корректировать однобитные ошибки. Так же будут обнаруживаться двухбитные ошибки, но без исправления. Использование режима коррекции ошибок обеспечивает увеличение стабильности и целостности данных в системе, правда, при небольшой потере производительности. Если в системе не используются ECC-модули памяти, то опция должна быть отключена.

DRAM RAS to CAS Delay

Задержкамежду RAS и CAS. Во время доступа к памяти обращения к столбцам и строкам выполняются отдельно друг от друга. Этот параметр и определяет отстояние одного сигнала от другого. Параметр может принимать значения:

· 3 - три такта задержки

2 - два такта задержки

Загрузка параметров BIOS , заданных по умолчанию,

и выход из программы BIOS Setup

Load BIOS Setup Defaults

Значения параметров BIOSSetupDefaultsзадаются по умолчанию и устанавливаются производителем конкретной материнской платы для обеспечения работы материнской платы. Если вы выбрали этот режим, на экране появится сообщение, предлагающее нажать клавишу <Enter> для его реализации либо клавишу <Esc> - при отказе от этого. Режим BIOSSetupDefaults функционирует с неким «запасом прочности», позволяющим вручную настроить отдельные параметры компьютерной системы для повышения её производительности.

Load High Performance Defaults

Производители материнских плат обеспечивают такой режим повышенной производительности работы компьютера, предусмотрев для этого несколько более рискованные значения отдельных параметров системы. При этом с целью повышения производительности ужесточается большинство синхронизаций и сводятся к минимуму временные задержки. Это, в свою очередь, требует наличия в системе высококачественных компонентов, таких как адаптер VGA, модули RAM-памяти и т.п. В этом случае режим High Performance Defaults функционирует нормально, однако производители рекомендуют его только в качестве исследовательского инструмента для оверклокеров и опытных пользователей, не гарантируя при этом долговременной устойчивой работы компьютера. Об этом BIOSвыдаёт даже сообщение.

В случае сбоев в работе или зависаний компьютера в режиме High Performance Defaults следует очистить CMOS-память и вернуться к более мягкому режиму BIOS Setup Defaults .

Power - On Defaults

Эта опция обеспечивает наиболее консервативные настройки компьютера: кэш выключен, значения Wait State максимальные и т.д. Выбрав этот пункт можно быть уверенным, что система система загрузится. Если этого не происходит, то, скорее всего, возникли проблемы с аппаратными средствами (например, неправильно установлены джамперы на каких-либо устройствах или компонентах). В таком случае BIOS оповестит Вас.

Основные понятия и сокращения

ACPI

Примерно с конца 1994 г. каждый ПК стал соответствовать спецификации "Energy Star" (наличие функций энергосбережения), а BIOS компьютера обогатился встроенными функциями т.н. "Advanced Power Management" (APM) - совместного стандарта корпораций "Microsoft" и "Intel", первая редакция которого появилась еще в 1992 г. В компьютерную терминологию "Energy Star" вошла от названия одноименной программы правительства США по снижению энергопотребления. Соответствующий логотип могли получить только те продукты, которые выполняли квоту по экономии энергии.

"APM" был первой спецификацией для изготовителей ПК, которая установила взаимодействие между операционной системой и BIOS в задаче управления энергопотреблением (Power Management).

"ACPI" (Advanced Configuration and Power Interface) - интерфейс расширенного конфигурирования и управления питанием, заменяющий стандарт расширенного управления питанием (APM). ACPI - это технология, лежащая в основе разработанного "Microsoft" стандарта энергосбережения и стандарта "Plug-and-Play" - "On Now".

Спецификация разрабатывалась совместно "Intel", "Microsoft" и "Toshiba" и представляла собой новую архитектуру "Microsoft Windows 98". Операционная система взяла на себя управление многочисленными параметрами функционирования ПК. Технология реализует управление состоянием системы, работой компонентов и энергопотреблением на основе модели событий и использования программирования по таймеру.

Все это достигается средствами ОС и представляет собой программируемый вход в режимы энергосбережения, а также выход из "спящего" режима от обращения к "мыши" или клавиатуре, в связи с приходом телефонного звонка или удаленного сетевого управления, т.п. Системный BIOS дополнился и другими многочисленными функциями, о которых будет рассказано далее. Присутствие в этой троице "Toshiba" более чем объяснимо, поскольку проблемы и задачи энергосбережения пришли в мир настольных ПК от ПК-блокнотов.

Спецификация "ACPI" была реализована "Intel" впервые в чипсете 440LX с одновременной реализацией архитектуры AGP.

Параллельно с развитием и совершенствованием технологий энергосбережения, затрагивающих прежде всего производителей чипсетов, материнских плат, BIOS и разработчиков операционных систем, шел процесс совершенствования моделей мониторов. Стандарт "EPA Energy Star VESA DPMS" (DPMS - Display Power Management System) определил унифицированную процедуру энергосбережения и ступенчатого выключения монитора в трех стадиях:

"On" (номинальный режим работы) >

"Standbye" (режим ожидания). В режиме ожидания изображение на экране пропадает, но внутренние компоненты монитора функционируют в нормальном режиме, а энергопотребление снижается до 80% от рабочего состояния >

"Suspend" (режим приостановки). В режиме приостановки, как правило, отключаются высоковольтные узлы, а потребление энергии падает до 30 Вт и менее >

"Off" ("сон"). В режиме так называемого "сна" монитор потребляет не более 8 Вт, а функционирует у него только микропроцессор. В этой системной процедуре контроль берет на себя драйвер, посылающий соответствующие сигналы через графическую карту. При нажатии клавиши на клавиатуре или движении "мыши" монитор переходит в нормальный режим работы.

ATX

AdvencedTechnologies eXtension - расширение формата AT - разработанный несколько лет назад конструктив корпуса персонального компьютера и, соответственно, форм-фактор материнской платы. Начал массово использоваться после появления процессоров Pentium II, так как материнские платы для этого процессора выпускаются только в формате ATX (за очень редким исключением). Основные отличия от классического конструктива:

Плата крепится только на винтах, что повышает надежность и жесткость ее крепления.

Разъемы всех портов ввода/вывода (принтерный, COM1, COM2 и т.д.) жестко крепятся на материнской плате в ее правом верхнем углу, причем могут устанавливаться друг над другом.

Процессор (процессоры) и его "обвязка" устанавливаются справа от интерфейсных разъемов, что позволяет устанавливать полноразмерные платы расширения.

Блок питания вырабатывает также напряжение 3.3 V, что избавляет от необходимости формировать это напряжение на материнской плате.

Блок питания запускается/выключается от специального сигнала, который может быть выработан как кнопкой включения компьютера, так и BIOS через соответствующую схему на материнской плате. Это позволяет программно выключать блок питания (например, при выходе из Windows 95) и включать его по команде от BIOS или от модема, сетевой карты и т.п.

Напряжение 5 V (слаботочное) всегда есть на материнской плате, если 220 V подано на блок питания, для управления запуском блока питания. Поэтому на "правильных" ATX блоках питания всегда есть выключатель 220 V, расположенный на самом блоке питания сзади системного блока. При любых действиях, требующих снятия крышки системного блока, 220 V требуется ОБЯЗАТЕЛЬНО ОТКЛЮЧАТЬ от блока питания.

Разъем для подключения ATX блока питания на материнской плате один и имеет 20 контактов.

Допускается (но не является обязательным) вывод и подключение на материнскую плату сигналов с датчика скорости вращения вентилятора блока питания.

BIOS

Базовая система ввода-вывода - набор базовых программ для проверки его оборудования во время запуска для загрузки операционной системы, а также для поддержки обмена данными между устройствами. Базовая система ввода-вывода хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), и таким образом ее программы могут быть выполнены при включении компьютера. Определяя общую производительность компьютера, программы базовой системы ввода-вывода, как правило, остаются недоступными для пользователей.

Bus Master

Bus Master (хозяин шины, задатчик) - возможный режим работы устройства на любой шине, в том числе и на PCI. Для работы в таком режиме устройство выдает запрос арбитру шины, сообщая о своем требовании на получение управления шиной. Арбитр, в соответствии с приоритетом и/или очередностью арбитража на данной шине, через определенное время после запроса отдает запрашивающему устройству управление шиной. Выполнив все необходимые ему операции, устройство сообщает арбитру об освобождении им шины.

На современных шинах, таких как PCI, для получения доступа к шине ВСЕ устройства проходят процедуру арбитража, в том числе и центральный процессор. Возможность быть "master"-устройством реализуется аппаратно при разработке устройства. Реализация механизма "BusMaster" позволяет общаться между собой только тем компонентам компьютера, которым это в данный момент необходимо. Этот механизм используется, например, для передачи данных TV-тюнером на видеокарту, если они обе находятся на PCI-шине, причем без участия центрального процессора, системной памяти и т.п.

Обычно, система управляет доступом к PCI-шине по фундаментальному принципу - "First-Come-First-Served" (первым пришел, первым обслуживается). Но возможности арбитража значительно шире и сложнее. Существуют и различные режимы действия самого механизма арбитража. Может быть установлен т.н. режим ротации устройств, при котором периодично меняется очередность устройств, т.е. их приоритет. Приоритет может оказаться фиксированным, т.е. какое-либо системное устройство "навсегда" получает наивысший приоритет. При "вращении приоритетов" (rotated) устройству, получившему контроль над шиной, присваивается самый низкий приоритет и любое другое устройство перемещается на шаг вверх в "очереди" приоритетов.

Как же все это реализуется? В состав чипсета входит 8-разрядный ARBITRATION CONTROL REGISTER, позволяющий реализовать свойства, связанные с арбитражем на PCI-шине, а также (у достаточно новых чипсетов) с поддержкой спецификации шины PCI 2.1. (см. ниже)

В современных системах механизмы арбитража, можно сказать, интеллектуализированы, что в итоге привело к изъятию из "BIOS Setup" функций, связанных с пользовательскими установками по арбитражу. "Старые" же версии BIOS вполне могут содержать некоторые из приведенных ниже опций, могущих вызвать душевный трепет у пользователя.

CAS

Column Address Strobe - строб адреса столбца - сигнал, используемый при работе с динамической памятью (DRAM), предназначен для запоминания в микросхеме DRAM адреса столбца.

DIMM

Dual In-line Memory Module - двухсторонний модуль памяти - конструктив модуля памяти, ставший с 1997 года фактическим стандартом для компьютеров. Имеет по 84 вывода с каждой стороны. Собственно память, размещенная на модуле, может быть как FPM или EDO так и SDRAM. Память в DIMM имеет разрядность 64 (с четностью 72) бита и может использоваться поодиночке, а не парами, как обычные SIMM.

DMA

Direct Memory Access - "прямой доступ к памяти" - режим обмена данными между памятью и устройством ввода/вывода, управляемый специальным устройством (контроллером DMA) и выполняемый без участия центрального процессора. Использование этого режима значительно ускоряет пересылку данных, так как исключает пересылки данных в процессор и обратно.

"Прямой доступ к памяти" осуществляется через DMA-контроллер - специальный чип, получающий первоначальную команду на перенос данных от центрального процессора. Каналы DMA предназначены для передачи массивов информации по 8- или 16-битным шинам одновременно. В отличие от портов ввода/вывода каналы DMA непосредственно не сообщаются с центральным процессором, они работают напрямую с системной памятью. Всего каналов DMA - 8 (от 0 до 7).

Первоначально DMA-контроллер задумывался, прежде всего, для разгрузки CPU от тривиальных задач, например, контроля флоппи- дисководов или жестких дисков. Начиная с компьютеров PC/AT передача данных от жестких дисков и к ним стала осуществляться уже не через каналы DMA, а через программируемый ввод/вывод.

Начиная с Intel 80386, процессоры располагают собственным устройством управления памятью (MMU - Memory Management Unit), которое пересчитывает логические адреса в физические. DMA-контроллеры "ничего не знают" о разрядности адресов. Поэтому, чтобы иметь возможность применять DMA вместе с управлением виртуальной памятью, нужно зарезервировать в качестве DMA-буфера какую-то область памяти в первом мегабайте адресного пространства, где логические и физические адреса совпадают. В эту область DMA-контроллер записывает данные, прежде чем они будут скопированы процессором из этого буфера. Эта технология, называемая двойной буферизацией, неэффективна.

Основными "потребителями" каналов DMA являются звуковые карты, CD-ROM-дисководы более ранних выпусков. В обоих случаях скорость передачи не превышает 500 Кб/с. Максимально возможная скорость передачи данных по DMA-каналам (около 2 Мб/с) значительно перекрывает потребности 8-битной звуковой карты. Если же необходимо осуществить быстрый обмен информацией, то в этом случае DMA не используется - процессор берет на себя управление процессом переноса информации, перекрывая все допустимые способности DMA-каналов.

DPMS

Display Power Management Signaling - сигналы управления энергопотреблением монитора - стандарт, созданный ассоциацией VESA для многостадийного снижения энергопотребления монитора. Для реализации стандарта его должен поддерживать монитор. В стандарте оговорены четыре уровня:

0 - "DPMS Mode On" - Монитор используется как обычно;

1 - "DPMS Mode Standby" - Изображения нет, потребление снижено;

2 - "DPMS Mode Suspend" - Изображения нет, потребление еще более снижено;

3 - "DPMS Mode Off" - Изображения нет, потребление снижено до минимума.

DRAM

Dinamic Random Access Memory - динамическая память прямого доступа - память, схемотехнически выполненная в виде двумерной матрицы (строки х столбцы) конденсаторов. Очень дешева, но требует постоянного "освежения" или регенерации (Refresh) заряда на конденсаторах. Регенерация выполняется как "пустое" чтение памяти. Этот процесс отнимает значительное время, так как в этот период никакое устройство не может получить доступ к памяти, кроме контроллера регенерации.

ECP

Enhanced Capability Port - порт с расширенными возможностями - отличается от стандартного принтерного порта с интерфейсом Centronics, тем, что передаваемая информация разделяется на команды и данные с поддержкой режима DMA и кодирования по методу RLE (Run-Length Encoding - кодирование повторяющихся последовательностей данных).

EDO

Extended Data Output DRAM - при работе на запись не дает никаких преимуществ по сравнению с FPM DRAM, но требует существенно меньше времени при чтении за счет того, что данные удерживаются на выходе микросхемы EDO DRAM дольше, чем в FPM DRAM. EDO (как и FPM) не дает никаких преимуществ при произвольной выборке данных из памяти, но такая ситуация возникает крайне редко. На микросхемах EDO DRAM указывается время доступа в наносекундах к данным в случайном порядке.

EPP

Enhanced Parallel Port - расширенный параллельный порт - двунаправленный вариант принтерного порта с максимальной скоростью приема/передачи данных до 2 MB/c. Стало возможным адресация нескольких устройств, ввод 8-ми разрядных данных. Для буферизации данных используется память с FIFO организацией объемом в 16 байт.

FPM

Fast Page Mode DRAM - самый старый вид памяти, который стал применяться еще в 80-х годах. Отличается от стандартной тем, что позволяет сократить чтение/запись данных, расположенных один за другим в памяти, но при этом на каждое слово требуется не менее трех тактов системной шины. На микросхемах Fast Page Mode DRAM указывается время доступа в наносекундах к данным в случайном порядке.

I/O

Порт ввода-вывода - канал передачи данных между устройством и микропроцессором. Порт представляется в микропроцессоре как один или несколько адресов памяти, из которых можно прочитать или в которые можно записать данные.

IrDA

Аббревиатураот "Infrared Data (иногдакак Device) Association". Так же называется интерфейс с использованием инфракрасного порта, обеспечивающего беспроводное подключение периферийных устройств низкого быстродействия, которые расположены в непосредственной близости от ПК.

Plug and Play

В 1993 г. "Compaq", "Intel", "Phoenix" и "Microsoft", стремясь сделать ПК еще более интеллектуальными, разработали концепцию "Plug and Play". Основная ее идея заключается в следующем: при загрузке ПК BIOS опрашивает все карты на предмет их потребности в ресурсах и распределяет их так, чтобы при работе ПК не возникали конфликтные ситуации.

Общение между картой расширения и BIOS можно обеспечить еще эффективнее при использовании PCI-шины. Так, большинство PnP-карт разработаны только для шины PCI. Все PCI-карты отличаются, кроме того, дополнительными способностями. В отличие от своих ISA-родственников они могут работать с переменными ресурсами и посредством точно определенной идентификационной записи отчетливо заявлять о своих ресурсных потребностях.

Соответственно этому BIOS, поддерживающий "Plug and Play", сперва проверяет жестко настроенные ISA-карты, а затем раздает оставшиеся ресурсы PCI-устройствам. В результате формируется список распределения ресурсов ESCD (Extended System Configuration Data), помещаемый BIOS'ом в нечувствительной к отсутствию питания области памяти для того, чтобы при каждом старте иметь возможность сравнения и восстановления последней функционировавшей комбинации.

RAS

Raw Address Strobe - строб адреса строки - сигнал, используемый при работе с динамической памятью (DRAM), предназначен для запоминания в микросхеме DRAM адреса строки.

Refresh

Возможны три различных метода регенерации данных:

Регенерацияодним RAS (RAS Only Refresh - ROR). Этот метод использовался еще в первых микросхемах DRAM. Адрес регенерируемой строки передается на шину адреса и выдается сигнал RAS (точно так же, как при чтении или записи). При этом выбирается строка ячеек, и данные из них поступают на внутренние цепи микросхемы, после чего записываются обратно. Так как далее сигнал CAS не следует, цикл чтения/записи не начинается. Затем передается адрес следующей строки и так далее, пока не будет пройдена вся матрица памяти, после чего цикл регенерации повторяется. К недостаткам этого метода можно отнести то, что занимается шина адреса, и в момент регенерации блокируется доступ к другим подсистемам компьютера.

CAS перед RAS (CAS Before RAS - CBR) - стандартный метод регенерации. При нормальном цикле чтения/записи сигнал RAS всегда приходит первым, за ним следует CAS. Если же CAS приходит раньше RAS, то начинается специальный цикл регенерации - CBR. При этом адрес строки не передается, а микросхема использует свой внутренний счетчик, содержимое которого увеличивается на 1 при каждом CBR-цикле (т.н. инкрементирование адреса строки). Этот режим позволяет регенерировать память, не занимая шину адреса, что, безусловно, более экономично.

Автоматическая регенерация памяти (Self Refresh - SR, или саморегенерация). Этот метод обычно используется в режиме энергосбережения, когда система переходит в состояние "сна" ("suspend"), и тактовый генератор перестает работать. В таком состоянии обновление памяти по вышеописанным методам невозможно (попросту отсутствуют источники сигналов), и микросхема памяти выполняет регенерацию самостоятельно. В ней запускается свой собственный генератор, который тактирует внутренние цепи регенерации. Такая технология работы памяти была внедрена с появлением EDO DRAM. Необходимо отметить, что в режиме "сна" память потребляет очень малый ток.

SDRAM

SDRAM - относительно новый вид памяти, который также показывает свои преимущества только при последовательной выборке данных из памяти. Но при последовательной выборке (или потоке, конвейере - burst) чтение/запись выполняются в два раза быстрее, чем для EDO DRAM На микросхемах SDRAM указывается время доступа в наносекундах к данным при последовательной выборке. Реально же цифры на корпусах микросхем синхронной памяти фактически сообщают максимальную тактовую частоту системной шины, на которой данная память может работать.

SDRAM выпускается сейчас только в 168-ми выводных 64-разрядных модулях DIMM. В отличие от обычных модулей SIMM эти могут устанавливаться на материнской плате поодиночке. В соответствии с JEDEC стандартом на модуле DIMM должна быть установлена специальная микросхема SPD устройства. Некоторые современные материнские платы, например фирмы Intel на наборе 440LX, не запускаются, если установлена планка памяти без SPD. Микросхемы SDRAM так же широко используются в качестве локальной памяти видеокарт.

SE

Single-Ended - технология устройств, передачи данных, разъемов, в которой используются однополярные сигналы в уровнях TTL-логики, что характерно для Ultra Wide SCSI. Внутренние ограничения SCSI-стандартов были в значительной степени преодолены в интерфейсе Ultra2 Wide SCSI, обеспечившем скорость передачи до 80 МБ/с.

Постоянное развитие SCSI-интерфейсов ставило целью повышение частоты, что приводило в итоге к ограничению максимальной длины интерфейсного кабеля. Технология LVD работает, в отличие от SE, с двухполярными сигналами низкого уровня. Каждый сигнал шины Ultra2 Wide передается по двум проводам в противофазе (дифференциально). Это - так называемая низковольтная дифференциальная передача сигналов, или Low Voltage Differential (LVD). Благодаря ей удалось увеличить допустимую длину соединительного кабеля до 12 м.

SIMM

Single In-line Memory Module - односторонний модуль памяти - конструктив модуля памяти, постепенно уходящие в 1997 году с рынка. Имеет 72 вывода с каждой стороны, но пары выводов с одной и другой стороны замкнуты между собой, поэтому они считаются односторонними. Собственно память, размещенная на модуле, может быть как FPM, так и EDO. Память в SIMM имеет разрядность 32 (с четностью - 36) бита и может использоваться в компьютерах с процессорами Pentium только парами.

SPD

Serial Presence Detect - устройство определения присутствия с последовательным доступом - изготавливается на специальной микросхеме (как правило, это электрически перепрограммируемая память), содержащей информацию о типе устройства и его основных характеристиках. Объем такой памяти - 512 байт.

SPP

Standard Parallel Port - стандартный параллельный порт - классический принтерный интерфейс, называемый, как правило, Centronics, по имени давно ликвидированной фирмы, разработавшей этот интерфейс. Интерфейс позволяет передавать данные по байту со скоростью до 80 KB/c. При необходимости приема данных можно использовать четыре линии сигнала от принтера (обрыв бумаги, буфер принтера полон и т.д.).

Зарузка системы

При включении ПК автоматически запускается находящаяся в BIOS программа загрузки BOOT-ROUTINE. Эта программа вызывает подпрограмму самопроверки POST (Power-On Self Test), проверяющую оперативную память, процессор, жесткий диск и т.д.Далее программа загрузки разыскивает другие BIOS-чипы, которые могут быть встроены, к примеру, в платы расширения. SCSI- контроллеры при этом будут запускать свои собственные тестовые программы.

После этого BIOS берется уже конкретно за платы расширения и расстановку и проверку распределения ресурсов (IRQ, DMA, I/O).

Далее с загрузочных секторов жесткого диска в дело вступает начальный загрузчик, BOOTSTRAP LOADER, - программа, знающая файловую структуру носителя данных. Начальный загрузчик вызывает загрузку загрузочных программ операционной системы.

Этот стандартный алгоритм значительно дополнился и модернизировался с внедрением PnP-технологии и новой PCI-шины, а позже с появлением операционных систем, разработанных с учетом внедрения новейших технологий.