BIOS

(ang. Basic Input-Output System - Podstawowy System Wejścia-Wyjścia)


Wstęp :: BIOS Data Area :: CMOS :: POST :: Proces bootowania :: Przerwania
Literatura :: Linki :: Autorzy

Wstęp

Architektura komputera PC opiera się na budowie modułowej, w szczególności na dwóch podstawowych rzeczach:

BIOS z punktu widzenia systemu operacyjnego niweluje różnice pomiędzy sprzętowymi rozwiązaniami zastosowanymi w płycie. Udostępnia on również procedury obsługi standardowych układów oraz urządzeń wejścia/wyjścia, z których może korzystać system operacyjny, jak również - za jego pośrednictwem - programista.

Główne zadania BIOS-u to:

BIOS jest podstawowym systemem obsługi i jest zestawem programów przechowywanych w pamięci nieulotnej ROM (w nowszych rozwiązaniach EEROM lub NOVRAM) w zakresie wysokich adresów, przy końcu pierwszego megabajta pamięci, zajmując ostatnie 128kB tego obszaru.

Kwestia poprawności działania systemu zależy od poprawności skonfigurowania właśnie BIOS-u. Mniej popularne systemy operacyjne (OS/2, BeOS, Linux) nie potrafią poprawnie współpracować z każdą konfiguracją BIOS-u. Z funkcji BIOS-u bardzo intensywnie korzysta DOS, natomiast większość rozbudowanych systemów operacyjnych wykorzystuje go tylko podczas startu komputera, używając następnie własnych sterowników, które komunikują sie bezpośrednio z częściami składowymi komputera. W czasie startu systemu BIOS musi nie tylko rozpoznać i poprawnie zainstalować różne urządzenia, ale od czasu wprowadzenia magistrali PCI i technologii PnP spoczywa na nim dodatkowy obowiązek rozdziału zasobów systemowych. Wymagane do tego informacje o konfiguracji zapisywane są w obszarze ESCD (Extended System Configuration Data), który zajmuje obszar 4kB. Tłumaczy to jednocześnie, dlaczego obecnie stosowane są układy flash-ROM w miejsce popularnych dawniej pamięci EPROM (EPROM nie umożliwiały zapisu danych).

Do części składowych BIOS-u należą: komórki pamięci i wraz z układami współpracującymi (zegar czasu rzeczywistego, rejestry sterujące, port adresowy i port danych). Układ taki zawiera w sobie dane o konfiguracji sprzętowej, kalendarz i zegar czasu rzeczywistego.

Zapamiętane dane o konfiguracji przechowywane są w pamięci dostatecznie długo przy pomocy baterii lub małego akumulatorka, doładowywanego zwykle z zasilacza sieciowego komputera. Nowoczesne baterie litowe mają trwałość określaną przez producentów na 10 lat. Często spotykanym rozwiązaniem jest zintegrowanie układu scalonego z zasilaczem. Nierzadko w instrukcjach bardzo starych komputerów było zalecenie restartu nie rzadziej niż co dwa tygodnie.

Informacje o zainstalowanym sprzęcie odczytywane są każdorazowo przy starcie komputera, zapisywane w pamięci ROM procedury testowej POST i porównywane ze stanem faktycznym. Zostaje również zainicjalizowana praca zegara systemowego DOS-u. Całość funkcji BIOS-u jest realizowana przy pomocy układu MC146818 wraz z 64-komórkową pamięcią CMOS-RAM (niektóre komputery posiadają większą). Stwiedzenie błędu podczas któregokolwiek z testów jest sygnalizowane odpowiednim komunikatem oraz sygnałem dźwiękowym. Sposób zgłaszania błędów jest uzależniony od konkretnego BIOS-u. Ponadto po wykryciu błędów na poziomie podstawowych układów dalsze testy są wstrzymywane.