Что представляет собой bios на программном и аппаратном уровнях

Обновлено: 22.01.2025

BIOS (Base Input/Output System) представляет собой специальное программное обеспечение, которое встроено в микроконтроллер на материнской плате, переводится с английского языка как основная система ввода-вывода. Данный программный код обеспечивает взаимодействие операционной системы с оборудованием, позволяет совместить аппаратные различия в компьютерном оборудовании.

Какова роль BIOS?

Без данного ПО невозможна работа компьютера. Также операционная система не запустится, если конфигурация БИОС настроена неправильно, или сбились настройки в результате системных неполадок. Системные настройки BIOS позволяют выполнить:

установку системной даты и времени;
определить последовательность загрузки с различных носителей;
настроить конфигурацию основных параметров работы оборудования.

Какие версии BIOS бывают?

Данное программное обеспечение классифицируют по названию компаний-производителей. Единого стандарта интерфейса не существует. Версия указывается при первоначальной загрузке компьютера. Основными производителями данного продукта являются:

Award Software;
American Megatrends Inc (AMI);
FirmWorks;
General Software Inc. (OEM-версии BIOS для 32-разрядных систем);
Microid Research (MrBIOS);
System Soft (для мобильных устройств);
Phoenix Technologies (для Windows CE).

Как попасть в BIOS?

Информацию, как попасть в БИОС, можно считать в процессе загрузки компьютера. Чаще всего выдается системой запись вида: Press DEL to enter SETUP. В этом случает для входа в систему необходимо нажать клавишу DELETE в процессе загрузки компьютера. В некоторых случаях для того чтобы войти в меню BIOS, необходимо нажать определенные сочетания клавиш. Чаще всего используются F1, F2, F10, ESC или сочетания Ctrl+Alt+Ins, Ctrl+Alt+Esc.

Следует помнить: не рекомендуется менять настройки BIOS без надобности. В системе имеются жизненно важные параметры работы аппаратного оборудования, неправильная настройка которых может вывести из строя определенные компоненты или материнскую плату в целом.

Меню настроек BIOS

Наиболее распространены системы AMI BIOS и Award BIOS. Версия AMI BIOS имеет три раздела:

Main позволяет менять настройки системного времени. Даты, приоритет съемных носителей, содержит информацию о системе;
Advanced включает параметры работы центрального процессора и параметры конфигурации встроенной аппаратуры, настройки USB-портов и питания;
Boot содержит параметры загрузки, в том числе и настройки безопасности в процессе загрузки.

Меню Award BIOS имеет более сложную конфигурацию. Система содержит такие разделы:

Standart CMOS Features позволяет настраивать системную дату и время, тип используемого дисковода, а также характеристики имеющихся накопителей.
Advanced BIOS Features включает множество опций, в частности, порядок опроса накопителей при загрузке, включение/отключение многопоточности процессора, параметры взаимодействия ядер, информацию о состоянии жестких дисков. Данный раздел позволяет оптимизировать работу оперативной памяти.
Advanced Chipset Features содержит важные настройки работы встроенного оборудования: центрального процессора, оперативной памяти и системных шин передачи данных. Изменять данные настройки самостоятельно не рекомендуется.
Integrated Peripherals отвечает за настройку компонентов, встроенных в материнскую плату (USB-контроллер, видеокарта и звуковая карта, сетевой контроллер и различные порты).

В общем виде меню BIOS включает такие разделы (возможные названия блоков указаны в скобках):

общие параметры (STANDARD CMOS SETUP или MAIN);
свойства BIOS (ADVANCED или BIOS FEATURES SETUP);
свойства чипсетов (CHIPSET FEATURES SETUP или Chip Configuration);
свойства интегрированного оборудования (INTEGRATED PERIPHERALS или I/O Devices Configuration);
свойства слотов PCI (PNP/PCI CONFIGURATION или PCI CONFIGURATION);
управление питанием (POWER MANAGMENT SETUP или POWER);
пароли системы (SUPERVISOR PASSWORD или USER PASSWO RD);
сохранение и восстановление настроек (SAVE SETUP, LOAD SETUP DEFAULTS или LOAD BIOS DEFAULT);
выход из конфигурации (EXIT).

Этот небольшой кусок информации, в принципе все что нужно на первом этапе знакомства с БИОСом компьютера, мы продолжим цикл статей про сей инструмент и расскажем много интересной информации. Спасибо.

Если вы попали на наш сайт, то вы, скорее всего, не раз где-нибудь видели эту аббревиатуру из четырех латинских букв и задавались вопросом о том, что такое BIOS? Если это так, то мы попробуем вам вкратце рассказать об этом понятии.

Когда мы включаем компьютер, то вряд ли кто-то из нас задумывается о том, что его работоспособность обеспечивают всего лишь программы, содержащиеся в его электронных «мозгах». И не только те прикладные программы, которыми мы обычно пользуемся каждый день, например, редакторами, браузерами, играми, и.т.д. Ведь даже сама операционная система, в которой они работают, по сути дела представляет собой очень большую и сложную программу. Но для того, чтобы она заработала, необходим некий мостик, который связывал бы ее функции с возможностями компьютерного железа.

Назначение BIOS

Именно таким мостом служит система BIOS. Эта аббревиатура расшифровывается как Basic Input/Output System, что в переводе с английского означает «базовая система ввода-вывода». Очень часто, правда, аббревиатура BIOS пишется кириллицей как БИОС. Это тоже устоявшееся в русскоязычной компьютерной публицистике название, поэтому в статье мы будем употреблять его наравне с традиционной английской аббревиатурой.

БИОС представляет собой набор микропрограмм, обеспечивающих базовые функции доступа к аппаратным возможностям компьютера, неважно, будь то стационарный десктоп или ноутбук. BIOS является фундаментом, на который опирается все прочее программное обеспечение компьютера, включая операционные системы и прикладные программы. Хотя наиболее сложные операционные системы, такие, как Windows, ныне умеют обращаться к аппаратной части компьютера, минуя стандартные возможности BIOS, тем не менее, значение BIOS как связующего звена между аппаратным и программным обеспечением до сих велико. К тому же на этапе загрузки ни одна операционная система не может обойтись без средств, предоставляемых БИОС.

Немного истории

Большинство персональных компьютеров, которыми мы привыкли пользоваться, относится к семейству IBM РС. Эта архитектура была разработана фирмой IBM еще в начале 80-x гг. В то время основными производителями микропрограмм системы BIOS для архитектуры PC были три фирмы:

И до сих пор БИОС разработки этих фирм используются чаще всего.

Следует, однако, иметь виду, что хотя в компьютерных устройствах, относящихся к какой-либо другой архитектуре, также используется системы, подобные BIOS, называются они по-другому. Таким образом, термин BIOS корректно использовать лишь для обозначения базовой системы ввода-вывода в компьютерных системах с архитектурой IBM. Первый аналог БИОС появился еще в далеком 1975 году в операционной системе CP/M, предназначенной для работы на компьютерах с процессорами фирмы Intel.

Проверка и загрузка компьютера – самая важная функция BIOS

Не знаю, как для вас, а для меня процесс включения и загрузки компьютера – это некое сакральное действие, пусть и превратившееся благодаря своей частоте в рутинную процедуру. Процесс оживления бездушного «железа» микросхем и превращения его в послушный воле человека рабочий и развлекательный агрегат сродни некоему волшебству.

И начинает этот поистине магический процесс эта самая система BIOS. Она совсем невелика – размер постоянной памяти, занимаемой ею – всего около 1 Мб, что по нынешним компьютерным временам, оперирующими такими единицами измерения информации, как гигабайты и терабайты, совсем немного.

Проверив устройства на работоспособность, BIOS устанавливает низкоуровневые параметры работы каждого из них. Если проверка прошла успешно, то управление компьютером передается операционной системе (разумеется, в том случае, если она установлена на каком-либо доступном носителе).

Прочие функции BIOS

Вторая, не менее важная функция BIOS – это хранение данных об аппаратных характеристиках компьютера, а также пользовательских настроек, с помощью которых владелец компьютера или системный администратор может оптимизировать работу его аппаратной части. С этой ипостасью БИОС чаще всего сталкивается обычный пользователь.

Я имею в виду наверняка хорошо известный большинству читателей интерфейс настроек BIOS, так называемый BIOS Setup, в который можно попасть во время загрузки компьютера или ноутбука, нажав определенную клавишу (как правило, это Delete) на клавиатуре. Многие пользователи полагают, что собственно говоря, BIOS и есть этот самый интерфейс, но на самом деле это лишь средство общения ВIOS с пользователями. В интерфейсе настроек БИОС можно задать многие параметры работы различных подсистем компьютера – процессора, наборов чипсетов на материнской плате, памяти, видеокарты, контроллеров, шин, жестких дисков и дисководов. Очень часто эти параметры используются для «разгона» аппаратных устройств, таких, как процессор, оперативная память и видеокарта. На практике, однако, простому пользователю, не особо искушенному в тонкостях оптимизации компьютерного железа, наиболее интересны такие параметры, как установка системного времени и даты, а также приоритет выбора загрузочных устройств. Прочие же параметры вряд ли стоит трогать, если вы точно не понимаете их назначение, иначе ваш компьютер или ноутбук может попросту стать нефункциональным.

Ну и наконец, далеко не самой маловажной задачей БИОС является обеспечение доступа к различным устройствам со стороны прикладных программ. Собственно говоря, эта ипостась BIOS и являлась той функцией, для которой она изначально разрабатывалась. Об этом даже говорит само ее название – «базовая система ввода-вывода». BIOS содержит в своем составе драйверы для стандартных устройств ввода-вывода, а также специальный программный интерфейс (систему прерываний) благодаря которому обеспечивается управление устройствами и обращение на базовом уровне к процессору, портам ввода-вывода, контроллерам, видеосистеме и дисководам. Кстати говоря, многие устройства компьютера тоже содержат свою BIOS, но в данной статье имеется в виду лишь та BIOS, которая расположена на материнской плате, поскольку ее функции важнее всего для рядового пользователя.

В самых новых версиях БИОС также содержится специальная таблица данных SLIC, в которой содержится информация о лицензионном программном обеспечении.

Аппаратные особенности BIOS

Как и всякая программа, BIOS должна быть где-то записана и где-то храниться. Этим местом является особая микросхема на материнской плате. Для питания микросхем BIOS служит специальная батарейка. Раньше БИОС была намертво зашита в ПЗУ (постоянной памяти компьютера), и ее невозможно было поменять в случае необходимости. Разумеется, такая ситуация не устраивала многих – как производителей компьютерной техники, так и конечных пользователей. Поэтому теперь в большинстве современных материнских плат в случае выхода новых версий BIOS достаточно лишь обновить версию BIOS, находящуюся в специальной перезаписываемой СMOS – памяти. Этот тип памяти отличается малым потреблением энергии, благодаря чему информация, содержащаяся в BIOS, может храниться чрезвычайно долго. А причин для обновления версий БИОС может быть очень много – от обнаружения ошибок до необходимости внесения каких-либо новых функций или добавления поддержки нового оборудования.

В некоторых версиях BIOS также можно встретить ряд встроенных утилит, которые по своим возможностям могут конкурировать с аналогичными прикладными программами – например, проверка и форматирование диска. Существуют даже встроенные в БИОС антивирусы и браузеры.

Будущее BIOS

BIOS, как и всякая компьютерная технология, непрерывно развивается. В нее вносятся новые, ранее неиспользовавшиеся функции, а многие старые исчезают. Предлагаются (и не просто предлагаются, а уже широко используются) даже новые технологии, которые должны придти на смену традиционной BIOS, например, технология EFI (Extensible Firmware Interface). Тем не менее, эта технология пока не применяется повсеместно и традиционная BIOS до сих пор не сдает своих позиций.

Заключение

В качестве заключения, перечислим еще раз основные функции, которые выполняет BIOS в компьютере или ноутбуке:

Проверка работоспособности материнской платы и периферийных устройств компьютера;
Подготовка компьютера к загрузке операционной системы;
Предоставление программам базовых средств доступа к аппаратным устройствам;
Хранение данных о настройках оборудования и возможность изменения этих параметров.

Итак, если вы раньше пугались самой аббревиатуры BIOS, то, скорее всего, это уже в прошлом. Для конечного пользователя важно понимать, что БИОС является специальной программной оболочкой низкого уровня, на которой основывается работа программ более высокого уровня, и ее правильная настройка, а также своевременное обновление может улучшить параметры работы компьютера или ноутбука.

BIOS – это аббревиатура англоязычного термина Basic Input-Output System (базовая система ввода-вывода).

Как известно, компьютер – это совокупность того, что можно увидеть и потрогать (аппаратные средства) и того, что увидеть и потрогать нельзя (программное обеспечение).

По отдельности эти части бесполезны и безжизненны.

Аппаратная часть (материнская плата, процессор, память, блок питания и прочее) без программной – это мертвая кучка железа и пластмассы, способная, в лучшем случае, издавать жужжание.

Программная часть – абстрактная информация, необозримый массив битов, ноликов и единичек. «Матрица», в которой понять ничего невозможно.

И лишь правильное взаимодействие программной и аппаратной частей являет миру компьютер – ту технику, которая давно и прочно вошла во все поры общества.

Взаимодействие аппаратной и программной частей происходит посредством базовой системы ввода-вывода

По существу, BIOS представляет собой набор драйверов, физически расположенных в микросхеме памяти ROM (Read Only Memory – постоянное запоминающее устройство, ПЗУ) или жестком диске (винчестере). Драйвер – это небольшая управляющая программа.

Таким образом, система ввода-вывода сочетает в себе и аппаратные и программные части на самом, так сказать, первичном уровне. В первых компьютерах драйверы BIOS находились только в микросхемах памяти на материнской плате и видеоадаптере. Набор устройств «на борту» был тогда небольшой, и все умещалось в микросхемы.

Зачем нужен элемент питания?

BIOS содержит в себе и программу конфигурации оборудования (Setup), настройки которой хранятся в отдельной микросхеме CMOS (Complimentary Metall Oxid Semicondactor – технология, по которой сделаны активные элементы микросхемы).

Микросхема CMOS потребляет ток меньше микроампера, поэтому для ее питания используется маломощный литиевый элемент типа 2032 напряжением 3 В.

Раньше, в первых моделях компьютеров, использовались никель-кадмиевые аккумуляторы. От долгой эксплуатации они могли потечь. И это вызывало проблемы, так как вытекший из них электролит мог повредить проводники материнской платы. Современные литиевые элементы ведут себя «спокойно» и не текут даже при полном разряде.

Что такое POST?

В старых моделях компьютеров тестирование памяти сопровождалось щелчками или другими звуками из динамика. Не отдельных звуковых колонок, подключаемых к аудиовыходу, а специального динамика (Speaker), подключаемого к специальному разъему материнской платы. Динамик может устанавливаться и на самой плате.

Если оборудование исправно, то динамик издает короткий звук, говорящий об отсутствии проблем.

Если издается продолжительный звук (или несколько), то имеет место неисправность.

В частности, периодически повторяющаяся комбинация из длинного и трех коротких гудков свидетельствует о проблемах со съемным видеоадаптером. А длинные гудки – о неисправности или отсутствии памяти.

Другое дело, что для программ POST (и BIOS) разных производителей эти комбинации различны. Впрочем, если компьютер не издает никаких гудков после включения, это еще не означает, что материнская плата или что-то другое неисправны. Может быть, неисправен динамик или сборщик сэкономил на его установке.

Первым признаком того, что пора менять элемент, служит сброс даты и времени после выключения компьютера. В старых компьютерах микросхема RTC устанавливалась отдельно на материнской плате. Теперь она входит в состав чипсета (одной из больших микросхем, где напихано еще много чего).

Не все драйвера находятся в микросхеме BIOS!

В первых моделях компьютеров все необходимые для работы компьютера драйвера для работы с «железом» располагались в ПЗУ материнской платы и ПЗУ видеоадаптера. Уже в самом начале эры персональных компьютеров было несколько разных типов видеоадаптеров. Чтобы записать драйвер видеокарты в ПЗУ BIOS материнской платы, надо было перепрограммировать ПЗУ с помощью специального оборудования.

С тех пор ситуация, с одной стороны, упростилась, а с другой – усложнилась. Теперь, чтобы перепрограммировать ПЗУ BIOS материнской платы, не надо вынимать его из разъема, это можно сделать с помощью встроенных аппаратных средств. В качестве ПЗУ используется EEPROM (электрически стираемое ПЗУ) и flash микросхемы.

С другой стороны, объемы адресного пространства памяти сильно возросли и тех 16- разрядных драйверов, которые «зашиты» в ПЗУ давно не хватает. С помощью 16 разрядов можно обратиться к 65536 ячейкам памяти. Смехотворно мало по нынешним временам!

Поэтому программа-загрузчик, находящаяся в BIOS, обращается к жесткому диску и грузит в память 32-разрядные драйвера оттуда. Загружается в память и операционная система, и необходимые приложения.

Как сбросить настройки BIOS

Существует возможность аппаратного сброса настроек BIOS.

Это может потребоваться после неудачных экспериментов с настройками для разгона системы.

Или если случайно изменили настройки и забыли что сделали. Как правило, возле микросхемы ПЗУ или батарейки имеются так называемый «джампер» (перемычка).

Она может замыкать два штырька из трех. Одно положение – это нормальная работа (Normal), обычный рабочий режим. Другое – сброс настроек BIOS (Clear CMOS). Чтобы сбросить настройки, надо переставить перемычку из нормального положения в Clear CMOS.

Для этого надо выключить питание и вынуть вилку питающего шнура из электрической сети. Затем надо извлечь перемычку (можно использовать медицинский пинцет), поставить ее в режим сброса на несколько секунд. Затем надо вернуть перемычку на место. Теперь настройки сброшены!

В старых компьютерах для сброса достаточно было извлечь батарейку на некоторое время. Микросхема CMOS, лишенная питания, «забывала» настройки. Вы спросите: «А почему сейчас так не поступают, зачем еще какие-то перемычки?»

Дело в том, что современные микросхемы CMOS потребляют очень малый ток. А на материнской плате стоит несколько электролитических конденсаторов общей емкостью более десятка тысяч микрофарад. Конденсаторы служит локальными источниками энергии, в частности, для импульсного стабилизатора, питающего ядро процессора.

Токи, потребляемые современными процессорами, достаточно велики, поэтому число и емкости конденсаторов возросли. И напряжение на них держится достаточно долго. Оно то и подпитывает микросхему. Можно, конечно, обождать несколько десятков минут или часов. Но ведь проще переставить перемычку!