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NOVOTS KMS .: 硬件 .: 关于BIOS的知识

关于BIOS的知识

什么是BIOS?

计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。

BIOS,完整地说应该是ROM-BIOS,是只读存储器基本输入/输出系统的简写,它实际上是被固化到计算机中的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。
 一、BIOS的功能


  从功能上看,BIOS分为三个部分:
  1.自检及初始化程序;
  2.硬件中断处理;
  3.程序服务请求。
  下面我们就逐个介绍一下各部分功能:

  (一)自检及初始化
  这部分负责启动计算机,具体有三个部分,第一个部分是用于计算机刚接通电源时对硬件部分的检测,也叫做加电自检(POST),功能是检查计算机是否良好,例如内存有无故障等。第二个部分是初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等,其中很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数,当计算机启动时会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动。
  最后一个部分是引导程序,功能是引导DOS或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备,如果找到引导记录会把计算机的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入计算机,在计算机启动成功后,BIOS的这部分任务就完成了。

  (二)程序服务处理和硬件中断处理
  这两部分是两个独立的内容,但在使用上密切相关。
  程序服务处理程序主要是为应用程序和操作系统服务,这些服务主要与输入?输出设备有关,例如读磁盘、文件输出到打印机等。为了完成这些操作,BIOS必须直接与计算机的I/O设备打交道,它通过端口发出命令,向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据,使程序能够脱离具体的硬件操作,而硬件中断处理则分别处理PC机硬件的需求,因此这两部分分别为软件和硬件服务,组合到一起,使计算机系统正常运行。

  BIOS的服务功能是通过调用中断服务程序来实现的,这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断。例如视频服务,中断号为10H;屏幕打印,中断号为05H;磁盘及串行口服务,中断14H等。每一组又根据具体功能细分为不同的服务号。应用程序需要使用哪些外设、进行什么操作只需要在程序中用相应的指令说明即可,无需直接控制。

二、BIOS的种类

  由于BIOS直接和系统硬件资源打交道,因此总是针对某一类型的硬件系统,而各种硬件系统又各有不同,所以存在各种不同种类的BIOS,随着硬件技术的发展,同一种BIOS也先后出现了不同的版本,新版本的BIOS比起老版本来说,功能更强。
  目前市场上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。

  1.AMI BIOS
  AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,最早开发于80年代中期,为多数的286和386计算机系统所采用,因对各种软、硬件的适应性好、硬件工作可*、系统性能较佳、操作直观方便的优点受到用户的欢迎。
  90年代,AMI又不断推出新版本的BIOS以适应技术的发展,但在绿色节能型系统开始普及时,AMI似乎显得有些滞后,Award BIOS的市场占有率借此机会大大提高,在这一时期,AMI研制并推出了具有窗口化功能的WIN BIOS,这种BIOS设置程序使用非常方便,而且主窗口的各种标记也比较直观,例如,一只小兔子表示优化的默认设置,而一只小乌龟则表示保守的设置,一个骷髅用来表示反病毒方面的设置,画笔和调色板则表示色彩的设置。
  AMI WinBIOS已经有多个版本,目前用得较多的有奔腾机主板的Win BIOS,具有即插即用、绿色节能、PCI总线管理等功能。

  2.Award BIOS
  Award BIOS是Award Software公司开发的BIOS产品,目前十分流行,许多586主板机都采用Award BIOS,功能比较齐全,对各种操作系统提供良好的支持。Award BIOS也有许多版本,现在用得最多的是4.X版。

▲BIOS是什么?

所谓BIOS,实际上就是微机的基本输入输出系统(Basic Input System),其内容集成在微机主板上的一个ROM芯片上,主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序,系统信息设置,开机上电自检程序和系统启动自举程序等。

▲BIOS的功能

BIOS ROM 芯片不但可以在主板上看到,而且BIOS管理功能如何在很大程度上决定了主板性能是否优越。BIOS管理功能包括:

1.BIOS中断服务程序实质上是微机系统中软件与硬件之间的一个可编程接口,主要用于程序软件功能与微机硬件之间 接。例如,WINDOWS98对软驱,光驱,硬盘等管理,中断的设置等服务、程序。

2. BIOS系统设置程序:微机部件配置记录是放在一块可写的CMOS RAM芯片中的,主要保存着系统的基本情况,CPU特性,软硬盘驱动器等部件的信息。在BIOS ROM 芯片中装有“系统设置程序”,主要来设置CMOS RAM中的各项参数。这个程序在开机时按某个键就可进入设置状态,并提供良好的界面。

3.POST上电自检:微机接通电源后,系统首先由(Power On Self Test,上电自检)程序来对内部各个设备进行检查。通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。

4. BIOS系统启动自举程序:系统完成POST自检后,ROM BIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜索软硬盘驱动器及CD-ROM,网络服务器等有效地启动驱动器,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,并由引导记录来完成系统的顺序启动。


接通微机的电源,系统将执行一个自我检查的例行程序。这是BIOS功能的一部分,通常称为POST——上电自检(Power On Self Test)。
  
完整的POST自检包括对CPU、系统主板、基本的640KB内存、1MB以上的扩展内存、系统ROM BIOS的测试;CMOS中系统配置的校验;初始化视频控制器,测试视频内存、检验视频信号和同步信号,对CRT接口进行测试;对键盘、软驱、硬盘及CD-ROM子系统作检查;对并行口(打印机)和串行口(RS232)进行检查。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。
  
当自检完成后,系统转入BIOS的下一步骤:从A驱、C驱或CD-ROM以及网络服务器上寻找操作系统进行启动,然后将控制权交给操作系统。


CMOS与BIOS一样吗?
CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指微机主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了微机系统的实时钟信息和硬件配置信息等,共计128个字节。系统在加电引导机器时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态。它*系统电源和后备电池来供电,系统掉电后其信息不会丢失。 BIOS是基本输入输出系统的缩写,指集成在主板上的一个ROM芯片,其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统开机自检程序等。它负责开机时,对系统各项硬件进行初始化设置和测试,以保证系统能够正常工作。 由于CMOS与BIOS都跟微机系统设置密切相关,所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。CMOS RAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法,也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。


BIOS,(Basic Input/output system)即基本输入/输出系统。它实际上是被固化到计算机中的一组程序,为计算机 提供最低级的、最直接的硬件控制。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序) ,负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。程序员可以通过对INT 5、INT 13等中断的访问直接调用BIOS中断例程。
BIOS是固化在主板上的ROM芯片,而系统设置程序,微机部件配置情况是则是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的,它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息,关机后,系统通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。当微机接通电源后,系统将有一个对内部各个设备进行检查的过程,这是由一个通常称之为POST(Power On Self Test,上电自 检)的程序来完成的。这也是BIOS的一个功能。完整的POST自检将包括CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、 CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。自检中若发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。在完成POST自检后,ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,由引导记录完成系统的启动。
目前市场上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失),不能随便撕下。 586以后的ROM BIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对EEPROM进行重写,方便地实现BIOS升级,这就是我们常说的BIOS升级。

CMOS,(是指互补金属氧化物半导体——一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料)是微机主板上的一块可读写的RAM芯 片,用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。CMOS可由主板的电池供电,即使系统掉电,信息也不会丢失。 CMOS RAM本身只是一块存储器,只有数据保存功能,而对CMOS中各项参数的设定要通过专门的程序。早期的CMOS设置程序驻留 在软盘上的(如IBM的PC/AT机型),使用很不方便。现在多数厂家将CMOS设置程序做到了BIOS芯片中,在开机时通过特定的按键 就可进入CMOS设置程序方便地对系统进行设置,因此CMOS设置又被叫做BIOS设置。 早期的CMOS是一块单独的芯片MC146818A(DIP封装),共有64个字节存放系统信息,见CMOS配置数据表。386以后的微机一般将 MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中(如82C206,PQFP封装),最新的一些586主板上更是将CMOS与系统实时时钟和后备电池集 成到一块叫做DALLDA DS1287的芯片中。随着微机的发展、可设置参数的增多,现在的CMOS RAM一般都有128字节及至256字节 的容量。为保持兼容性,各BIOS厂商都将自己的BIOS中关于CMOS RAM的前64字节内容的设置统一与MC146818A的CMOS RAM格式 一致,而在扩展出来的部分加入自己的特殊设置,所以不同厂家的BIOS芯片一般不能互换,即使是能互换的,互换后也要对 CMOS信息重新设置以确保系统正常运行.


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