Действия BIOS при загрузке ПК

1. Производится считывание информации с микросхем ROM и CMOS.

2. Затем реально существующие в компьютере аппаратные средства сравниваются с тем, что было считано из BIOS.

3. Производится процедура POST. Всё аппаратное обеспечение «опрашивается» по очереди. Конкретному аппаратному обеспечению посылается сигнал, проверяется его отклик, и рабочие параметры. Если устройство работает в штатном режиме, то процедура POST продолжается со следующим устройством. Возможно возникновение двух внештатных ситуаций:

a) Когда устройство не работает. Оно либо не даёт отклика, либо даёт отклик об ошибке. В этом случае, загрузка системы прекращается и на экран выводится сообщение о конкретной ошибке.

b) Произошла смена параметров устройств, хотя само устройство функционирует корректно. В данном случае произойдёт корректировка параметров данного устройства и эти данные будут занесены в CMOS. После завершения выполнения процедуры POST и устранения всех возможных несоответствий, загрузка продолжается.

4. Следующим этапом является поиск загрузочных файлов операционной системы. BIOS ищет загрузочные данные операционной системы в определённых местах и в определённом порядке. Места поиска могут быть: главная загрузочная запись MBR; первые блоки раздела ОС; внешние диски CD и DVD, USB или сеть. Порядок поиска определяется в программе настройки BIOS и может устанавливаться пользователем. После того, как загрузочные файлы найдены, информация из них используется для дальнейшей загрузки ОС.

5. После того как ОС загружена BIOS передаёт ей управление компьютером, а сам остаётся главной системой по управлению ввода и вывода.

8. Виды микросхем BIOS.

В процессе развития компьютеров существовало несколько видов микросхем BIOS.

Отличительной особенностью любой микросхемы ROM является то, что скорость доступа в этой микросхеме очень низкая, поэтому для непосредственной работы с данными BIOS используется копия информации, находящейся в ROM, оперативной памяти. Эта копия сохраняется на протяжении всей работы компьютера и называется Shadow Memory.

Виды микросхем BIOS:

1. ROM – это первый вид микросхемы BIOS, она называется прожигаемой при изготовлении микросхемы, на неё данные записываются при производстве и в дальнейшем не меняются, никогда и не при каких обстоятельствах. Физически эта микросхема представляет собой небольшую кремниевую матрицу, на которой закодирована информация: 0 – это целый материал, а 1 – промежуточное состояние.

2. PROM (программируемый ROM) – эту микросхему можно программировать один раз, если необходимо обновить информацию в ROM, то предыдущую микросхему PROM извлекают из материнской платы и выбрасывается, берётся новая, чистая микросхема, вставляется в специальное устройство – программатор, программируется с помощью специальной системы и затем устанавливается на материнскую плату. Физически эта микросхема представляется собой матрицу из плавки предохранителей, при этом 1 – целый предохранитель, а 0 – расплавленный.

3. EPROM – эту микросхему можно перепрограммировать несколько раз. Для этого она извлекается из материнской платы, устанавливается в программатор. На первом этапе специальным лучом расплавленные предохранители восстанавливаются, а на втором этапе происходит программирование данной микросхемы. Особенности данной микросхемы является то, что её плавкие предохранители могут быть восстановлены.

4. EEPROM – это первая микросхема, которая перепрограммируется программно, а не аппаратно. Физически – это микросхема припаянная и не извлекается. Для её перепрограммирования необходимо использовать специальные программные средства.

5. FlashBIOS – это также программно перепрашиваемая микросхема, хранения данных в которой, основано на технологии Flash памяти. Это современный вид микросхемы BIOS. Её перепрограммирование осуществляется без извлечения из материнской платы с помощью специальной программы-прошивки. Однако, в отличии от предыдущей платы эту микросхему из материнской платы можно извлечь. Это делается в том случае, если микросхема повреждена.

Виды микросхем и модулей оперативной памяти.

1. Элементы памяти.

Элемент памяти (DRAM) – это небольшая микросхема, расположенная в пластиковом корпусе, которая предназначена для непосредственного хранения данных.

Виды элементов DRAM:

1. FPM – это старый элемент памяти (в переводе означает – режим быстрых страниц) реализует память со страничным режимом работы, появилась с процессорами 4 поколения.

2. EDO DRAM – память с расширенным выводом данных. Увеличение производительности достигалось за счёт увеличения единиц данных выводимых за единицу времени.

3. BEDO DRAM (быстрое EDO) – скорость ввода и вывода данных также увеличено. Все предыдущие виды элементов – устаревшие, они использовались с устаревшими модулями.

4. S DRAM – память, синхронизируемая по частоте с процессором. Все операции по вводу и выводу данных в этой памяти выполняются на частоте процессора. Это увеличивает её производительность. До 2002 года этот вид элементов памяти был наиболее популярным, так как обеспечивал оптимальное сочетание: цена-производительность.

5. R DRAM – этот вид элементов DIRAM был высокоскоростной и надёжный. Использовался вместе с модулем фирмы Rambus. Основным недостатком являлась высокая цена. По сколько при производстве этого вида элементов памяти использовались драгоценные металлы. Этот вид памяти вместе с модулем использовался в дорогих, высокопроизводительных компьютерах.

6. DDR SDRAM – элемент памяти с двойной скоростью передачи данных. Это более усовершенствованный SDRAM, обладает высокими характеристиками более производителен, чем R DRAM и стоит дешевле. Долгое время этот вид элементов памяти был самым распространённым для большинства компьютеров.

7. DDR2 SDRAM – этот вид памяти пришёл на смену предыдущему, полное его название синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных второго поколения. Была самой распространённым видом памяти до 2010 года и была вытеснена следующим элементов.

8. DDR3 SDRAM – современный элемент памяти, полное название: синхронная динамическая память с произвольным доступом данных третьего поколения. Увеличена скорость передачи данных до 200 Мб/с.

2. Модули памяти.

Каждый элемент памяти припаивается к специальной печатной плате, которая называется модулем. Модуль подключается в разъём материнской платы. Разъём материнской платы и контакты модуля должны строго соответствовать. К одному модулю могут быть припаяны несколько элементов памяти DRAM.

Виды модулей:

1. Модуль SIPP. Модуль с однорядковым расположение контактов. Его появление было связано с экономией места на материнской плате. Этот модуль имел 30 контактов и устанавливался в соответствующий разъём. Его основным недостатком было то, что при установке данного модуля на материнскую плату контакты могли гнуться и отламываться.

2. Модули SIMM. Это модули с однорядковым расположением вывода. В отличии от SIPP контакты расположены непосредственно на плате, они не могут отламываться. Контакты в этом модуле расположены с одной стороны платы. Их может быть 30, 68, 72. На этом модуле располагались однотипные элементы памяти либо FPM, либо EDO, либо BEDO.

3. Модуль DIMM – модуль с двухрядным расположением выводов. В отличие от предыдущего модуля, здесь выводы располагаются с двух сторон. Это увеличивает объём передаваемых данных.

4. DDR – это модуль, на котором контакты расположены также с двух сторон, но выводов больше и скорость обмена данными выше, чем у DIMM.

Дома: описать модули памяти DDR 2 и DDR 3 (скорость, объём, количество контактов и элементы DRAM).

5. DDR2 SDRAM - синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, второе поколение. Этот тип оперативной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти. Пришла на смену памяти DDR SDRAM. Для использования в ПК, DDR2 RAM поставляется в модулях DIMM с 240 контактами и одним ключом. DIMM различаются по максимальной скорости передачи данных (часто называемой пропускной способностью).

6. DDR3 SDRAM - синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, третье поколение. Этот тип оперативной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти. Пришла на смену памяти типа DDR2 SDRAM, увеличив размер предподкачки с 4 бит до 8 бит. У DDR3 уменьшено потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти. Модули DIMM с памятью DDR3, имеющие 240 контактов. Модули DIMM с памятью DDR3, имеют также 240 контактов.

Адресация памяти.

Адресация – это способ описания адресов, хранения операндов, которые используются в команде, выполняемой процессором.

Операнд – это информация, с которой процессор производит какие-либо действия.

Способ адресации – это способ вычисления адреса операнда на основе информации, имеющейся в команде. То есть это описание того, как процессору осуществить доступ к этому операнду.

В команде, выполняемой процессором, обязательно содержится специальная часть, которая называется «Поле признаков операций», в которой указывается способ адресации, то есть способ нахождения операндов для этой команды.

1. Способы адресации.

1. Непосредственная адресация.

При этом способе адресации сам операнд записывается непосредственно в команде. Этот способ адресации самый простой и элементарный. Используется только в том случае, если в команде необходимо использовать константу.

2. Прямая адресация.

При этой адресации, адрес операнда указывается в команде, то есть в команде указывается прямая ссылка на адрес ячейки памяти, в которой хранится операнд. Этот вид адресации используется, если в команде необходимо адресовать отдельный операнд

Трудности адресации.

1. Перемещении программ в памяти.

2. Обработка массивов памяти.

3. Обработка стековых данных.

4. Обработка подпрограмм.

3. Косвенная адресация.

Указатель – это адрес операнда, который хранится в ячейке памяти, а не в команде. Значение указателя – называется косвенным адресом.

Косвенной адресацией называется – адресация к операнду, через цепочку указателей. Количество указателей в цепочке называется кратностью косвенной адресации.

Адрес указателя на операнд остаётся постоянным, а цепочка указателей может меняться. Этим обеспечивается переадресация данных массива и стеков.

4. Индексная адресация.

Если в команде в качестве операндов используется массив данных, то для работы с ним в целом, используется индексная адресация. В этом типе адресации, помимо команды и оперативной памяти используется дополнительный объект – индексные регистры. В индексных регистрах храниться индекс смещения. Команда содержит адрес начала массива, а индексные регистры смещения относительно начала, которая используется для определения следующих элементов массива. Адрес операнда вычисляется как сумма начального адреса массива и смещения.

Понятие материнской платы.

1. Понятие материнской платы.

Материнская плата (системная плата) – это важнейший элемент компьютера, к которому непосредственно или через шлейфы и устройство посредники подключаются все остальные устройства компьютера.

Непосредственно к материнской плате подключаются: процессор, оперативная память, видео карта, сетевая карта, звуковая карта. Через шлейфы и другие устройства подключаются: жёсткий диск, CD, DVD приводы, принтер, клавиатура, мышь, колонки, микрофон, наушники и некоторые другие периферийные устройства. Монитор подключается к материнской плате через видео карту.

2. Основные характеристики.

Основной характеристикой материнской платы является форм фактор. Это комплексная характеристика, которая определяет множество параметров. он определяет:

· Физические параметры платы;

· Тип корпуса;

· Количество, виды и расположения основных разъёмов материнской платы;

Которые обычно создаются для конкретных видов компьютеров.

К стандартным форм факторам относятся:

1. АТ – это сейчас не отдельный форм фактор, а основа, базис для нескольких современных форм факторов.

1.1. ATX. Наиболее распространённый форм фактор для современных форм фактор. Материнские платы с этим форм фактором обычно имеют средний размер. Сокет процессора располагается сверху-посередине. Разъёмы для оперативной памяти располагаются справа от сокета PCI. Количества и расположение других располагающих факторов определяет производитель.

1.2. Micro, mini ATX – урезанные материнские платы, содержащие меньшее количество объёмов и элементов. Обычно они применяются менее требовательных к аппаратуре.

1.3. Nano ATX – это материнские платы для портативных устройств.

2. BT – это устаревший базовый форм фактор. В современных компьютерах он не применяется, но некоторые материнские платы на его основе для некоторых портативных устройств.

2.1. Micro BTX – используется в качестве внедряемых материнских плат, для портативных и мини устройств.

2.2. Pico BTX.

3. IT – это современный базовый форм фактор, который в чистом виде не используется, но является основой для многих современных плат.

3.1. ITX – современный форм фактор, который в чистом виде не используется, используется его урезанная версия. Основной особенностью этих материнских плат является встроенный впаянный процессор. Это удешевляет стоимость, но лишает возможности модернизации. Используется для различных мобильных устройств, как правило, не требующих модернизации.

Mini ATX 17x17

Nano ATX 12x12

Pico ITX 7,2x10

Mobile ITX 4,7x7

[1] Кластер – единица обращения к жёсткому диску.

[2] Верхний байт – это максимальный байт в системе.