BIOS: Základ každého počítače

Základní vstupně/výstupní systém počítače (BIOS) je program, který je uložen v permanentní paměti, tj. v paměti ...


Základní vstupně/výstupní systém počítače (BIOS) je program, který je uložen v
permanentní paměti, tj. v paměti dostupné pouze pro čtení (read-only memory,
ROM), nebo v přeprogramovatelné flash paměti. BIOS (označovaný také jako ROM
BIOS) je vždy první program, který se aktivuje po zapnutí počítače. Proces
bootování (zavádění operačního systému), o který se BIOS mj. stará, probíhá v
několika krocích. Ty se přitom v detailech mohou lišit podle jednotlivých
výrobců (viz např. http://www.bioscentral.com/misc/biosbasics.htm). Základ je
ale vždy ve své podstatě stejný:
1. Zapne se přívod napájecího napětí.
2. Mikroprocesor začíná vykonávat program BIOS.
3. BIOS aktivuje program nazvaný Power-On Self Test (kontrola sebe sama po
zapnutí), který určí, kolik má počítač k dispozici paměti a zda správně fungují
všechny jeho nezbytné hardwarové součásti. Na zjištěné závady upozorní
zvukovými signály (sekvencí pípnutí). Potom BIOS odpojí všechna
konfigurovatelná zařízení.
4. Následně BIOS identifikuje všechna periferní zařízení připojená k počítači,
například pevné disky a rozšiřující karty. Nejprve hledá zařízení typu
plug-and-play a každému z nich přidělí číslo. V této chvíli ovšem zatím žádné
zařízení neaktivuje.
5. Dále BIOS vyhledá jednotku pro zavedení operačního systému nebo pro načtení
iniciačního programu (IPL initial program load). Obvykle je to zařízení pro
ukládání dat, typicky pevný disk, disketa nebo CD-ROM obsahující operační
systém. Může jím ovšem být také síťová karta připojená přes LAN k serveru. BIOS
rovněž identifikuje všechna sekundární systémová IPL zařízení.
6. Nyní BIOS sestaví tabulku systémových prostředků a přidělí nekonfliktní
zdroje podle identifikovaných zařízení. Také jim přidělí konfigurační data
uložená v permanentní paměti RAM.
7. Program BIOS vybere a aktivuje primární vstup (klávesnice) a výstup
(monitor). To je důležité opatření, neboť dojde-li v průběhu bootovacího
procesu k nějaké chybě, BIOS dokáže zobrazit obrazovku s příslušnými
informacemi a umožní uživateli zvolit tu uloženou konfiguraci systémových
nastavení, se kterou běžně pracuje. BIOS převzal tato nastavení při předchozím
úspěšném spuštění počítače a uložil je do permanentní paměti RAM.
8. V další fázi BIOS vyhledá zařízení jiných typů než plug-and--play včetně
sběrnice PCI (Peripheral Component Interconnect), a data z jejich pamětí ROM
zadá do své tabulky systémových prostředků.
9. Teď BIOS vyřeší konflikty zařízení a nakonfiguruje zvolené bootovací
zařízení.
10. Potom BIOS zaktivuje zařízení plug-and-play tím, že s požadovanými
parametry zavolá rutiny v jejich pamětech ROM.
11. Následně BIOS startuje program pro zavedení operačního systému. Jestliže z
nějaké příčiny standardní IPL nedokáže zavést operační systém, BIOS zkusí
aktivovat další jednotku IPL ve svém seznamu.
12. Jednotka IPL zavede operační systém do paměti.
13. BIOS předává řízení operačnímu systému, který může provést přidělení
dalších systémových zdrojů.
Nastavení počítače
BIOS obsahuje také program, s jehož pomocí může uživatel konfigurovat nastavení
hardwaru počítače. Kromě nastavení hesla pro přístup do počítače, času, data
apod. zde může určit např. požadavky na funkce šetřící elektřinu (usínání
počítače), podrobnosti o práci pamětí (délku taktu, prodlevu mezi čtením a
zápisem apod.) a řadu dalších.
Vzhledem k tomu, že v průběhu bootovacího procesu BIOS inicializuje základní
zařízení pro vstup a výstup, má uživatel možnost spustit uvedený program a
upravit nastavení pro jednotlivá připojená zařízení podle aktuální potřeby.
Může třeba zvolit úplně jinou než standardní jednotku pro bootování, například
v situaci, kdy se z primárního pevného disku operační systém nenačte a počítač
nefunguje. Pak může zvolit např. druhý pevný disk nebo disketovou mechaniku.

Plug-and-play
S příchodem Windows 95 se v roce 1995 ve funkcích programu BIOS udála velká
změna. Nový operační systém na sebe upozornil tím, že zahrnoval podporu
plug-and-play (doslova zapoj-a-hraj), což vedlo k usnadnění práce při přidávání
rozšiřujících karet. To ale není vše. Tato podpora také umožnila definovat
konzistentní mechanismus, který umožňuje BIOSu v systému identifikovat a
konfigurovat připojená zařízení. Starší verze systémů vycházely z předpokladu,
že připojené zařízení vždy vyžaduje stejné zdroje například číslo přerušení
diskového řadiče a rozsah vstupně/výstupních adres byl za každých okolností
pevně dán. Panoval názor, že tyto podmínky jsou neměnné nebo že jsou ve své
podstatě statické, a proto se přiřazovaly jen jednou.
Avšak technologie plug-and--play dává BIOSu volné ruce k modifikacím
přidělených přerušení a vstupně/výstupních adres, které zmíněný diskový řadič
používá, tak, aby nedocházelo ke konfliktům.
S příchodem USB (Universal Serial Bus) a rozhraní IEEE 1394 pak mohou být
zařízení k počítači připojována i za chodu. Jinými slovy, mohou se objevit nebo
zmizet bez předchozího upozornění. To znamená, že BIOS musí mít uložené
informace o systémových zdrojích pro každé zařízení, které systém již někdy
identifikoval, a uložení musí probíhat dynamicky, aby systémové zdroje,
například počet přerušení, rozsah adres nebo identita zařízení, mohly být
opakovaně přiděleny bez nutnosti pokaždé opakovat bootovací proces.
Neviditelné činnosti
BIOS ovšem neprovádí pouze ty činnosti, které jsou na první pohled (nebo,
řekněme, již při prvním ohledání systému) zřejmé. Jeho historickým úkolem je
zprostředkovávat komunikaci mezi operačním systémem a hardwarem počítače nejen
při jeho startu, ale také po celou dobu práce počítače. V dobách slávy
operačních systémů typu DOS (MS-DOS, DR-DOS apod.) bylo dokonce zcela běžné, že
funkcí BIOSu využívaly i jednotlivé aplikace.
BIOS tak obsahuje řadu rutin, prostřednictvím kterých lze komunikovat s
připojenými disky, s klávesnicí, s videoadaptérem apod. S vývojem periferií
však postupně funkce BIOSu jako zprostředkovatele komunikace ztrácela na
významu a o ovládání řady periferií se stará přímo sám operační systém. Také
situace, kdy se aplikace k hardwaru dobývaly přes služby BIOSu, jsou již
minulostí. Dnes zásadně využívají API operačního systému, což mj. zajišťuje
výrazně lepší kompatibilitu softwaru mezi různými platformami.

Odkazy na Web
Na stránkách http://www.bioscentral.com naleznete řadu praktických informací o
BIOSech mnoha společností. Nechybí seznam tzv. beep kódů, tedy přehledu
zvukových signálů při nefunkčnosti některé ze základních součástí počítače,
mapa paměti ani přehled služeb BIOSu.
Řadu utilit týkajících se BIOSu, přehledy motherboardů s určitým BIOSem i
odpovědi na mnohé dotazy týkající se BIOSů naleznete na adrese http://www.
wimsbios.com.
Pokud chcete zoptimalizovat nastavení BIOSu počítače, který používáte, zamiřte
na http://www.rojakpot.com/Speed_Demonz/BIOS_Guide/BIOS_Guide_Index.htm.
Naleznete zde přehled možných nastavení jednotlivých položek BIOSů různých
výrobců a dopad každého nastavení na činnost počítače.
1 1333 / pen









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.