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了解BIOS的内芯世界

日期:2007-03-27   荐:
  了解BIOS的内芯世界     随着DIY不断深入人心,很多以前只有电脑高手才敢尝试的操作也已经被广大的电脑爱好者们所掌握。比如:升级硬件设备的BIOS程序。这在以前只是高手们的专利,而且我们知道,升级BIOS程序不但可以为我们去除硬件中存在的BUG问题,还能给我们带来更新的功能和更稳定的性能。不过我们是否了解我们经常更新的BIOS呢?下面就让我们一起来看看BIOS里面的奇妙“世界”吧。

BIOS一词只是在近两年才被电脑玩家所熟知,不过它的出现可远不止这几年,早在286时代BIOS就已经产生了。BIOS是“基本输入输出系统”( Basic Input-Output System)的缩写,只从字面的意思我们就可以看出它的“权力范围”,当然前面一定要有“基本”两字,因为它所掌握的只是计算机底层的一些基本输入输出功能,为计算机提供最低级、最直接的硬件控制与支持。更形象地说,BIOS就是硬件与软件程序之间的一个“桥梁”,或者说是接口。不过我们虽然可以这样解释,但它本身却只是一个程序,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。

BIOS的具体功能

BIOS中断例程:即BIOS中断服务程序。它是计算机软、硬件之间的一个可编程接口,用于程序的软件功能与计算机硬件工作的衔接。 DOS/Windows操作系统对软、硬盘、光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的基础上。有过编程经验的朋友也都知道,我们可以通过访问某一中断来实现直接调用BIOS中断的例程。

BIOS系统设置程序:计算机的配置参数是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中,它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等配件的信息。关机后系统通过一块后备电池向CMOS供电,以保持其中的信息不被丢失。如果CMOS中关于计算机的配置信息设置不正确,会导致系统性能降低、配件不能正常工作,并由此引发一系列的软硬件故障。在BIOS 芯片中装有一个程序称为“系统设置程序”,它就是用来设置CMOS RAM中的参数的。这个程序一般在开机时按下一个或一组键即可进入,目前的主板大都是按下DEL键进入的。这些设置程序都提供了良好的界面供用户使用。而“BIOS设置”习惯上也称为“ CMOS设置”。新购的微机或新增加配件的系统都需进行BIOS设置。

POST上电自检:计算机接通电源后,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)和串行口进行检查。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:一种是由于出现某种故障,计算机的各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;而另一种情况,由于基本的硬件都可以正常工作,因此系统会给出提示或声音报警信号,等待用户处理。目前在DIY玩家中所流行的Debug卡正是利用读取BIOS内的POST返回代码来实现对系统启动,以及硬件设备的检测工作(详见本报27期39版)。

BIOS系统自举程序:在完成POST自检后,ROM BIOS将按照系统BIOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD-ROM、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,由引导记录完成操作系统的启动。

常见BIOS芯片

一般我们把存储BIOS程序的ROM芯片称为BIOS芯片,所以这也使得很多朋友一直以为BIOS就是那种常见的黑色小芯片,其实我们在前 文中就已经说过,BIOS只是一段程序而以。主板上的BIOS芯片一般都贴有一张黄色的标签,它采用双排直插式封装(DIP),上面印有“BIOS”字样。虽然有些BIOS 芯片没有明确印出“BIOS”,但凭借外贴的标签也能很容易地将它认出。586以前的BIOS芯片多采用可擦写的EPROM芯片,它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 BIOS芯片则多采用Flash ROM(快闪可擦可编程只读存储器),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对Flash ROM进行重写,方便地实现BIOS升级。常见的BIOS芯片有AMI、Award、Phoenix等,在芯片上都能见到厂商的标记。

目前市面上较流行的主板BIOS芯片主要有 Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。Award BIOS是由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。Award BIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上多数的主机板都采用了这种BIOS;AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,早期的286、386大多采用AMI BIOS,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,但到90年代后,绿色节能电脑开始普及,AMI却没能及时推出新版本来适应市场,使得AMI BIOS失去了大半壁江山;Phoenix BIOS是Phoenix公司的产品,Phoenix意为凤凰,有完美之物的含义。Phoenix BIOS多用于高档的586原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作。不过目前Phoenix公司已经被Award公司成功收购了。

BIOS与CMOS

提起BIOS,很多朋友都会把它和CMOS联系到一起,有的甚至认为BIOS与CMOS只是不同的叫法而已,下面让我们来看看BIOS与CMOS的关系。

CMOS,(原意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)是计算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硬件参数的设定。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中存储的各项参数的设定要通过专门的程序来控制。早期的这种设置程序驻留在软盘上的(如IBM的PC/AT机型),使用时很不方便。现在多数厂家都将设置程序做到了BIOS芯片中,在开机时通过特定的按键就可以通过BIOS中的设置程序来对CMOS中存储的参数进行设置了。因此平时常说的“CMOS设置”,准确的说应该叫做“通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置”。因为CMOS是一个物理的硬件芯片,而我们所设置的只是CMOS中存储的硬件参数而不是CMOS本身,BIOS与CMOS也是既相关联又有区别。早期的CMOS是一块单独的芯片MC146818A(DIP封装),共有64KB存放系统信息。而现在的CMOS RAM一般都有128KB及至256KB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64KB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。

       

(出处:http://www.sheup.com)




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