Что такое BIOS? Как зайти в биос материнской платы и ноутбука любого производителя Что означает bios

Если вы приобрели собранный компьютер или ноутбук, то его BIOS уже настроен должным образом, однако вы всегда можете вносить какие-либо персональные корректировки. Когда компьютер собирается самостоятельно, то для его правильной работы необходимо настроить BIOS самостоятельно. Также данная необходимость может возникнуть, если к материнской плате был подключён новый компонент и все параметры сбросились по умолчанию.

Интерфейс большинства версий BIOS, за исключением самых современных, представляет примитивную графическую оболочку, где есть несколько пунктов меню, из которых можно перейти в другой экран с уже настраиваемыми параметрами. Например, пункт меню «Boot» открывает пользователю параметры распределения приоритета загрузки компьютера, то есть там можно выбрать девайс, с которого будет выполняться загрузка ПК.

Всего на рынке есть 3 производителя BIOS, и у каждого из них интерфейс может значительно различаться внешне. Например, у AMI (American Megatrands Inc.) есть верхнее меню:

У некоторых версий Phoenix и Award все пункты разделов расположены на главной странице в виде столбиков.

Плюс, в зависимости от производителя, могут различаться и названия некоторых пунктов и параметров, хотя смысл они будут нести один и тот же.

Все перемещения между пунктами происходят при помощи клавиш со стрелочками, а выбор — с помощью Enter . Некоторые производители делают даже специальную сноску в интерфейсе BIOS, где написано какая клавиша за что отвечает. В UEFI (самая современная разновидность BIOS) есть более продвинутый пользовательский интерфейс, возможность управления при помощи компьютерной мыши, а также перевод некоторых пунктов на русский язык (последнее встречается довольно редко).

Базовые настройки

К базовым настройкам относятся параметры времени, даты, приоритета загрузки компьютера, различные настройки памяти, жёстких дисков и дисководов. При условии, что вы только собрали компьютер, необходимо произвести настройки данных параметров.

Они будут находиться в разделе «Main» , «Standard CMOS Features» и «Boot» . Стоит помнить, что в зависимости от производителя названия могут отличаться. Для начала настройте дату и время по данной инструкции:

Теперь необходимо сделать настройку приоритетности жёстких дисков и дисководов. Иногда, если её не делать, то система просто не будет загружаться. Все нужные параметры находятся в разделе «Main» или «Standard CMOS Features» (в зависимости от версии BIOS). Пошаговая инструкция на примере Award/Phoenix BIOS выглядит следующим образом:

Похожие настройки нужно произвести и пользователям BIOS от AMI, только здесь меняются SATA-параметры. Используйте это руководство для работы:

Пользователи AMI BIOS на этом могут закончить стандартные настройки, а вот у разработчиков Award и Phoenix имеется ещё несколько дополнительных пунктов, которые нуждаются в участии пользователя. Все они находятся в разделе «Standard CMOS Features» . Вот их список:

На этом стандартные настройки можно завершить. Обычно половина из этих пунктов уже будет иметь какие нужно значения.

Параметры «Advanced»

На этот раз все настройки будут производиться в разделе «Advanced» . Он есть в BIOS от любых производителей, правда, может носить немного другое наименование. Внутри него может быть разное количество пунктов в зависимости от производителя.

Рассмотрим интерфейс на примере AMI BIOS:

Теперь приступим непосредственно к настройкам параметров из пункта :

У Award и Phoenix настраивать данные параметры не нужно, так как они по умолчанию настроены верно и находятся совершенно в другом разделе. Зато в разделе «Advanced» вы найдёте расширенные настройки для установки приоритетов загрузки. Если в компьютере уже есть жёсткий диск с установленной на нём операционной системой, то в «First Boot Device» выберите значение «HDD-1» (иногда нужно выбрать «HDD-0» ).

Если же операционная система на жёсткий диск ещё не установлена, то вместо него рекомендуется поставить значение «USB-FDD» .

Также у Award и Phoenix в разделе «Advanced» есть пункт касательно настроек входа в BIOS с паролем — «Password Check» . Если вы задали пароль, то рекомендуется обратить внимание на этот пункт и выставить приемлемое для вас значение, всего их два:

Настройка безопасности и стабильности

Эта возможность актуальна только для владельцев машин с BIOS от Award или Phoenix. Вы можете включить режим максимальной производительности или стабильности. В первом случае система станет работать немного быстрее, но при этом есть риск несовместимости с некоторыми операционными системами. Во втором случае всё работает более стабильно, но медленнее (не всегда).

Чтобы включить режим высокой производительности, в главном меню выберите «Top performance» и поставьте в нём значение «Enable» . Стоит помнить, что есть риск нарушить стабильность работы операционной системы, поэтому поработайте в таком режиме несколько дней, и если в системе появятся какие-либо сбои, которых ранее не наблюдалось, то отключите его, установив значение «Disable» .

Если же быстродействию вы предпочитаете стабильность, то рекомендуется загрузить протокол безопасных настроек, всего их есть два вида:

Для загрузки какого-либо из этих протоколов нужно выбрать один из пунктов, рассмотренных выше, в правой части экрана, после чего подтвердить загрузку при помощи клавиш Enter или Y .

Установка пароля

После завершения основных настроек вы можете задать пароль. В этом случае никто кроме вас не сможет получить доступ к BIOS и/или возможность каких-либо изменять его параметры (зависит от настроек, которые были описаны выше).

В Award и Phoenix для того, чтобы задать пароль, нужно в главном экране выбрать пункт «Set Supervisor Password» . Откроется окно, куда вводится пароль длиной до 8 символов, после ввода открывается аналогичное окошко, где нужно прописать этот же пароль для подтверждения. При наборе используйте только латинские символы и арабские цифры.

Для снятия пароля вам нужно снова выбрать пункт «Set Supervisor Password» , но когда появится окно ввода нового пароля, просто оставляйте его пустым и нажмите Enter .

В AMI BIOS пароль задаётся немного по другому. Для начала вам нужно перейти в раздел «Boot» , что в верхнем меню, а там уже найти «Supervisor Password» . Пароль задаётся и снимается аналогичным образом с Award/Phoenix.

По завершении всех манипуляций в BIOS вам нужно выйти из него с сохранением ранее сделанных настроек. Для этого найдите пункт «Save & Exit» . В некоторых случаях можно воспользоваться горячей клавишей F10 .

Настраивать BIOS не так сложно, как это может показаться на первый взгляд. К тому же, большинство из описанных настроек часто уже выставлены по умолчанию так, как это нужно для нормальной работы компьютера.

Базовая система ввода-вывода или BIOS (Basic Input-Output System) предназначена для первичной проверки работоспособности оборудования при запуске компьютера. Если этот тест выполняется без ошибок, BIOS передает дальнейшее управление «железом» загрузчику операционной системы.

Весь рынок BIOS в мире, разделен между тремя крупными игроками:

American Megatrends Inc, производящей

Intel, которая разработала и выпускает для системных плат собственного производства:

Phoenix Technologies, выпускающей Phoenix Award BIOS (другая торговая марка – Award BIOS):

Современный наследник BIOS – UEFI , название которого переводится с английского, как «расширенный интерфейс прошивки». Изначально был создан компанией Intel. Но, спустя пять лет проект, был передан под крыло Unified EFI Forum, организации, которая с тех пор отвечает за его развитие.

BIOS позволяет задавать довольно широкий диапазон начальных настроек работы аппаратной части вашего компьютера или ноутбука. К наиболее часто используемым можно отнести:

• Настройка независимых параметров даты и времени;
• Выбор устройства для загрузки (жесткий диск, CD-DVD-ROM, флеш-накопитель);
• Включение или отключение встроенного оборудования материнской платы.
• Ускорение загрузки ОС путем отключения некоторых тестов POST.

Для продвинутых пользователей, во многих , предусмотрена возможность более тонкого изменения настроек аппаратной части компьютера. К ним можно отнести:

• Изменение тактовой частоты процессора;
• Изменение таймингов оперативной памяти;

Основные отличия UEFI от «устаревшей» версии BIOS

Технические различия между BIOS и UEFI достаточно велики, для удобства восприятия основные из них собраны в таблицу:

В современных материнских платах присутствует по умолчанию, но в ряде случаев пользователи стараются отключить его, чтобы избежать некоторых проблем при установке 32-х разрядных или отличных от Windows операционных систем.

Как следствие такого отключения — появление в свойствах системы уведомление об использовании «устаревшего режима» BIOS. Фактически это значит, что при наличии на материнской плате более продвинутого режима UEFI, для загрузки ОС используется BIOS и, следовательно, MBR разбивка жесткого диска.

Как выглядит и где расположен БИОС

Микросхема BIOS располагается на материнской плате и обычно место ее установки можно посмотреть в прилагаемой документации. Найти эту микросхему можно и по характерным признакам .

В большинстве случаев, рядом с ней, на корпусе материнской платы, устанавливается батарейка системы CMOS , характерной круглой формы. Часть производителей «железа», дополнительно снабжают микросхему BIOS голографической наклейкой со своим наименованием.

Разумеется, батарейка нужна не только для того, чтобы облегчить пользователю задачу поиска микросхемы с зашитым BIOS. Основная ее задача состоит в обеспечении энергонезависимого питания, позволяющего сохранять заданные настройки в течении длительного времени.

Именно по этой причине, если вытащить батарейку с материнской платы на 15-20 секунд позволяет «обнулить » BIOS, или иными словами, вернуть его к заводским настройкам.

С той же целью используется специальная перемычка-джампер . Изменение его положения дает тот же самый результат – возврат заводских настроек.

Найти перемычку на плате достаточно просто, обычно производители помечают ее соответствующей надписью («CLR_CMOS», «CCMOS», «CLRTS»).

Назначение BIOS
Базовая система ввода-вывода - BIOS (Basic Input Output System) представляет собой набор программ и данных конфигурирования, предназначенных для настройки ПК. Программы BIOS встроены в аппаратное обеспечение ПК и представлены тремя аппаратными компонентами - BIOS во флэш-памяти на системной плате, RTC CMOS RAM в чипе энергонезависимой памяти на системной плате, которая имеет постоянное питание от аккумулятора, а также расширениями BIOS, расположенными в памяти программ адаптеров устройств ввода-вывода (УВВ).
BIOS - наиболее оперативная часть программного обеспечения. В область ее задач входит выполнение подготовительных операций по обслуживанию аппаратного обеспечения ПК. Таким образом, система BIOS - это сложный "гибрид", объединяющий программы с аппаратным обеспечением ПК посредством аппаратно-программного интерфейса. Для реализации управления используется простой и эффективный механизм. Различные компоненты операционной системы и прикладных программ, реагируя на те или иные события в ПК, генерируют одно из прерываний, вызывающих функцию BIOS. Получив информацию о том, что следует делать, BIOS обращается по адресам портов к УВВ, снабжая их ценной информацией. BIOS не работает непосредственно с аппаратными средствами ПК, а использует сведения о том, как функционирует то или иное оборудование. Подобного рода "знания" заложены в базовую спецификацию BIOS. Следовательно, если появляются новые устройства и порты, отсутствующие в базовой спецификации BIOS, ее следует обновить, благо подобная возможность существует.
Загрузка операционной системы - одна из обязанностей BIOS. После включения ПК процессор напрямую обращается к BIOS, программы которой позволяют ввести в действие основные модули: ОЗУ, системные контроллеры, видеосистему, клавиатуру, контроллеры дисковых устройств и т.д.
После благополучного запуска Windows функции управления УВВ передаются программам операционной системы. Windows XP берет на себя большинство функций контроля и управления аппаратным обеспечением ПК, что существенно сужает сферу деятельности BIOS. Функции и стандартные процедуры BIOS
BIOS реализует следующие основные функции.
Обеспечивает самотестирование оборудования при включении электроэнергии, реализуя программу самотестирования ПК при включении электроэнергии POST (Power On SelfTest).
Позволяет инициализировать УВВ. Часть инициализации выполняется аппаратнопрограммными средствами, интегрированными в адаптеры УВВ.
Обеспечивает загрузку операционной системы, выполняет программу BOOT (загрузчик операционной системы).
Обрабатывает программные прерывания от УВВ и обслуживает функции. Для каждого стандартного периферийного устройства BIOS хранит программу обслуживания. Некоторые программы обслуживания устройств загружаются отдельно и хранятся в отдельной области дисковой памяти.

Обеспечивает настройку конфигурации ПК. Для этой цели BIOS располагает специальной программой установки параметров ПК- SETUP BIOS. В состав системы BIOS входит также ИМС, в которой хранятся параметры конфигурирования ПК.
Снабжает программами-драйверами аппаратные компоненты ПК, что позволяет обеспечить их взаимодействие с операционной системой при ее загрузке. Для диагностики ошибок при запуске системы используется POST (стандартная процедура BIOS), инициируемая соответствующей программой.
Индикация об ошибке, выявленной POST, отображается в виде сообщения на мониторе ПК. Наиболее грубые неисправности идентифицируются звуковыми кодами. Если сообщения об ошибках на экран монитора не поступают, то код ошибки может быть интерпретирован специальной платой POST, помещенной в разъем расширения системной платы (рис. 1.5). Код предоставит вам возможность определить адрес подпрограммы прерывания и код ошибки.
Плата POST содержит двухразрядный шестнадцатеричный дисплей, на котором отобра- жается код текущей тестовой проверки. Если произошел сбой тестовой программы, на экране отобразится код последней тестовой проверки.
Программа-загрузчик BOOT осуществляет поиск сектора загрузки на действующем основном устройстве загрузки. Необходимый критерий поиска сектора загрузки - сигнатура, которая должна завершаться шестнадцатеричным кодом 55AAh. В процессе выполнения кода загрузчика вызывается загрузочный сектор операционной системы, который загружает файлы ядра операционной системы.
Блок начальной загрузки - это первая запись на загрузочном диске. Он умещается в сек- тор размером 512 байт. Блок загрузки содержит очень короткую программу, предназначен- ную для активизации процесса загрузки операционной системы в ОЗУ ПК. В качестве устройства загрузки используется, как правило, флоппи-диск (А), привод жесткого диска (С, D) или CD-ROM. Кроме того, для загрузки могут быть использованы "ловушки" загрузчика BEV (Bootstrap Entry Vector). BEV представляет собой вектор, указывающий на внутренний код BIOS, который позволяет загрузить операционную систему без участия дисководов. BEV располагаются в ППЗУ расширений BIOS, например на интерфейсной плате Plug and Play Ethernet на шине ISA.
Для установки параметров ПК система BIOS располагает программой SETUP BIOS. Опции меню программы реализуют ручную настройку режимов работы аппаратного обеспечения. Для запуска программы достаточно во время выполнения POST удерживать нажатой клавишу Del или другую клавишу, указанную в "Руководстве пользователя".

Особенности работы с программой SETUP BIOS располагает двумя компонентами, предназначенными для настройки параметров ПК при загрузке системы. Аппаратный компонент - чип энергонезависимой памяти RTC CMOS RAM - предназначен для организации часов реального времени, а также для хранения данных настройки параметров ПК. Программа CMOS SETUP Utility, посредством которой эти данные можно изменить, хранится в энергонезависимой флэш-памяти. С помощью этой утилиты вы можете установить значения различных параметров, режимов работы системных устройств, а также УВВ.
Программа SETUP недоступна во время работы ПК.
Программу SETUP можно запустить при включении ПК или перезагрузке системы, т.е. практически сразу же после выполнения всех основных проверок POST. Для запуска SETUP следует во время выполнения POST нажать определенную клавишу или комбинацию клавиш. В табл. 1.2 представлены клавиши и комбинации клавиш, которые служат для запуска SETUP.
Таблица 1.2. Клавиши для запуска SETUP
Компания Клавиша или комбинация клавиш для запуска SETUP
AMI BIOS Del, F1, F2
Phoenix BIOS F2, Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Alt+S - старые версии
в режиме командной строки
Award BIOS Del, Ctrl+Alt+Del
Microid Research BIOS Esc
IBM Aptiva/Valupoint F1
Compaq F10>

Подобен капитану современного океанического лайнера, который даже не догадывается о существовании системы двигателей и Управляемый таким человеком корабль способен продолжать свой путь только в том случае, если не возникает никаких непредвиденных обстоятельств, перед которыми он (вместе с капитаном) оказывается полностью беззащитным.

О том, что такое БИОС, можно прочесть на многочисленных сайтах и форумах в глобальной сети Интернет. Но психология человека такова, что редко у кого возникает желание просто так почитать об или ноутбука. Работает, и ладно. Однако когда возникают проблемы, искать ответ на вопрос о том, что такое БИОС, уже поздно и далеко не всегда возможно, так как иногда даже загрузить операционную систему не удается. А ведь все так просто…

На плате любой вычислительной системы всегда присутствует специальная микросхема ROM-памяти, в которой перезапись данных возможна лишь особыми средствами - программатором, программой флеш-записи. После подачи питания на цепи компьютера, записанная в микросхеме программа активируется и осуществляет подготовку основных аппаратных компонентов к дальнейшей загрузке Для работы БИОС достаточно материнской платы (на которой микросхема, собственно, расположена), процессора, и источника питания. Ну а чтобы зайти в настройки БИОС, нужны еще видеокарта, монитор и клавиатура.

Кстати, аббревиатура БИОС английского происхождения и в переводе означает базовую систему ввода и вывода. Очень часто этим словом обозначают различные вещи, поэтому всегда нужно уточнять, о чем речь. Так, рассказывая о том, что такое БИОС, нельзя не указать, что, кроме микросхемы на плате, точно так же называется сама микропрограмма (POST), файл прошивки (firmware), интерфейс для внесения корректирующих настроек.

Как же работает эта программа? Вот пользователь включает кнопку подачи питания. Все компоненты, включая память, видеокарту, клавиатуру, контроллеры портов и пр. запускают внутренний самотест. Если он пройден без ошибок, то на шине выставляется код готовности к работе. После этого (доли секунды) БИОС «опрашивает» нужные регистры, в случае отсутствия проблем «смотрит», не внес ли пользователь корректировки в настройки. Если изменений нет, то применяются стандартные параметры. Наличие ошибок самотеста хотя бы одного ключевого компонента прерывает алгоритм и отправляет на динамик (спикер) «бип-бип», по порядку звуков которого можно определить неисправный компонент.

Предположим, что случайно был задет шнур «монитор-видеокарта», из-за чего последняя частично выдернулась из разъема на плате, нарушив электрический контакт. Очевидно, что в таком состоянии она не работает, поэтому самотест не запускает. Следствие - БИОС прекращает загрузку системы, сигнализируя пользователю о неисправности.

Кроме тестирования компонентов, программой BIOS выполняется их конфигурирование по прерываниям, каналам DMA, адресным пространствам. Зная, как настроить БИОС, можно внести изменения в работу многих устройств: «разогнать» процессор, изменить задержки моделей памяти и пр. Чтобы попасть в экран настроек, нужно сразу после подачи питания часто нажимать кнопку «Delete».

Версия БИОС может быть обновлена. Для этого следует скачать новую с сайта разработчика материнской платы и перепрошить ее.

Многие пользователи считают, что компьютер загружает при помощи операционной системы, но на самом деле это верно только отчасти. В этом материале вы узнаете, как же на самом деле происходит загрузка ПК, и познакомитесь с такими важными понятиями, как BIOS, CMOS, UEFI и другими.

Вступление

Для многих людей работа с компьютером начинается после загрузки операционной системы. И это не удивительно, так как подавляющее большинство времени, современные ПК действительно используются при помощи удобной графической оболочки Windows или любой другой ОС. В этой, дружелюбной для нас среде, мы не только запускаем программы, приложения или игры, но и осуществляем настройки, а так же конфигурирование параметров системы под собственные нужды.

Но, не смотря на всю свою мультифункциональность, операционная система может не все, а в некоторых ключевых моментах, и вовсе попросту бессильна. В частности, это касается начальной загрузки компьютера, которая происходит полностью ее без участия. Более того, от успеха этой процедуры во многом зависит запуск самой ОС, который может и не произойти в случае возникновения проблем.

Для кого-то это может быть новостью, но в действительности Windows не отвечает за загрузку компьютера «от и до», она лишь продолжает ее на определенном этапе и заканчивает. Ключевым же игроком здесь выступает совершенно другая микропрограмма - BIOS, о назначении и основных функциях которой мы поговорим в этом материале.

Что такое BIOS и зачем она нужна

Ключевыми компонентами любого компьютерного устройства является связка процессора и оперативной памяти, и это неспроста. Процессор по праву называют сердцем и мозгом любого ПК, так как на него возложены все главные математические операции. При этом все команды и данные для вычислений, ЦПУ может брать только из оперативной памяти. Туда же он отправляет и результаты своей работы. С любыми другими хранилищами информации, например, с жесткими дисками, процессор напрямую не взаимодействует.

Вот здесь и кроется основная проблема. Для того, что бы процессор смог начать выполнять команды операционной системы, они должны находиться в ОЗУ. Но во время включения ПК оперативная память пуста, так как является энергозависимой и не может хранить информацию, когда компьютер выключен. При этом сами по себе, без участия системы, компьютерные устройства поместить нужные данные в память не могут. И здесь мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией. Получается, что для того чтобы загрузить ОС в память, операционная система уже должна быть в оперативной памяти.

Для разрешения данной ситуации, еще на заре эры персональных компьютеров, инженеры IBM предложили использовать специальную небольшую программу, получившую название BIOS, иногда называемую начальным загрузчиком.

Слово BIOS (БАйОС) является аббревиатурой от четырех английских слов Basic Input/Output System, что в переводе на русский означает: «Базовая система ввода/вывода». Такое название получил набор микропрограмм, отвечающих за работу базовых функций видеоадаптеров, дисплеев, дисковых накопителей, дисководов, клавиатур, мышей и других основных устройств ввода/вывода информации.

Основными функциями BIOS являются начальный запуск ПК, тестирование и первичная настройка оборудования, распределение ресурсов между устройствами и активация процедуры загрузки операционной системы.

Где хранится BIOS и что такое CMOS

С учетом того, что BIOS отвечает за самый начальный этап загрузки компьютера вне зависимости от его конфигурации, то эта программа должна быть доступна для базовых устройств сразу же после нажатия на кнопку включения ПК. Именно поэтому она хранится не на жестком диске, как большинство обычных приложений, а записывается в специальную микросхему флэш-памяти, расположенную на системной плате. Таким образом, доступ к BIOS и запуск компьютера возможен даже в том случае, если к ПК вообще не подключены никакие носители информации.

В самых первых компьютерах для хранения BIOS использовались микросхемы постоянной памяти (ПЗУ или ROM), запись на которые самого кода программы единожды осуществлялась на заводе. Несколько позже стали использовать микросхемы EPROM и EEROM, в которых имелась возможность в случае необходимости осуществлять перезапись BIOS, но только с помощью специального оборудования.

В современных же персональных компьютерах BIOS хранится в микросхемах, созданных на основе флэш-памяти, перезаписывать которые можно с помощью специальных программ прямо на ПК в домашних условиях. Такая процедура обычно называется перепрошивкой и требуется для обновления микропрограммы до новых версий или ее замены в случае повреждения.

Многие микросхемы BIOS не распаивается на материнской плате, как все остальные компоненты, а устанавливаются в специальный небольшой разъем, что позволяет заменить ее в любой момент. Правда, данная возможность вряд ли вам может пригодиться, так как случаи, требующие замены микросхемы BIOS очень редки и практически не встречаются среди домашних пользователей.

Флэш-память для хранения BIOS может иметь различную емкость. В прежние времена этот объем был совсем небольшим и составлял не более 512 Кбайт. Современные же версии программы стали несколько больше и имеют объем в несколько мегабайт. Но в любом случае на фоне современных приложений и мультимедийных файлов это просто мизер.

В некоторых продвинутых системных платах, производители могут установить не одну, а сразу две микросхемы BIOS - основную и резервную. В этом случае, если что-то произойдет с основным чипом, то компьютер будет загружаться с резервного.

Помимо флэш-памяти, в которой хранится сама BIOS, на системной плате существует и еще один вид памяти, который предусмотрен для хранения настроек конфигурации этой программы. Изготавливается он с применением комплементарного метало-оксидного полупроводника или CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Именно этой аббревиатурой и называют специализированную память, в которой содержаться данные о запуске компьютера, используемые BIOS.

CMOS-память питается от батарейки, установленной на материнской плате. Благодаря этому, при отключении компьютера от розетки все настройки BIOS сохраняются. На старых компьютерах функции CMOS-памяти были возложены на отдельную микросхему. В современных же ПК она является частью чипсета.

Процедура POST и первоначальная загрузка ПК

Теперь давайте посмотрим, как же выглядит начальный процесс загрузки компьютера, и какую роль в нем играет BIOS.

После нажатия кнопки включения компьютера, первым запускается блок питания, начиная подавать напряжение на материнскую плату. Если оно в норме, то чипсет дает команду на сброс внутренней памяти центрального процессора и его запуск. После этого процессор начинает последовательно считывать и выполнять команды, записанные в системной памяти, роль которой выполняет как раз микросхема BIOS.

В самом начале процессор получает команду на проведение самотестирования компонентов компьютера (POST - Power-On Self-Test). Процедура POST включает в себя несколько этапов, прохождение большинства которых вы можете наблюдать на экране ПК сразу после его включения. Последовательность происходящего перед началом загрузки операционной системы такова:

1. Сначала происходит определение основных системных устройств.

3. Третий шаг - настройка набора системной логики, или проще говоря, чипсета.

4. Затем происходит поиск и определение видеокарты. Если в компьютере установлен внешний (самостоятельный) видеоадаптер, то он будет иметь собственную BIOS, которую основная системная BIOS будет искать в определенном диапазоне адресов памяти. Если внешний графический адаптер будет найден, то первое, что вы увидите на экране, будет изображение с названием видеокарты, сформированное ее BIOS.

5. После нахождения графического адаптера, начинается проверка целостности параметров BIOS и состояния батарейки. В этот момент на экране монитора одна за другой начинают появляться те самые таинственные белые надписи, вызывающие трепет у неопытных пользователей из-за непонимания происходящего. Но на самом деле ничего сверхъестественного в этот момент не происходит, в чем вы сами сейчас убедитесь. Первая, самая верхняя надпись, как правило, содержит логотип разработчиков BIOS и информацию об ее установленной версии.

6. Затем запускается тестирование центрального процессора, по окончании которого на дисплей выводятся данные об установленном чипе: название производителя, модели и его тактовая частота.

7. Следом начинается тестирование оперативной памяти. Если все проходит удачно, то на экран выводится общий установленный объем ОЗУ с надписью ОК.

8. По окончанию проверки основных компонентов ПК, начинается поиск клавиатуры и тестирование других портов ввода/вывода. В некоторых случаях, на этом этапе загрузка компьютера может остановиться, если системе не удастся обнаружить подключенную клавиатуру. При этом на экран сразу же будет выведено об этом предупреждение.

9. Далее начинается определение подключенных к компьютеру накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и флэш-диски. Сведения о найденных устройствах выводятся на экран. В том случае, если на системной плате установлено несколько контроллеров от разных производителей, то процедура их инициализации может быть отображена на разных экранах.

Экран определения контроллера Serial ATA, имеющего собственный BIOS, с выводом всех подключенных к нему устройств.

10. На завершающем этапе осуществляется распределение ресурсов между найденными внутренними устройствами ПК. В старых компьютерах, после этого осуществляется вывод на дисплей итоговой таблицы со всем обнаруженным оборудованием. В современных машинах таблица на дисплей уже не выводится.

11. Наконец, если процедура POST прошла успешно, BIOS начинает поиск в подключенных накопителях Главной Загрузочной Области (MBR), где содержатся данные о запуске операционной системы и загрузочном устройстве, которому необходимо передать дальнейшее управление.

В зависимости от установленной на компьютер версии BIOS, прохождение процедуры POST может проходить с небольшими изменениями от вышеописанного порядка, но в целом, все основные этапы, которые мы указали, будут выполняться при загрузке каждого ПК.

Программа настройки BIOS

BIOS является конфигурируемой системой и имеет собственную программу настройки некоторых параметров оборудования ПК, называемую BIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Вызывается она нажатием специальной клавиши во время проведения процедуры самотестирования POST. В настольных компьютерах чаще всего для этой цели используется клавиша Del, а в ноутбуках F2.

Графический интерфейс утилиты конфигурирования оборудования очень аскетичен и практически не изменился с 80-ых годов. Все настройки здесь осуществляются только с помощью клавиатуры - работа мыши не предусмотрена.

CMOS/BIOS Setup имеет массу настроек, но к наиболее востребованным, которые могут понадобиться рядовому пользователю, можно отнести: установку системного времени и даты, выбор порядка загрузочных устройств, включение/отключение встроенного в материнскую плату дополнительного оборудования (звуковых, видео или сетевых адаптеров), управление системой охлаждения и мониторинг температуры процессора, а так же изменение частоты системной шины (разгон).

У различных моделей системных плат, количество настраиваемых параметров BIOS может сильно разниться. Наиболее широкий спектр настроек обычно имеют дорогие системные платы для настольных ПК, ориентированные на энтузиастов, любителей компьютерных игр и разгона. Самый же скудный арсенал, как правило, у бюджетных плат, рассчитанных на установку в офисные компьютеры. Так же не блещут разнообразием настроек BIOS подавляющее большинство мобильных устройств. Более подробно о различных настройках BIOSи их влиянии на работу компьютера мы поговорим в отдельном материале.

Разработка BIOS и обновление

Как правило, практически для каждой модели системной платы разрабатывается собственная версия BIOS, в которой учитываются ее индивидуальные технические особенности: тип используемого чипсета и виды распаянного периферийного оборудования.

Разработку BIOS можно разделить на два этапа. Сначала создается базовая версия микропрограммы, в которой реализовываются все функции, вне зависимости от модели чипсета. На сегодняшний день, разработкой подобных версий занимаются в основном компании American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, поглотившую в 1998 году тогдашнего крупного игрока на этом рынке - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).

На втором этапе, к разработке BIOS подключаются производители материнских плат. В этот момент базовая версия модифицируется и совершенствуется для каждой конкретной модели платы, с учетом ее особенностей. При этом после выхода системной платы на рынок, работа над ее версией BIOS не останавливается. Разработчики регулярно выпускают обновления, в которых могут быть исправлены найденные ошибки, добавлена поддержка нового оборудования и расширены функциональные возможности программы. В некоторых случаях обновление BIOS позволяет вдохнуть вторую жизнь в, казалось бы, уже устаревшую материнскую плату, например, добавляя поддержку нового поколения процессоров.

Что такое UEFI BIOS

Базовые принципы работы системной BIOS для настольных компьютеров были сформированы в далеких 80-ых годах прошлого века. За прошедшие десятилетия компьютерная индустрия бурно развивалась и за это время постоянно случались ситуации, когда новые модели устройств оказывались несовместимыми с определенными версиями BIOS. Что бы разрешать эти проблемы, разработчикам постоянно приходилось модифицировать код базовой системы ввода/вывода, но в итоге целый ряд программных ограничений так и остался неизменным со времен первых домашних ПК. Такая ситуация привела к тому, что BIOS в своем классическом варианте окончательно перестал удовлетворять требованиям современного компьютерного железа, мешая его распространению в массовом секторе персоналок. Стало понятно, что необходимо что-то менять.

В 2011 году, с запуском в производство материнских плат для процессоров Intel поколения Sandy Bridge, устанавливающихся в разъем LGA1155, началось массовое внедрение нового программного интерфейса для начальной загрузки компьютера - UEFI.

На самом деле первая версия данной альтернативы обычной BIOS была разработана и успешно использована компанией Intel в серверных системах еще в конце 90-ых годов. Тогда, новый интерфейс для начальной загрузки ПК назывался EFI (Extensible Firmware Interface), но уже в 2005 году его новая спецификация получила название UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сегодняшний день эти две аббревиатуры считаются синонимами.

Как видите, производители системных плат не особо спешили переходить к новому стандарту, до последнего пытаясь совершенствовать традиционные вариации BIOS. Но очевидная отсталость этой системы, включая ее 16-битный интерфейс, не возможность использовать более 1 Мб адресного пространства памяти, отсутствие поддержки накопителей объемом более 2 Тб и другие постоянные неразрешимые проблемы совместимости с новым оборудованием все же стали серьезным аргументом для перехода на новое программное решение.

Какие же изменения принес с собой новый загрузочный интерфейс, предложенный Intel и в чем его отличия от BIOS? Как и в случае с BIOS, основной задачей UEFI является корректное определение оборудования сразу после включения ПК и передача управления компьютером операционной системе. Но при этом, перемены в UEFI настолько глубоки, что сравнивать ее с BIOS было бы просто некорректно.

BIOS - это практически неизменяемый программный код, вшитый в специальную микросхему и взаимодействующий напрямую с компьютерным оборудованием с помощью собственных программных средств. Процедура загрузки компьютера с помощью BIOS проста: сразу после включения компьютера производится проверка оборудования и загрузка простых универсальных драйверов для основных аппаратных компонентов. После этого BIOS находит загрузчик операционной системы и его активирует. Далее происходит загрузка ОС.

Систему UEFI можно назвать прослойкой между аппаратными компонентами компьютера, с их собственными микропрограммами-прошивками, и операционной системой, что позволяет ей так же выполнять функции BIOS. Но в отличие от BIOS, UEFI представляет собой модульный программируемый интерфейс, включающий тестовые, рабочие и загрузочные сервисы, драйверы устройств, протоколы коммуникаций, функциональные расширения и собственную графическую оболочку, что делает его похожим на сильно облегченную операционную систему. При этом пользовательский интерфейс в UEFI современен, поддерживает управление мышью и может быть локализован на несколько языков, включая русский.

Важным преимуществом EFI является ее кроссплатформенность и независимость от процессорной архитекторы. Спецификации этой системы позволяют работать ей практически с любой комбинацией чипов, будь то архитектура х86 (Intel, AMD) или ARM. Более того UEFI имеет прямой доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера и платформенно независимые драйверы, что дает возможность без запуска ОС организовать, например, выход в интернет или резервное копирование дисков.

В отличие от BIOS, код UEFI и вся ее служебная информация может храниться не только в специальной микросхеме, но и на разделах как внутренних, так и внешних жестких дисков, а так же сетевых хранилищах. В свою очередь, тот факт, что загрузочные данные могут размещаться на вместительных накопителях, позволяет за счет модульной архитектуры наделять EFI богатыми функциональными возможностями. Например, это могут быть развитые средства диагностики, или полезные утилиты, которые можно будет использовать как на этапе начальной загрузки ПК, так и после запуска ОС.

Еще одной ключевой особенностью UEFI является возможность работы с жесткими дисками огромных объемов, размеченных по стандарту GPT (Guid Partition Table). Последний не поддерживается ни одной модификацией BIOS, так как имеет 64-битные адреса секторов.

Загрузка ПК на базе UEFI, как и в случае с BIOS, начинается с инициализации устройств. Но при этом, данная процедура происходит гораздо быстрее, так как UEFIможет определять сразу несколько компонентов одновременно в параллельном режиме (BIOSинициализирует все устройства по очереди). Затем, происходит загрузка самой системы UEFI, под управлением которой выполняется какой-либо набор необходимых действий (загрузка драйверов, инициализация загрузочного накопителя, запуск загрузочных служб и т.д.), и только после этого осуществляется запуск операционной системы.

Может показаться, что такая многоступенчатая процедура должна увеличить общее время загрузки ПК, но на самом деле все происходит наоборот. С UEFI система запускается гораздо быстрее, благодаря встроенным драйверам и собственному загрузчику. В итоге, перед стартом, ОС получает исчерпывающую информацию об аппаратной начинке компьютера, что позволяет запускаться ей в течение нескольких секунд.

Несмотря на всю прогрессивность UEFI, все же существует ряд ограничений, сдерживающих активное развитие и распространение этого загрузчика. Дело в том, что для реализации всех возможностей нового загрузочного интерфейса требуется полноценная его поддержка со стороны операционных систем. На сегодняшний день в полной мере использовать возможности UEFI позволяет только Windows 8. Ограниченную поддержку нового интерфейса имеют 64-разрядные версии Windows 7, Vista и Linux на ядре 3.2 и выше. Так же возможности UEFI используются в загрузочном менеджере BootCamp компанией Apple в собственных системах Mac OS X.

Ну а как же происходит загрузка компьютера с UEFI, если на нем используются неподдерживаемая операционная система (WindowsXP, 32-битная Windows 7) или файловая разметка (MBR)? Для таких случаев в новый загрузочный интерфейс встроен модуль поддержки совместимости (Compatibility Support Module), по сути, представляющий из себя традиционную BIOS. Именно поэтому, можно видеть, как многие современные компьютеры, оснащенные системными платами с UEFI, загружается традиционным способом в режиме эмуляции BIOS. Чаше всего это происходит потому, что их владельцы продолжают использовать разделы HDD с традиционной MBR и не хотят переходить к разметке GPT.

Заключение

Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционной BIOS, интерфейс UEFI способен на много большее, чем просто процесс загрузки. Возможность запуска рабочих сервисов и приложений, как на начальном этапе загрузки ПК, так и после запуска операционной системы открывает широкий спектр новых возможностей, как для разработчиков, так и конечных пользователей.

Но при этом говорить о полном отказе в ближайшее время от базовой системы ввода/вывода пока преждевременно. В первую очередь нужно вспомнить, что до сих пор большинство компьютеров находятся под управлением WindowsXP и 32-битной Windows 7, которые не поддерживаются UEFI. Да и жесткие диски, размеченные по стандарту GPT в большинстве своем можно встретить разве что в новых моделях ноутбуков на базе Windows 8.

Так что до тех пор, пока большинство пользователей в силу своих привычек или еще каких-либо причин, будут привязаны к старым версиям ОС и традиционным способам разметки винчестеров, BIOS так и будет оставаться основной системой для начальной загрузки компьютера.