BIOS управляет работой компьютера до загрузки ОС
Термин «BIOS» упоминается практически каждый раз, когда речь заходит о настройке ПК (персонального компьютера). Мастера там всегда что-то настраивают, сбрасывают параметры, прошивают. Обывателю иногда сложно такое понять, особенно то, где находится BIOS, хотя основные навыки у него должны быть, и получить их легко.
BIOS (Basic Input/Output Systems, базовая система ввода/вывода) это программа, которая занимается управлением функционирования компьютера на том этапе, пока не начнет загружаться Windows. Из-за наличия такой программы можно загрузиться с компакт-диска или флешки, настроить время и дату, посмотреть температуру процессора. Именно в БИОС дотошные оверклокеры находят параметры для разгона процессора и оперативной памяти. Здесь же можно найти и настройки, позволяющие улучшить производительность компьютера или стабильность его работы.
Роль BIOS в работе компьютера
Как-то более привычно звучит фраза «запускается Windows», чем то же самое, только про BIOS, тем не менее это так и происходит. Когда включается питание компьютера, то процессор еще не знает, как работать: каким образом выводить изображение на монитор, звук на колонки, наконец, как загрузить Windows, записанную на жестком диске. Он даже «не понимает», что такое жесткий диск, так как все, что умеет процессор, это выполнять программы. Чтобы начать совершать какие-то осмысленные действия, ему надо дать на исполнение специальную программу, в которой расписано, как и что делать со всем подключенным к нему «железом».
При выходе из строя системы BIOS компьютер приходит в нерабочее состояние. Для восстановления его работы может понадобиться замена материнской платы.
БИОС записан и находится на микросхемах, расположенных на материнской плате компьютера
Чтобы понять логическое расположение БИОС в общей системе компьютера, надо взглянуть на его работу с точки зрения технического специалиста. Роль этой программы внешне незаметна, и ее касаются только тогда, когда возникает необходимость «тонкой» настройки компьютера или, например, банальной переустановки Windows. Все остальное находится на аппаратном уровне, максимум, что можно увидеть или услышать, так это звуки и тексты на английском языке на мониторе компьютера.
Процессы, происходящие при включении компьютера
Последовательность запуска ПК после включения питания выглядит следующим образом.
- В первые же мгновения после поступления питания на электронные компоненты блока питания и материнской платы происходит автоматическое тестирование на предмет отсутствия короткого замыкания, перегрузки и т. п. Происходит это без участия процессора, на так называемом аппаратном уровне, тест этот встроен в схему блока питания. Если все в порядке, то дается команда на подачу питания на материнскую плату, а через нее на центральный процессор.
- После появления напряжения питания «очнувшийся» процессор способен сделать только одну операцию считать со специальной микросхемы небольшой программный блок, в котором расписан алгоритм дальнейших действий. В первую очередь, в этом блоке содержатся команды на последовательный запуск остальных программ, записанных в микросхеме BIOS, которые, в свою очередь, приближают момент загрузки Windows.
- Если программы в микросхеме БИОС окажутся поврежденными, то запуск будет невозможен до восстановления ее содержимого. Поэтому одна из первоочередных программ, которые выполняются на стартовом этапе, это проверка контрольных сумм всего содержимого микросхемы. Часть этих данных записана постоянно и меняется только во время прошивки, а другая является переменными настройками, которые можно менять по мере необходимости. На случай сбоя в БИОСе имеется функция загрузки заводских настроек.
- Затем последовательно запускаются маленькие программы для тестирования всех основных узлов компьютера (например, оперативной памяти, видеокарты, жесткого диска и т.д.). Именно эти программы вызывают пищащие звуки во время запуска ПК, если в нем что-то сломалось. Если же все в порядке, то управление передается программе с жесткого диска, которая уже самостоятельно начинает запуск операционной системы.
Становится понятным, что логически система БИОС расположена непосредственно рядом с центральным процессором. В период, пока работает операционная система Windows, она не вмешивается в работу компьютера, а во время перезагрузки BIOS перехватывает в свое ведение управление процессом запуска Windows. Теперь интересно было бы взглянуть, как выглядит BIOS физически.
Где записана BIOS?
Если операционная система Windows записывается, как правило, на жесткий диск, как и все другие пользовательские программы, то БИОС должна находиться где-то поближе к центральному процессору, чтобы при старте ПК как можно быстрее загрузить в его память стартовый комплект программ. Это становится возможным только при условии записи программ в компоненты материнской платы, а именно, специальную микросхему, расположенную на этой плате. Тогда «общение» BIOS и процессора проходит только через одного посредника чипсет материнской платы. В нем принято делать еще со времен первых IBM-совместимых компьютеров «прямой канал» от БИОС до процессора.