BIOS енгізу-шығару базалық жүйесі

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Х. Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті

Физика, математика және ақпараттық технологиялар факультеті

Компьютерлік және есептеу технологиялары кафедрасы

Қорғауға жіберілді

_________________

Кафедра меңгерушісі Ғ.А.Салтанова

«____»___________2009 ж.

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

BIOS – КІРІС-ШЫҒЫС БАЗАЛЫҚ ЖҮЙЕСІ

Орындаған:                                     Тасымов Манарбек Болатұлы

                                                          050602 – информатика Ф-25 топ

Жетекші:                                          Тұрмұханова Гүлнұр Боранбайқызы

                                                           оқытушы

Атырау, 2009 жыл

29

МАЗМҰНЫ

Кіріспе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3

І ТАРАУ. КОМПЬЮТЕРДІҢ ЖҰМЫС ЖАСАУ ТӘРТІБІ. . . . . . . . . . . . 6

1.1 Орталық процессор, кэш-жады және жүйелік шина. . . . . . .  7

1.2 Чипсет. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.3Жедел жад. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.4 Бейнекарта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10

1.5 Қатқыл диск . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.6 Дискжетек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . .  10

1.7 CD және DVD дискілерін оқу құрылғысы . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.8 Егнізу-шығару порттары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

ІІ ТАРАУ. BIOS-ТЫҢ ӘР ТҮРЛІ НҰСҚАЛАРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

2.1. BIOS-тың соңғы нұсқалары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    2.2. BIOS Features Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

       2.3 Chipset Feature Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

ҚОРЫТЫНДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

29

КІРІСПЕ

Қашан да болмасын кез келген дербес компьютер қолданушы алдында BIOS Setup күйге келтірулерін ықшамдау мақсаты туады. Бұл жүктегіш дискіні алмыстыру, сондай-ақ компьютердің өнімділігін арттыру үшін жедел-жад, шина, чипсеттің жұмыс жасау тәртібін жаңарту. Айталық жаңа жүтегіш дискіні көрсету оңай болса, ал BIOS Setup параметрлерін құру оңай жұмыс емес. Егер компьютер компаненттерінің ара қатынасын ескемесек, онда параметрлердің ретсіз өзгерісі жылдамдықтың артуын ғана емес, копьютердің уақытша істен шығуына әкеп соқтыруы мүмкін.

BIOS нүсқалары туралы айтпас бүрын, компьютер жұмысндағы негізгі сұрақтарға тоқталсақ. Мәселе мынада, BIOS Setup-тың көптеген опциялары аппараттық компаненттердің жұмысын ықшамдауға мүмкіндік береді, бірақ қайсібір компаненттердің қалай жұмыс істейтінін білгенде ғана қажетті мәндерді енгізуге болады. BIOS функциялары мен шарттары туралы айту артық етпес.

BIOS (Basic Input/Output System, Енгізу-шығару базалық жүйесі) – ТЕҚ (Тұрақты Есте сақтау Құрылғысы) микросхемасында сақталған арнайы бағдарлама.

Тәжірибеде әлдеқашан қарапайым ТЕҚ-ның орнына, BIOS нұсқаларын қоланушының өзіне жаңартуға мүмкіндік беретін, Flash-жады (Қайта жазылушы жад) қолданылады.

BIOS функциялары

Бұл бағдарламаның функциялары өте кең. Біріншіден, компьютер қуат көзіне қосылғаннан кейін, басқаруды BIOS өзіне алады. Ол компьютердің барлық компаненттерінің бастапқы тестілеуін орындайды. Егер барлығы дүрыс болса, басқаруды, жүктеуіш дискінің (бұл дискета, қатқыл диск болуы мүмкін) Boot-бөліміндегі (жүктеуіш бөлім), бағдарламаға тапсырады. Ал ол, өз кезегінде, операциялық жүйені жүктейді.

Бастыпқы тестілеу процедурасы – POST-Power-On Self Test деп аталады (қорек көзіне қосылғаннан кейінгі өзін-өзі тестілеу).

Екіншіден, BIOS компьютердің аппараттық кескін үйлесімін (конфигурация) CMOS-жады арнайы микросхемасында сақтайды. Қорек көзіне қосылған кезде ағымдағы кескін үйлесімі сақталғанмен салыстырылады. Егер айырмашылық табылса, онда CMOS-жад құрылымы жаңартылады және, егер қажет болса, жаңадан табылған компанентердің параметрлерін енгізу үшін BIOS Setup бағдарламасын шақыру ұсынылады (бұл туралы сәл кейінірек). Егер айырмашылық жоқ болса, немесе кофигурацияны жаңарту қолбанушының қатысынсыз жүзеге асырылса, онда компьютер аппараттық компаненттерінің қажетті күйге келтірулері жүзеге асрылады.

Ескерту.

CMOS-жады (Complementary Metal Oxide Semiconductor) микросхемасы көлемі жағынан кішкене жедел жадты білдіреді (ЖЕҚ немесе RAM-Randon Access Memory). Мұндағы мәлімет қорек көзінен ажыратылғаннан соң да сақталып қалу үшін, CMOS-жады микросхемасы өзіне меншікті батарейкадан қоректенеді. Батарейканың болуы қиындықтар туғызады. Біренше жыл қолданғаннан кейін (әдетте 5-6 жылдан кем емес) батерейка CMOS-жады микросхемасын қорк көзімен жеткілікті түрде қамтамасыз ете алмайды, сондықтан сақталған мәліметтер жоғала бастайды. Бірақ батарейканы жаңасына ауыстырса, қиындықтар жойылады.

Үшіншіден, қолданушы BIOS Setup бағдарламасы арқылы копьютердің бөлек компаненттерінің жұмыс жасау тәртібі мен параметрлерін білуге мүмкіндігі бар. Және сол жерден ,қажет болғанда, кейбір жабдықтау бөлімдерін сөндіріп тастауға болады.

Ал төртіншіден, BIOS-ты қолданудағы негізгі мақсат, енгізу-шығару операцияларын өңдеу. Мысалы, дискжетек, секторды оқу, оқу құрылғысын белгілі бір жолға қою секілді қарапайым бұйрықтарды орындай алады. Егер барлық бағдарламалар осы тектес болса, онда көп орын алып, қолайсыз жұмыс жасаған болар еді. Бұдан басқа, жаңа құрылғылар пайда болған кезде бұрынғы бағдарламаларды жаңашаландыруға тура келер еді. Осы секілді қайшылықтардан арылу үшін, енгізу-шығару операцияларын өңдеу жұмысын BIOS-қа жүктеді. Бұл барлық қайшылақтарды шешпегенмен, оларды шешу жолын оңтайландырды.

Ескерту: Соңғы үлгідегі операциялық жүйелер BIOS-тың енгізу-шығару операцияларын өңдеу мүмкіндігін іс жүзінде қолданбайтындығын (Windows 95/98/Windows Me) немесе мүлдем қолданбайтындығын (Windows NT / Windows 2000 / Windows XP) атап өту қажет. MS-DOS операциялық жүйесі кезеңінде бұл функциялар жоғарғы мағынаға ие болған. Бұл жерде айта кету қажет, жоғарыда айтылғандардың көпшілігі шартты түрде – шындығына келер болсақ бұл тапсырмалар бірін-бірі толықтыра отырып, бірге атқарылады.

BIOS Setup

Қарапайым қолданушы көбіне-көп BIOS-тың BIOS Setup деп аталатын бөлігімен кездеседі. Бұл компьютердің бөлек аппараттық компанентерінің жұмысын күйге келтіруге мүмкіндік беретін арнайы бағдарлама. Оның негізгі қиындығы – опцияларының түсініксіз атауында. Ол туралы мәліметтердің жоқтығы жағдайды одан сайын қиындата түседі. Ал қалғанында BIOS Setup-тың ешқандай ерекшелігі жоқ, тек қана бірнеше көне интерфейстерді ерекшелеп атауға болады.

Қолданушы орнатқан барлық мәндер, компьютердің аппараттық кескін үйлесімдері туралы мәліметтермен бірге, CMOS-жады микросхемасында сақталады.

29

І ТАРАУ. КОМПЬЮТЕРДІҢ ЖҰМЫС ЖАСАУ ТӘРТІБІ

Компьютер бөліктерінің жұмысы бір-бірімен үйлесімді болу үшін, олардың арасындағы ақпарат алмасу бекітілген жиіліктермен жүзеге асырылады – тактілермен. Қазір заманғы компьютерлердің жүйелік шинасы 66, 100 немесе 133 МГц жиілікте жұмыс жасайтын болғандықтан, осы жиіліктердің біреуі жадпен алмасу кезінде қолданылады. Қалыпты тәртіпте РСІ шинасы 33 МГц жиілікте жұмыс істейді, ал AGP шинасы – 66 МГц жиілікте.

Бұл жиіліктердің барлығы бір-бірімен тығыз байланысты. Бұған төмендегідей нақты мысал келтіруге болады. Жүйелік шина жиілігі 133 МГц деп алайық. Өнімділігі жағынан үйлесімді жедел жадын қолдансақ, жадтық шина жиілігі жүйелік шина жиілігіне тең болады. Бұл жағдайда РСІ шинасының жиілігі  жүйелік шина жиілігінің 1/4 бөлігіне, ал AGP шинасы 1/2 бөлігіне тең болады. Әрине, бұл жиіліктердің барлығын жалғыз-бір ғана тактілік генератор арқылы беріледі, ал қажет мәндер бағдарламаланған бөлгіштер арқылы алынады. Сондықтан, егер жүйелік шина жиілігін жоғарылататын (немесе төмендететін) болсақ, лайықты түрде басқа да барлық жиіліктер өзгеріске ұшырайды.

Ескерту: Жүйелік шина жиілігі 100 МГц болған жағдайда сәл басқаша жағдай орын алады. Бұл жағдайда РСІ шинасының жиілігі жүйелік шина жиілігінің 1/3 бөлігіне, ал AGP шинасының жиілігі 2/3 бөлігіне тең болады. Бұл жиілік бөлгіштері арқылы жүзеге асырылады. Жүйелік шина жиілігі 66 МГц болған жағдайда РСІ шинасы жүйелік шинаның жиілігінің жартысында, ал AGP барлығында жұмыс жасайды.

Көптеген соңғы үлгідегі компаненттер бір такт ішінде бір емес, екі (Athlon және Duron процессорлары, DDR SDRAM жады), немесе тіпті төрт (Pentium 4 процессорлары) мән бере алады.Бұл ретте, айталық, Pentium 4 процессоры үшін жүйелік шина жиілігі 100 МГц болса ақпарат алмасу жылдамдығы 400 МГц-ті құрайды. Бұл екеуін ажырата білу өте маңызды.

29

1.1 Орталық процессор, кэш-жады және жүйелік шина

Компьютердің басты компаненті, әрине, орталық процессор болып табылады. Ол компьютердің барлық бөліктерінің жұмысын басқарады, барлық есептеулерді орындайды, жалпы тез әрекетті анықтайды. Әдетте, бұл ең жоғарғы жылдамдықтағы комтанентің жұмыс жиілігі, соңғы үлгідегі процессорда, 2 ГГц және одан да жоғары.

Процессор басқа құрылғылармен жұмысын жүйелік шина арқылы жүзеге асырады. Өкінішке орай, басқа компаненттердің, есептеуіш процессор қуаты рұқсат ететін жалдамдықтан, төмен жылдамдықпен ақпарат алмасуға мүмкіндіктері бар. Өнімсіз тоқтаулардан құтылу үшін, процессорда жоғары жалдамдықтағы кэш-жады бар. Ол соңғы кездері жиі қолданған ақпараттар мен нұсқауларды сақтап тұрады, нәтижесінде оған жүгіну қосымша күту тактілерін болдырмайды. Тек егер қажетті ақпараттар мен нұсқаулар жоқ болған жағдайда ғана, жедел жад пен басқа құрылғыларға сұрау салынады.

Көпшілік жағдайда (мұның барлығы соңғы үлгідегі процессорлар) кэш-жады екі деңгейлік болады: бірінші деңгейде кішкене көлемдегі өте жылдам кэш-жады және одан сәл баяу, бірақ көлемді екінші деңгейлі кэш-жады. Егер біріншісіне жүгіну еш тоқтаусыз атқарылса, ал екінші деңгейдегі кэш-жадынан ақпараттар мен нұсқаулар алу, кішігірім болса да, процессор тоқтауларымен жүзеге асады. Қалай болғанда да бұл жедел жадтан ақпарат алғанға қарағанда әлде қайда жылдамырақ.

Процессор – кэш-жады – жүйелік шина тізбегі компьютердің тез әрекет етуін анықтайтын болғандықтан, BIOS Setup өңдеу кезінде, процессор жүйелік шиналары жиілігін күйге келтіру және кэш-жады жұмыс жасау тәртібіне, назар аудару қажет. Әдетте процессордың көбейту коэфицентін көрсетуге болады (процессордың жұмыс жасау жиілігінің жүйелік шина жиілігіне қатынасы), бірақ бұл опция пайдалылығы күмәнді – соңғы үлгідегі барлық процессорларда көбейту коэффиценті құлыпталған.

29

1.2 Чипсет

Аналық платаның жүйелік микросхемалар жиынтығы компьютер жұмысында маңызды роль атқарады (басқаша – чипсет). Бұл барлық компаненттер арасындағы интелектуалды «төсем» тектес.

Көп жағдайда чипсет екі негізгі микросхемадан құралған: жүйелік контроллер («солтүстік көпір» деп жиі аталады) және функционалды контроллер («оңтүстік көпір» деп аталады). Әрине, бұл екі микросхемамен бәрі аяқталған жоқ, және де чипсет құрамына тағы көптеген ұсақ құрастырушылар жиыны кіреді.

Жүйелік контроллерге жүйелік шина арқылы процессор қосылады, ал жадтық шина арқылы – жедел жад. Бейнекарта өзінің жеке AGP шинасы арқылы қосылады.

Функционалды контроллер жүйелікпен жоғары жылдамдықтағы ішкі шинамен байланысады.

Ескерту: көп жағдайда (жаңа өте жалдам чипсеттерден басқа) жүйелік пен функционалдық контроллерлер арасындағы байланыс РСІ шинасы арқылы жүзеге асырылады. Бұл чипсетті қарапайым әрі арзан етуге септігін тигізеді.

Функционалды контроллердің өзі болса PCI және ISA шинларын басқаруды қамтамасыз етеді (егер соңғысы болса), қатқыл диск жұмысын, CD-ROM, дискжетек, енгізу-шығару порттары. Бұдан өзге, функционалды контроллер BIOS арқылы, компьютердің қорек көзіне қосылу немесе қайта жүктелу кезінде, инициализациялау мен бастапқы жүктелуді қамтамасыз етеді.

Чипсеттің атқаратын жұмысы көп болғандықтан, BIOS Setup опцияларының тең жартысы оның алуан түрлі жұмысын күйге келтіруге бағытталған. Бұған PCI,AGP,ISA шиналарының жұмыс жасау тәртібі, оңтүстік көпірге орнатылған IDE контроллер жұмысы жатады. Күйге келтірудің көп бөлігі енгізу-шығару порттарына да арналған.

1.3 Жедел жад

Жедел жадта осы сәтте процессор жұмыс жасап отырған барлық мәліметтер мен нұсқаулар сақталады. Жедел жад өте тез жұмыс жасайды (әрине кэш-жадынан баяу) және компьютердің жалпы тез әрекетін анықтайды.

Жад модульдері, бөлек жад ұяшықтарынан құралған, матрицалар түрінде ұйымдастырылған. Нақты ұяшықтағы мәліметті алу үшін, ұяшық тұрған, жол мен бағанның қиылысу нүктесін көрсету қажет. Бастапқыда жад модулін шығару үшін жол нөмірі енгізіледі, бұған белсенді RAS (Row Access Strobe – жол жадына ену сигналы) сигналы куә. Осыдан соң сұралған мәліметтер жад модулінен шығады. Ұяшыққа жазу да тап осылай жүреді.

Бірақ бұл әлі соңы емес. Егер ұяшық жадына сұрау салынбаса, айталық ондағы мәліметтерді оқу және қайта жазу, мәліметтер жоғалып кетуі мүмкін. Жад құрылымын жаңарту бүтін жолдармен іске асады, келесі жолды таңдауда жад модульіндегі ішкі есептеуіш қолданылады, ал жаңарту керектігін, алғашында CAS, сонан соң RAS сигналы хабарлайды. Егер компьютер энергия үнемдеу тәртібіне көшсе, ішкі сигналдар жоқ болғандықтан, жаңарту жад микросхемасы арқылы автоматты түрде іске асады.

Ескерту: мәліметтерді оқу (жазу) барысында ұяшық жады автоматты түрде іске асырылады.

BIOS Setup, жадқа және оның жаңартылуына (регенерация) жүгінген кезде, сигналдардың арасындағы кідірістерді көрсетуге мүмкіндік береді, әдетте жад шиналарының жиілігін де көрсетуге болады. Соғңы үлгідегі жадтық модульдер (SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM) құрамында, модуль типі және жұмыс жасау тәсілі туралы ақпараты бар, SPD (Serial Presence Detect) микросхемасы болғандықтан, бұл мәселені шешу оңайланды.

Ескерту: компьютердің тұрақсыз жұмысы сапасыз жады қолданғаннан болуы мүмкін. Бұл жағдайда арнайы кідіріс тудыру көмектеседі. Жай әрекеттің әсерінен, компьютердің жұмыс сенімділігі артуы мүмкін.