Wat is BIOS ~ Hoe werkt het BIOS-systeem werken

Share

|

Het is vaak moeilijk voor mensen die het verschil tussen hardware en software in een pc-systeem te begrijpen. De verschillen kan moeilijk zijn omdat ze zijn allebei heel erg met elkaar verweven in het systeem ontwerp, de bouw en de exploitatie. Inzicht in deze verschillen is essentieel voor het begrijpen van de rol van de BIOS in het systeem.

BIOS is een term die staat voor Basic Input / Output System, dat bestaat uit een laag-niveau software die de hardware controles en fungeert als interface tussen het besturingssysteem en de hardware. De meeste mensen kennen de term BIOS door een andere namedevice bestuurders, of gewoon chauffeurs. Met andere woorden, de BIOS is bestuurders, wat betekent dat allemaal. BIOS is in wezen de koppeling tussen hardware en software in een systeem.

Wanneer de pc voor het eerst werd geïntroduceerd, was de BIOS-software met alle stuurprogramma's voor het hele systeem van collectief verbrand in een of meer niet-vluchtige (betekenis behouden zij hun gegevens, zelfs als de stroom uitgeschakeld wordt ingeschakeld), Read-Only Memory (ROM) en chips geplaatst op het moederbord. In essentie, de drivers waren self-contained, geladen in het geheugen, en toegankelijk op elk moment de pc is ingeschakeld.

Deze ROM-chip bevatte ook een Power On Self Test (POST) programma en een bootstrap loader. De bootstrap programma was bedoeld om het laden van een besturingssysteem te leiden door te controleren op en het laden van de bootsector van een floppy disk en, indien men niet aanwezig was, een harde schijf. Nadat het besturingssysteem is geladen, kan het beroep doen op de low-level routines (stuurprogramma's) in het BIOS om te interageren met het systeem hardware. In de vroege dagen, alle noodzakelijke stuurprogramma's zijn in het BIOS opgeslagen in het moederbord ROM. Dit omvatte drivers voor het toetsenbord, MDA / CGA video-adapters, seriële en parallelle poorten, floppy controller, harde schijf-controller, joystick, en klok.

Wanneer het besturingssysteem geladen is, heb je niet te laden van een bestuurder om te interageren met die stukjes van hardware, omdat de chauffeurs reeds voorgeladen in de ROM. Dat werkte prima, zolang je geen nieuwe hardware toe te voegen voor die er was niet een bestuurder in ROM. Als je gedaan hebt, je dan twee opties had: Als je de hardware toe te voegen was een adapter kaart, die kaart kunnen een ROM aan boord met de nodige stuurprogramma's. Het moederbord ROM is voorgeprogrammeerd voor een vooraf bepaald gebied van het geheugen op zoek naar een adapterkaart roms scannen en, indien van toepassing bleken, hun code is getest en vervolgens geëxecuteerd, voornamelijk in en koppelen ze hun functionaliteit toe te voegen aan de bestaande BIOS. In wezen is het moederbord rom "gelijkgestelde" elke adapterkaart roms, toe te voegen aan de "collectieve" functionaliteit.

Deze methode van het toevoegen van drivers nodig was voor bepaalde posten, zoals video kaarten, die moesten worden functionele onmiddellijk wanneer de PC is ingeschakeld. Het BIOS code in het moederbord rom had alleen drivers voor de Monochrome Display Adapter (MDA) en Color Graphics Adapter (CGA) videokaarten. Als u een kaart die verschilde van die toegevoegd, zou de bestuurders in het moederbord ROM niet werken. Dat zou een probleem zijn als de nieuwe videokaart aan boord van haar eigen bestuurders in een ROM die zou worden in de BIOS in verband onmiddellijk na het werpen van de schakelaar had.

Als het apparaat niet een adapter wilt gebruiken, er moest een andere manier om de benodigde driver toe te voegen aan de BIOS-collectief. Een regeling is bedacht waarbij in de vroege stadia van het laden, het OS opstarten bestand (IO.SYS) gecontroleerd op een configuratie bestand (genaamd CONFIG.SYS) dat eventuele extra stuurprogramma's bedoeld om te laden om nieuwe hardware te ondersteunen. De CONFIG.SYS bestand, samen met eventuele stuurprogramma's genoemd worden, zou worden gelegd op de opstartschijf. Dan, wanneer de IO.SYS programma ze te lezen, geladen de opgegeven bestuurders in het geheugen en verbonden ze in de rest van de BIOS, opnieuw hun functionaliteit toe te voegen aan de collectieve geheel. In wezen zijn deze drivers van schijf geladen in het RAM en gekoppeld in het BIOS, zodat ze kunnen worden opgeroepen wanneer nodig.

Op dit punt had de BIOS gegroeid van wordt volledig opgenomen in het moederbord ROM, extra chauffeurs te hebben verbonden in vanaf roms adapter kaart, met nog meer bestuurders verbonden in nadat ze geladen in het RAM tijdens de vroege fasen van het opstartproces. De BIOS was nu gebouwd van programma's in drie verschillende fysieke locaties in het systeem, en toch functioneerde als een enkele entiteit, omdat alle programma's samen waren verbonden via de BIOS subroutine oproepsysteem-of-software interrupts. Het besturingssysteem of programma een aanvraag hoeft te spreken om een specifiek stuk hardware (bijvoorbeeld te lezen vanaf de cd-rom-station) zou een oproep naar een specifieke software te onderbreken en de interrupt vector tabel zou dan de route van de oproep aan de specifiek deel van het BIOS (wat betekent dat de specifieke driver) voor het apparaat wordt genoemd. Het maakte niet uit of die bestuurder was in het moederbord rom, adapter ROM of RAM. Wat het systeem betreft, geheugen is geheugen, en zo lang de routine bestond op een geheugenadres, kan worden genoemd.

De combinatie van het moederbord BIOS, adapterkaart BIOS en drivers geladen van disk bijgedragen tot de BIOS als geheel. Het gedeelte van het BIOS in ROM-chips, zowel op het moederbord en in sommige adapterkaarten, wordt soms de firmware, dat is een naam gegeven aan software opgeslagen in chips in plaats van op schijf. Natuurlijk, nadat u het systeem uitgeschakeld, zou de bestuurders in niet-vluchtige ROM intact blijven, maar die in vluchtige RAM zou meteen verdwijnen. Dat was geen probleem, echter, want de volgende keer is het systeem weer ingeschakeld, ging het door middel van het opstarten en opnieuw geladen, de nodige aanvullende drivers van de harde schijf helemaal opnieuw.

Aangezien de PC heeft ontwikkeld, hebben meer en meer accessoires en nieuwe hardware ontwikkeld om toe te voegen aan het systeem. Dit betekent dat meer en meer chauffeurs hebben die nodig zijn om te worden geladen om deze hardware te ondersteunen. Het toevoegen van nieuwe drivers voor het moederbord ROM is uiterst moeilijk geweest omdat ROM-chips waren relatief vaste (moeilijk te veranderen) en de beperkte ruimte beschikbaar was. De PC-architectuur toegewezen slechts 128KB rom voor het moederbord, en de meeste daarvan werd al gebruikt door de huidige bestuurders, POST, BIOS Setup-programma, en natuurlijk de bootstrap loader. Aanbrengen van de driver op een adapterkaart rom is ook moeilijk en duur, en slechts 128KB is toegewezen voor alle roms adapterkaart te bestaan, nog afgezien van het feit dat de videokaarten al gestolen 32KB van. Dus, de meeste bedrijven het ontwikkelen van nieuwe hardware voor de PC gewoon schreef een driver die is ontworpen om te worden geladen in het RAM-geheugen tijdens het opstarten.

Naarmate de tijd verstreek, meer en meer chauffeurs werden geladen Diskin sommige gevallen zelfs stuurprogramma's die werden vervangen die in het moederbord. Bijvoorbeeld, Windows 95 introduceerde een nieuwe harde schijf driver die gebruikt 32-bits code, die het afsluiten van de bestaande 16-bit driver die bestond in het moederbord ROM. Op dat moment was de harde schijf bestuurder in het moederbord ROM gebruikt voor slechts een paar seconden nadat het systeem is ingeschakeld, en na de 32-bits stuurprogramma is geladen in het RAM tijdens het opstarten, de vector tabel is gewijzigd om te wijzen op dat men in plaats van de een in de ROM. Windows 95, 98 en Me toegestaan het gebruik van zowel 16-bits en 32-bit drivers, versoepeling van de overgang naar een volledige 32-bits operatie.

Dit heeft geleid tot vandaag, toen 32-bits stuurprogramma's zijn ontworpen om te worden geladen van disk naar alle bestuurders in het moederbord ROM vervangen. Dit is het geval voor het huidige systeem met Windows NT, 2000 of XP. Deze besturingssystemen kunnen geen gebruik maken van een van de 16-bits drivers gevonden in ofwel het moederbord roms of een adapterkaart roms en moeten gebruik maken van alleen 32-bits drivers. De 16-bits code in het moederbord rom wordt alleen gebruikt om het systeem te functioneren lang genoeg om de eerste 32-bit drivers en OS's worden geladen, op welk moment ze overnemen en de 16-bits code is stilgelegd te krijgen.

Hetzelfde probleem geldt voor 64-bits versies van Windows, die alle 64-bit drivers en kan geen gebruik maken van 32-bits of 16-bits stuurprogramma's vereist. In feite, hoewel als de AMD64-processors zijn heel populair, het alles-of-niets-benadering waarbij alle 64-bit drivers heeft de acceptatie van systemen met 64-bits Windows voor enige tijd belemmerd.

Bij het uitvoeren van 32-bits Windows XP, bijvoorbeeld na XP is geladen, zijn niet meer oproepen voor een van de 16-bits routines in het moederbord of adapter roms. In plaats daarvan worden alleen 32-bits stuurprogramma's geladen in het RAM genoemd. Dus, het moment dat de pc is ingeschakeld, de BIOS kan worden meestal in ROM, maar na XP is geladen, de BIOS woont geheel in het RAM-geheugen.

Dat het meest waarschijnlijk de manier waarop dingen zal blijven voor de toekomst. Het moederbord rom bestaat alleen om het systeem aan de slag, specifieke hardware te initialiseren, om veiligheid te bieden in de manier van power-on wachtwoorden en dergelijke, en het uitvoeren van een aantal fundamentele initiële configuratie. Echter, na het besturingssysteem is geladen, een geheel nieuwe reeks van bestuurders overneemt.

Een pc-systeem kan worden beschreven als een reeks van layerssome hardware en sommige softwarethat interface met elkaar. In de meest elementaire zin kan je breken een PC in vier primaire lagen, die elk kunnen verder omlaag worden onderverdeeld in subgroepen.

Het doel van de gelaagde opzet is om een bepaald besturingssysteem en applicaties te draaien op verschillende hardware.

In deze gelaagde architectuur, de toepassing softwareprogramma's praten met het besturingssysteem via wat wordt genoemd een Application Program Interface (API). De API is afhankelijk van het besturingssysteem dat u gebruikt en bestaat uit de verschillende commando's en functies van het besturingssysteem kan uitvoeren voor een toepassing. Zo kan bijvoorbeeld een aanvraag doen op het besturingssysteem te laden of een bestand op te slaan. Dit voorkomt dat de applicatie zelf uit hoeft te weten hoe de schijf lezen, verzenden van gegevens naar een printer te voeren, of een andere van de vele functies van het besturingssysteem kan bieden. Omdat de aanvraag volledig is geïsoleerd van de hardware, dan kunt u in wezen dezelfde toepassingen draaien op verschillende machines, de applicatie is ontworpen om te praten om het besturingssysteem in plaats van de hardware.

Het besturingssysteem interfaces vervolgens met of praat met de BIOS of bestuurder laag. Het BIOS bestaat uit alle individuele bestuurder programma's die opereren tussen het besturingssysteem en de hardware. Als zodanig is het besturingssysteem nooit praat met de hardware rechtstreeks plaats daarvan, moet het altijd via de juiste drivers. Dit biedt een consistente manier om te praten met de hardware. Het is meestal de verantwoordelijkheid van de fabrikant van de hardware drivers te leveren voor haar hardware. Omdat de chauffeurs moeten optreden tussen zowel de hardware en het besturingssysteem, de drivers zijn meestal besturingssysteem specifiek. Zo moet de hardwarefabrikant bieden verschillende bestuurders, zodat de hardware werkt onder DOS, Windows 9x, Windows 2000, Windows XP, OS / 2, Linux, en zo verder. Omdat veel besturingssystemen dezelfde interne interfaces te gebruiken, kunnen sommige chauffeurs werken onder meerdere besturingssystemen. Bijvoorbeeld, een chauffeur die werkt onder Windows Me meestal ook zal werken onder Windows 98 en 95, en een chauffeur die werkt onder Windows XP ook vaak zal werken onder Windows 2000 en NT (en vice versa). Dit is omdat Windows 95, 98 en Me zijn voornamelijk variaties op hetzelfde besturingssysteem, net als Windows NT, 2000 en XP.

Omdat de BIOS laag ziet er hetzelfde uit voor het besturingssysteem niet uit wat hardware is boven (of onder, afhankelijk van je standpunt), het hetzelfde besturingssysteem kan draaien op verschillende systemen. Bijvoorbeeld, kunt u Windows XP op twee systemen met verschillende processoren, harde schijven, video-adapters, enzovoort, maar Windows XP look en feel vrijwel hetzelfde op beide van hen. Dit komt omdat de chauffeurs dezelfde basisfuncties ongeacht welke specifieke hardware gebruikt wordt voorzien.

De aanvraag en besturingssystemen lagen kunnen worden identiek van systeem tot systeem, maar de hardware kan radicaal verschillen. Omdat de BIOS bestaat uit software-drivers die handelen om de hardware-interface van de software, de BIOS laag zich aanpast aan de unieke hardware op de ene kant, maar ziet er steeds hetzelfde aan het besturingssysteem aan de andere kant.

De hardware laag is waar de meeste verschillen liggen tussen de verschillende systemen. Het is aan de BIOS te maskeren de verschillen tussen de unieke hardware, zodat de gegeven besturingssysteem (en vervolgens de toepassing) kan worden uitgevoerd.

---