Wszystko o BIOS-ie
Elementem czcym wszystkie komponenty obecnych komputerów jest pyta gówna, na której oprócz rónego rodzaju portów komunikacyjnych i gównego chipsetu znajduje si ukad scalony, czsto nazywany BIOS-em komputera. W tym artykule postaramy si przybliy Pastwu pojcie BIOS-u komputera i jego funkcji.
Sowo BIOS jest skrótem od angielskiej nazwy Basic Input/Output System - Podstawowy System Wejcia/Wyjcia - która okrela program zapisany w pamici staej ROM (Read Only Memory) lub obecnie czciej w tzw. pamici Flash komputera. Program ten czuwa nad prawidow wzajemn komunikacj systemu operacyjnego, poszczególnych komponentów komputera oraz jego urzdze zewntrznych (peryferyjnych). BIOS uaktywnia si w momencie wczenia komputera i przejmuje „wadz” nad nim do momentu zaadowania waciwego systemu operacyjnego z dysku twardego, dyskietki lub innego nonika pamici masowej. Po wczeniu zasilania najpierw testowany jest procesor, potem pami ROM i RAM, nastpnie sterowniki przerwa i inne ukady specjalizowane na pycie gównej, a w kocu urzdzenia peryferyjne, takie jak klawiatura, dyski itd. W ostatniej fazie testu wykrywane s rozszerzenia BIOS-u zlokalizowane na kartach sterowników; nastpuje ich inicjalizacja i uruchomienie niezbdnych podprogramów.
W razie wykrycia jakichkolwiek bdów wywietlany jest odpowiedni komunikat bd z goniczka komputera wydobywa si sygna. W dalszej czci procedury inicjalizacji BIOS-u komputer zaczyna dopomina si o system operacyjny. Przeszukuje on po kolei, w zalenoci od ustawienia, noniki pamici masowej, np. najpierw poszukuje go w pierwszej stacji dysków, a potem - gdy nie znajdzie - na pierwszym dysku twardym. Kolejno poszukiwania systemu mona zmieni przestawiajc odpowiedni opcj w programie konfiguracyjnym BIOS-u. Przyspiesza to start komputera (po co przeszukiwa zbdne miejsca). Niewane, jaki system operacyjny (Linux, Windows czy MS DOS) jest zainstalowany na komputerze, zawsze moe on korzysta z zasobów maszyny dziki temu, e komputer ma BIOS, który udostpnia szereg funkcji obsugi poszczególnych urzdze.
Gówny program BIOS-u jest zapisany w pamici ROM (obecnie: FlashROM), lecz poniewa korzysta on równie ze zmiennych, to konieczne byo umieszczenie wartoci tych zmiennych w pamici RAM. Cz z tych zmiennych (np. aktualna data wraz z godzin, haso zabezpieczajce BIOS, ustawienia dysków twardych) musi by przechowywana w pamici przez cay czas, niezalenie od tego, czy komputer pracuje czy nie. Informacje te s przechowywane w podtrzymywanej bateryjnie pamici CMOS, a zmiany poszczególnych wartoci dokonywane s za porednictwem specjalnego programu (SETUP) umieszczonego wraz z BIOS-em w kostce ROM.
Setup - konfiguracja
Program Setup umoliwiajcy zmian parametrów BIOS-u, w zalenoci od producenta moe mie róny wygld, a nawet róni si interfejsem (zwykle Setup obsugiwany jest klawiatur, jednak BIOS-y niektórych producentów, np. American Megatrends, dysponuj interfejsem okienkowym obsugiwanym myszk). Odpowiednie skonfigurowanie Setupu moe znacznie zwikszy wydajno komputera, jednak jeeli z czym przesadzimy albo wczymy niepotrzebnie jakie opcje, nasz komputer moe w ogóle nie wystartowa lub odmawia nam posuszestwa co chwil. Proponuj wic rozpoczynanie „zabawy” z BIOS-em z du ostronoci - przy jakichkolwiek modyfikacjach ustawie naley spisa na kartce dotychczasow konfiguracj i w razie niepowodzenia, po ponownym wczeniu komputera, powróci do poprzednich ustawie.
Zanim zapoznamy si z funkcjami BIOS-u przedstawionymi w ramkach, warto pozna pokrótce zasad dziaania komputera opisan w ramce „Komputer - jak to dziaa”. Po zapoznaniu si z ni moemy przej do modyfikacji ustawie BIOS-u. Naley w tym celu otworzy Setup - podczas uruchamiania wcisn klawisz „Delete” (w wikszoci komputerów). Jeeli komputer pozwoli nam „wej” do BIOS-u, powinnimy zobaczy szereg opcji do wyboru , podzielonych na kilka kategorii opisanych w ramkach. Naley tylko wspomnie, e wymienione przez nas opcje nie musz by dostpne w kadej wersji BIOS-u, moe te tak si zdarzy, e pewne BIOS-y maj tych funkcji znacznie wicej lub te wystpuj one pod innymi nazwami albo w innych kategoriach. Dzieje si tak dlatego, e Setupy BIOS-ów z reguy nie udostpniaj wszystkich funkcji konfiguracyjnych BIOS-u i tu z pomoc mog przyj odpowiednie programy pozwalajce dokonywa zmiany niektórych ustawie BIOS-u z poziomu systemu operacyjnego. Moemy ich uywa
zamiast Setupu.
Jednym z nich jest np. TweakBIOS. Program ten po uruchomieniu pokazuje, jakie urzdzenia znalaz , których ustawienia BIOS-owe mona zmienia. Po wybraniu jednego z urzdze otwiera si okienko przypominajce Setup BIOS-u firmy Award, gdzie moemy dokonywa zmian.
Bardzo ciekaw cech tego programu jest ramka w prawym dolnym rogu, w której program wywietla podpowiedzi pomagajce ustawi BIOS tak, aby z komputera dao si wycisn tyle, ile tylko si da . Proponujemy „pobawi si” tym programem i sprawdzi, jak ustawienia BIOS-u mog wpywa na wydajno komputera. Nie ma powodu martwi si, e jeeli dokonamy niewaciwych zmian, komputer nam si zepsuje, gdy program ten w wersji shareware nie pozwala nagrywa zmian na stae i w przypadku jakiego bdu wystarczy uruchomi komputer ponownie, a BIOS „zaaduje” stare ustawienia.
Kolejnym programem jest BIOSAccess, który znacznie róni si interfejsem od opisanego wyej, gdy jest programem przeznaczonym dla rodowiska Windows. Pozwala on na zmian wielu parametrów BIOS-u, wystarczy wybra odpowiedni kategori, np. „BIOS Setup”, i jednym klikniciem myszki mona zmieni np. sekwencj poszukiwania systemu operacyjnego.
Nastpnie naley potwierdzi wciskajc klawisz „OK” i z górnego menu wybra opcj „File (strzaka) Save & Reboot”. Komputer zapyta nas, czy zamkn wszystkie aplikacje i ponownie uruchomi komputer. Jeeli si na to zdecydujemy - komputer wystartuje ponownie ze zmienionymi przez nas ustawieniami w BIOS-ie. Wspomniane przez nas programy s jednymi z wielu, nie sposób jest bowiem wymieni wszystkich pozwalajcych ingerowa uytkownikowi w ustawienia BIOS-u. Mamy jednak nadziej, e wyej opisane funkcje BIOS-u pozwol Czytelnikom na pewne eksperymenty z ustawieniami BIOS-u, proponowanymi przez producentów.
CPU Soft Menu
Pozwala w prosty sposób na dokonywanie ustawie zwizanych bezporednio z procesorem, jednak nie wszystkie pyty gówne maj to menu. W pierwszej linii pokazany jest typ procesora zainstalowanego w naszym systemie. Dalej mamy moliwo zadeklarowania, w jaki sposób maj by ustawiane parametry procesora (User Define - sami decydujemy o wszystkim lub Auto - program Setup ustawia wszystko za nas). W przypadku, gdy si zdecydujemy na konfiguracj manualn, moemy ustawi: czstotliwo taktowania zewntrznego zegara (External Clock), np. 100 MHz dla Pentium II; mnonik (Multiplier Factor), np. 4,5 dla Pentium II 450 MHz; czstotliwo taktowania portu dla karty graficznej AGP (AGPCLK/CPUCLK), np. 2/3 prdkoci zegara.
Nastpnie ustawiamy napicie zasilajce jdro procesora (Core Voltage). I tu znów moemy zdecydowa si na ustawienie automatyczne (CPU Default) lub sami zdecydowa, jakie ma by napicie. Zmiana napicia zasilajcego ma sens jedynie w ograniczonych przypadkach, kiedy np. chcemy uruchomi procesor z szybkoci wiksz od nominalnej (overclocking). Zawsze przy tym powinnimy pamita, by zmiana napicia nie bya wiksza ni o 10% wartoci nominalnej (w praktyce oznacza to maksymaln zmian o ok. 0,2 V).
Standard CMOS Setup Menu
Zawiera proste parametry konfiguracyje BIOS-u:
• Date - ustawiamy dat (miesic, dzie, rok).
• Time - ustawiamy aktualny czas (godzina, minuta, sekunda).
Dalej mamy moliwo rcznych ustawie parametrów dysków twardych podczonych do komputera (nie polecamy zmienia tych ustawie rcznie, lepiej zdecydowa si na parametr auto, który powoduje wykrycie wszystkich dysków przy kadym starcie komputera). Nastpnie okrelamy, w jakie stacje dyskietek wyposaony jest nasz komputer. W przypadku, gdy mamy tylko jedn stacj dyskietek 3,5” ustawiamy: „Drive A: 3.5 in”, „Drive B: none”. Innych parametrów nie polecamy zmienia.
BIOS BIOS-owi nierówny
Producenci pyt gównych instaluj w swoich produktach BIOS-y rónych firm, np. Award czy te American Megatrends (AMI), niektórzy - Acer, Compaq, Dell - dysponuj wasnym BIOS-em, dziki czemu mog si one znacznie róni od siebie interfejsem. Jednak wszystkie speniaj podobne, wrcz te same funkcje, przynajmniej w przypadku BIOS-ów pochodzcych z tej samej generacji pyt gównych.
O tym, jakiego producenta oprogramowaniem BIOS-u dysponuje nasza pyta gówna, moemy przekona si na trzy sposoby. Pierwszy, najatwiejszy, polega po prostu na wczeniu komputera - to, co ujrzymy na ekranie to wizytówka BIOS-u. Podczas jej wywietlania mamy zazwyczaj moliwo wczenia odpowiedniego programu konfiguracyjnego za pomoc - najczciej - przycisku Del. Drugi sposób nie wymaga w ogóle wczania komputera, jednak konieczne jest obejrzenie pyty gównej. Na samej pycie znajduj si róne ukady, jeden z nich zawiera oprogramowanie BIOS-u i na nim zwykle znajduje si nalepka informujca, w której firmy BIOS dana pyta gówna jest zaopatrzona. Ostatni metod jest uycie specjalnego programu, ju z poziomu systemu operacyjnego, który wywietli nam informacj o producencie i wersji BIOS-u. Informacja ta jest istotna do prawidowego funkcjonowania procesora, urzdze peryferyjnych czy te niektórych programów.
Wersja jest zwizana z dat produkcji BIOS-u. Naley dba - o ile jest to moliwe - aby mie w miar nowy BIOS w swoim komputerze. Obecnie produkowane BIOS-y (umieszczane w pamici Flash) mona uaktualnia za pomoc specjalnych programów dostarczanych przez producenta.
BIOS Features Setup Menu
Mamy tu moliwo zwikszenia wydajnoci komputera oraz dokonania zmian niektórych opcji wedug wasnego upodobania (np. kolejnoci przeszukiwania napdów w poszukiwaniu systemu operacyjnego). Przedstawimy tylko standardowe funkcje wystpujce w wikszoci BIOS-ów.
• IDE HDD Block Mode - wczenie transferu blokowego powoduje, e komputer wczytuje z dysku do pamici bloki po kilka sektorów naraz, co zwiksza wydajno twardego dysku. Trzeba jednak uwaa, gdy starsze modele dysków nie radz sobie z t opcj.
• Video BIOS Shadow - wczenie tej opcji powoduje skopiowanie BIOS-u karty graficznej z pamici typu ROM do szybkiej pamici RAM, co pozwala na szybszy dostp i ma wpyw na dziaanie programów i systemów graficznych (MS Windows).
• CPU Level 1 Cache - pozwala wczy pami cache pierwszego poziomu.
• CPU Level 2 Cache - pozwala wczy pami cache drugiego poziomu.
• Quick Power On Self Test - jeeli chcemy, by proces uruchamiania komputera przebiega nieco szybciej, warto uaktywni opcj.
• Boot Sequence - umoliwia ustawienie kolejnoci przeszukiwania napdów w poszukiwaniu systemu operacyjnego.
• Boot Up Floppy Seek - jeeli nie mamy stacji dyskietek w komputerze, naley t opcj koniecznie wyczy, w przeciwnym wypadku otrzymamy komunikat o bdzie.
• Boot Up NumLock Status - jeeli wczymy t opcj (On) komputer uruchomi si z klawiatur numeryczn dziaajc w trybie numerycznym, wyczenie tej opcji (Off) spowoduje, e standardowo klawiatura numeryczna bdzie ustawiona w trybie sterowania kursorami.
• Typematic Rate (Chars/Sec) - ustawiamy liczb znaków wywietlanych na sekund podczas wcinicia i przytrzymania dowolnego klawisza.
• Typematic Rate Delay (Msec) - okrelamy (w milisekundach), po jakim czasie po naciniciu i przytrzymaniu dowolnego klawisza maj by wywietlane znaki.
• Security Option - jeli wybierzemy „System”, komputer bdzie prosi o podanie hasa podczas kadego uruchamiania. Wybranie opcji „Setup” bdzie wymuszao na uytkowniku podanie hasa tylko w momencie dostpu do ustawie BIOS-u, opcja ta bdzie jednak uaktywniona tylko wtedy, gdy wprowadzimy jakie haso posugujc si innym, przedstawionym niej menu programu Setup: Supervisor Password.
• Floppy Disk Access Control - za pomoc tego parametru ustawiamy atrybuty stacji dyskietek, moemy zezwoli uytkownikom na zapis i odczyt (R/W) lub tylko odczyt (Read Only).
Chipset Features Setup
To menu zawiera gównie opcje dotyczce parametrów buforów pamici.
• SDRAM CAS Latency - ustawiamy czas, po jakim odczytana z pamici informacja jest dostpna (im mniejsza warto, tym mamy wydajniejszy system).
• SDRAM Idle Timer - pozwala ustawi czas zamknicia otwartej strony pamici SDRAM, mniejsza warto - wydajniejszy system.
• SDRAM RAS Precharge Time - podajemy,
co ile cykli ma by odwieana pami SDRAM; im mniej, tym lepiej.
• AGP Apreture Size - pozwala sprecyzowa, ile pamici RAM moe by uyte na tekstury wykorzystywane przez karty AGP.
• System BIOS Cacheable - powoduje buforowanie BIOS-u i co za tym idzie, zwikszenie prdkoci systemu, który odczytuje informacje BIOS-u z bufora (szybciej), a nie bezporednio z pamici FlashROM (wolniej).
• Memory Hole At 15M-16M - wczenie tej opcji rezerwuje obszar pamici (od 15 MB do 16 MB) do wykorzystania przez karty ISA, które tego wymagaj. (Uwaga - pami z tego przedziau staje si niedostpna dla systemu).
• Parallel Port Mode - pozwala na wybór trybu pracy (ECP lub EPP lub oba naraz) portu równolegego w naszym komputerze. Najlepiej wybra oba naraz, dziki temu uzyskamy pewno, e bd poprawnie funkcjonowa rónego typu urzdzenia podczane do portu równolegego.
• IDE Ultra DMA Mode - jeeli dysk twardy zainstalowany w naszym komputerze dziaa w trybie UDMA, naley uaktywni t opcj.
• IDE Master/Slave PIO DMA/Mode - pozwala ustawi dla konkretnego kanau IDE typ podczonego do niego napdu, dostpne s opcje: auto, 0, 1, 2, 3, 4.
PNP and PCI Setup
Konfiguracja slotów do kart rozszerze.
• PNP OS Installed - pozwala okreli, czy uywamy systemu operacyjnego wspomagajcego obsug urzdze o charakterze Plug and Play.
• Slot IRQ - moemy dla poszczególnych slotów przydzieli konkretne przerwania lub zleci to systemowi (Auto).
• IRQ Used By ISA - pozwala okreli, czy dane przerwanie jest wykorzystywane przez kart rozszerze typu ISA.
• DMA Used By ISA - okrelamy, czy konkretny kana DMA jest uywany przez karty ISA.
• VGA BIOS Sequence - jeeli nasz komputer ma dwie karty graficzne (jedn opart na zczu PCI, drug AGP), moemy za pomoc tej opcji okreli priorytety dla tych kart.
Power Management Setup
Opcje znajdujce si w tym menu umoliwiaj redukcj poboru mocy przez nasz komputer.
• Power Management - mamy tu moliwo wybrania kilku, z góry okrelonych, typów ustawie (Max Saving, Min Saving), wyczenia jakichkolwiek funkcji oszczdzania energii (Disable) lub zdefiniowania ich samemu (User Define).
• HDD Power Down - ustawiamy, po jakim czasie bezczynnoci ma si wyczy dysk twardy naszego komputera.
• Suspend Mode - okrelamy czas, po którym komputer przechodzi w stan czuwania (Suspend) lub moemy t funkcj wyczy (Disable).
• PWR Button - moemy ustawi, jak funkcj ma peni przycisk wyczania komputera (czy ma po prostu wycza komputer czy ustawia go w stan upienia - Suspend).
• PWR Up On Modem - pozwala uaktywni funkcj budzenia komputera przez modem.
• AC PWR Loss Restart - okrelamy, jak nasz komputer ma zareagowa na brak zasilania, moemy ustawi opcj ponownego uruchomienia, gdy ju komputer bdzie zasilany.
• Wake On LAN - pozwala uaktywni funkcj budzenia komputera przez sie lokaln.
• Automatic Power Up - moemy ustawi godzin, o której komputer ma si automatycznie uruchomi.
• Fan Monitor - pokazuje liczb obrotów na sekund wiatraczka na procesorze.
• Thermal Monitor - pokazuje aktualn temperatur otoczenia procesora.
• Voltage Monitor - pokazuje napicia podawane na procesor.
Komputer - jak to dziaa?
W kadym komputerze znajduje si procesor (CPU) taktowany pewn czstotliwoci wyraan w megahercach (MHz), wynikajc z krotnoci czstotliwoci taktowania zegara (np. Celeron 333 MHz nominalnie jest taktowany 66 MHz zegara razy 5). Procesor jest umieszczony w specjalnym zczu na pycie gównej (MotherBoard), która ma magistrale np. ISA, PCI. Magistrala to rodzaj zcz na pycie (tzw. slotów), w które wkadane s karty rozszerzenia (graficzna, muzyczna itd.). Moe mie ona, w zalenoci od typu, rón przepustowo mierzon w MBit/s oraz czstotliwo taktowania - pochodn czstotliwoci zegara, co w sumie okrela wydajno magistrali.
Procesor przetwarza informacje zgromadzone w pamici operacyjnej (RAM). Poniewa pami ta jest za wolna dla procesora, dane, nim do niego trafi, wdruj do szybkiej pamici cache (SRAM) drugiego poziomu (L2), umieszczonej na pycie gównej (tzw. External cache), no chyba e posiadamy procesor Pentium II lub Celeron, w którym cache L2 jest zintegrowany z procesorem. Nastpnie informacje wdruj do pamici cache pierwszego poziomu (L1), znajdujcej si wewntrz koci procesora (tzw. Internal cache). To podwójne buforowanie ma duy wpyw na prdko przetwarzania danych przez procesor.
Informacje ju przetworzone przez procesor zapisywane s na dysku twardym (HDD), który wspópracuje z innymi urzdzeniami komputera poprzez kontroler IDE lub SCSI. Kontroler w obecnie produkowanych pytach znajduje si na samej pycie. Prdko dysku zaley od prdkoci magistrali. Na ogó pracujc na komputerze wykorzystujemy interfejs graficzny, który wymaga szybkiego przepywu informacji. To, czy i jak nasza karta graficzna poradzi sobie z tym zadaniem, zaley od prdkoci magistrali, z któr wspópracuje (dana karta moe wspópracowa tylko z magistral, dla której jest zaprojektowana, np. PCI, AGP).
Wpyw na to wszystko daje nam Setup BIOS-u.
Load BIOS Defaults; Load Setup Defaults
Dziki tym opcjom moemy powróci do standardowych ustawie Setupu BIOS-u. Jest to jednak wyjcie ostateczne, bo jak ostrzegaj sami producenci pyt gównych - ustawienia te nie s optymalne i dalekie od ustawie dla konkretnych konfiguracji.
• Supervisor Password - pozwala ustawi haso zabezpieczajce zarówno system, jak i dostp do Setupu BIOS-u.
• User Password - pozwala ustawi haso zabezpieczajce system. Uwaga! Jeeli za pomoc jednej z dwóch powyszych opcji ustawimy haso dostpu do systemu i nastpnie je zapomnimy, jedynym wyjciem bdzie skasowanie wszystkich ustawie BIOS-u za pomoc zwarcia odpowiednich wyprowadze na pycie gównej (proces ten jest opisany w kadej instrukcji do pyty gównej).
• IDE Autodetection - pozwala przeprowadzi automatyczne wykrywanie dysków twardych, w jakie wyposaony jest komputer.
• Save & Exit Setup - wybierajc t opcj, decydujemy si na zapisanie wszystkich dokonanych przez nas zmian w pamici CMOS i wyjcie z Setupu BIOS-u.
• Exit Without Saving - opuszczamy program konfiguracyjny BIOS-u z pominiciem dokonanych przez nas zmian.