Prawie wszystko o BIOS

Słowo BIOS jest skrótem od angielskiej nazwy Basic Input/Output System – Podstawowy System Wejścia/Wyjścia – która określa program zapisany w pamięci stałej ROM (Read Only Memory) lub obecnie częściej w tzw. pamięci Flash komputera.

Program ten czuwa nad prawidłową wzajemną komunikacją systemu operacyjnego, poszczególnych komponentów komputera oraz jego urządzeń zewnętrznych (peryferyjnych). BIOS uaktywnia się w momencie włączenia komputera i przejmuje „władzę” nad nim do momentu załadowania właściwego systemu operacyjnego z dysku twardego, dyskietki lub innego nośnika pamięci masowej. Po włączeniu zasilania najpierw testowany jest procesor, potem pamięć ROM i RAM, następnie sterowniki przerwań i inne układy specjalizowane na płycie głównej, a w końcu urządzenia peryferyjne, takie jak klawiatura, dyski itd. W ostatniej fazie testu wykrywane są rozszerzenia BIOS-u zlokalizowane na kartach sterowników; następuje ich inicjalizacja i uruchomienie niezbędnych podprogramów.

W razie wykrycia jakichkolwiek błędów wyświetlany jest odpowiedni komunikat bądź z głośniczka komputera wydobywa się sygnał. W dalszej części procedury inicjalizacji BIOS-u komputer zaczyna dopominać się o system operacyjny. Przeszukuje on po kolei, w zależności od ustawienia, nośniki pamięci masowej, np. najpierw poszukuje go w pierwszej stacji dysków, a potem – gdy nie znajdzie – na pierwszym dysku twardym. Kolejność poszukiwania systemu można zmienić przestawiając odpowiednią opcję w programie konfiguracyjnym BIOS-u. Przyspiesza to start komputera (po co przeszukiwać zbędne miejsca). Nieważne, jaki system operacyjny (Linux, Windows czy MS DOS) jest zainstalowany na komputerze, zawsze może on korzystać z zasobów maszyny dzięki temu, że komputer ma BIOS, który udostępnia szereg funkcji obsługi poszczególnych urządzeń.

Główny program BIOS-u jest zapisany w pamięci ROM (obecnie: FlashROM), lecz ponieważ korzysta on również ze zmiennych, to konieczne było umieszczenie wartości tych zmiennych w pamięci RAM. Część z tych zmiennych (np. aktualna data wraz z godziną, hasło zabezpieczające BIOS, ustawienia dysków twardych) musi być przechowywana w pamięci przez cały czas, niezależnie od tego, czy komputer pracuje czy nie. Informacje te są przechowywane w podtrzymywanej bateryjnie pamięci CMOS, a zmiany poszczególnych wartości dokonywane są za pośrednictwem specjalnego programu (SETUP) umieszczonego wraz z BIOS-em w kostce ROM.

Komputer – jak to działa?

W każdym komputerze znajduje się procesor (CPU) taktowany pewną częstotliwością wyrażaną w megahercach (MHz) lub gigahercach (GHz), wynikającą z krotności częstotliwości taktowania zegara (np. Celeron 2.0 GHz nominalnie jest taktowany 100 MHz zegara razy 20).

Procesor jest umieszczony w specjalnym złączu na płycie głównej (MotherBoard), która ma magistrale np. ISA, PCI. Magistrala to rodzaj złącz na płycie (tzw. slotów), w które wkładane są karty rozszerzenia (graficzna, muzyczna itd.). Może mieć ona, w zależności od typu, różną przepustowość mierzoną w MBit/s oraz częstotliwość taktowania – pochodną częstotliwości zegara, co w sumie określa wydajność magistrali.

Procesor przetwarza informacje zgromadzone w pamięci operacyjnej (RAM). Ponieważ pamięć ta jest za wolna dla procesora, dane, nim do niego trafią, wędrują do szybkiej pamięci cache (SRAM) drugiego poziomu (L2), umieszczonej na płycie głównej (tzw. External cache), no chyba że posiadamy procesor Pentium II lub Celeron, w którym cache L2 jest zintegrowany z procesorem. Następnie informacje wędrują do pamięci cache pierwszego poziomu (L1), znajdującej się wewnątrz kości procesora (tzw. Internal cache). To podwójne buforowanie ma duży wpływ na prędkość przetwarzania danych przez procesor.

Informacje już przetworzone przez procesor zapisywane są na dysku twardym (HDD), który współpracuje z innymi urządzeniami komputera poprzez kontroler IDE lub SCSI. Kontroler w obecnie produkowanych płytach znajduje się na samej płycie. Prędkość dysku zależy od prędkości magistrali. Na ogół pracując na komputerze wykorzystujemy interfejs graficzny, który wymaga szybkiego przepływu informacji. To, czy i jak nasza karta graficzna poradzi sobie z tym zadaniem, zależy od prędkości magistrali, z którą współpracuje (dana karta może współpracować tylko z magistralą, dla której jest zaprojektowana, np. PCI, AGP).

Wpływ na to wszystko daje nam Setup BIOS-u, o czym przeczytacie w kolejnych artykułach...

D.F.