Устройство и ремонт персонального компьютера (стр. 30 )

Прерывания, генерируемые процессором (процессорные прерывания) часто являются результатом необычного, неожиданного или ошибочного результата выполнения программы. Например, если программа пытается выполнить деление числа на ноль, процессор генерирует прерывание 1NT ООН, в результате чего появляется сообщение об ошибке ”Деление на ноль” (Divide by zero). Существуют пять процессорных прерываний (от 00h до 04h).

Аппаратные прерывания генерируются, когда периферийное устройство хочет при­влечь внимание процессора для выполнения определенной задачи. Аппаратные прерывания инициируются выставлением логического уровня на линии запроса прерывания - IRQ (Interrupt Request). Процессор приостанавливает свою работу и выполняет процедуру обработки прерывания. Затем процессор возвращается к нормальной работе. Например, каждый раз при нажатии клавиши клавиатуры, контроллер клавиатуры генерирует запрос на прерывание IRQ1, соответствующий прерыванию INT 09h. Это приводит к запуску программы обработки прерывания клавиатуры. Персональные компьютеры, начиная с 1ВМ PC/AT, обычно имеют 16 линий аппаратных прерываний (с IRQO по IRQ 15), что соответствует INT 08h—0Fh и 70h—77h соответственно.

Программные прерывания генерируются для проверки устройства или для управления устройством с целью выполнения определенной работы. Функция ”print screen” (печать экрана) может случить примером использования программного прерывания. Когда на клавиатуре наживается клавиша PRINT SCREEN, генерируется прерывание INT 05h. Программа обработки этого прерывания выводит на печать текущее изображение на экране монитора.

6.2.5. Функциональные возможности BIOS

Компоненты персонального компьютера непрерывно совершенствуются — будь то центральные процессоры, системные контроллеры, память, видеосистема, дисковые накопители и т. п. По мере совершенствования компьютерной аппаратуры должна развиваться и BIOS с тем, чтобы учитывать появляющиеся новые ресурсы современных компьютеров. В связи с этим важно иметь представления об основных возможностях современной BIOS. He обязательно разбираться во всех деталях, но надо, по крайней мере, уметь узнавать ”современную” BIOS по ее возможностям. Хотя некоторые из перечисленных возможностей могут показаться почти идентичными, главные возможности современной BIOS можно сгруппировать в следующие разделы:

·  Поддержка процессора. BIOS может работать с большим набором центральных процессоров, преимущественно следующих производителей: Intel, AMD и Cyrix. В частности поддерживаются следующие процессоры Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4, AMD Athlon, и AMD Duron (конечно, ни одна BIOS не может поддерживать работу сразу всех возможных процессоров).

·  Поддержка системных контроллеров (чипсетов). BIOS может поддерживать работу последних моделей системных контроллеров (таких как Intel 840 или 850). Поддержка работы системных контроллеров является чрезвычайно важной, поскольку именно с их помощью системная плата осуществляет реализацию таких функций как, например, управление питанием.

·  Поддержка памяти. BIOS должна уметь автоматически определять размер системной памяти и поддерживать современные типы памяти (например, SDRAM, DDR-SDRAM, и Rambus). Также должен поддерживаться контроль ошибок памяти с ис­пользованием бита четности или кода коррекции ошибок (ЕСС). Современная BIOS может работать с памятью емкостью до 4 Гбайт (а в серверах и более), хотя системная плата может и не иметь достаточно разъемов для установки такого объема памяти.

·  Поддержка функции управления питанием. BIOS должна полностью соответствовать спецификации интерфейса ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный интерфейс конфигурирования системы и управления энергопитанием) версии 1.0 или более поздней, а также поддерживать спецификацию интерфейса BIOS с усовершенствованными средствами управления энергопотреблением (АРМ BIOS) версии 1.2 или более поздней. Управление питанием особенно важно для переносных компьютеров, но также широко используется в настольных компьютерах с целью уменьшения потребления энергопитания. BIOS должна поддерживать функцию управления питанием мониторов DPMS (Display Power Management System).

·  Поддержка накопителей. BIOS должна поддерживать большие жесткие диски UltraATA с количеством цилиндров более 1024, 32-разрядный обмен с дисками, современные режимы передачи данных (Ultra-DMA/33, Ultra-DMA/66, Ultra-DMA/100 и Ultra-DMA/I 33). Становится общим правилом поддержка накопителей со съемными носителями (Zip или SyQuest). В некоторых случаях BIOS может даже включать поддержку основных функций технологии RAID, например функцию RAID-1 (зеркальные диски).

·  Поддержка спецификации PC 99. BIOS должна соответствовать требованиям PC 99 (или более поздние) компании Microsoft.

·  Поддержка I/O. BIOS должна поддерживать функции интеллектуального ввода/вывода (I/O), которые позволяют динамически назначать порты и ресурсы устройствам ввода/вывода в компьютере. Чаще всего это встречается в серверных платформах.

·  Поддержка универсальной загрузки. BIOS должна уметь загружать систему с нескольких различных накопителей и поддерживать протокол BBS (BIOS Boot Specification — спецификацию загрузки BIOS) для загрузочных устройств. В настоящее время поддерживается загрузка с 4-х накопителей IDE (включая CD-ROM), SCSI - накопителей и сетевых плат. Поддержка накопителей со съемными носителями (например, Iomega Zip или SyQuest) также считается достоинством.

·  Поддержка технологии Plug-and-Play. BIOS должна обнаруживать и настраивать РnР - устройства в период выполнения процедуры POST. BIOS также должна взаимодействовать с операционной системой Windows 95/98 при распределении системных ресурсов, и поддерживать управление запросами на прерывание (IRQ) для устройств шины PCI. Поддержка спецификации AML компании Microsoft обеспечивает совместимость с PnP - возможностями современных операционных систем семейства Windows 2000 и ХР.

·  Поддержка параллельного порта. BIOS должна поддерживать весь спектр режимов работы параллельного порта, включая стандартный параллельный порт SPP (Standard Parallel Port) (или режим “совместимости), двунаправленный режим, режим EPP (Enhanced Parallel Port) и режим ЕСР (Enhanced Capabilities Port). Все эти режимы определены стандартом IEEE 1284.

·  Поддержка шин РСI и AGP. BIOS должна поддерживать спецификацию шины PCI (Peripheral Component Interconnect) версии 2.1 или более поздней, включая мосты PCI - РСI и PCI - ISA. BIOS должна также поддерживать работу ускоренного графического порта AC P (Accelerated Graphics Port) версии 2.0 или более поздней.

·  Поддержка универсальной последовательной шины USB. BIOS должна поддерживать спецификации Universal HCI и Open HCI1. Она должна обеспечивать полную совместимость и поддержку устройств шины и многоуровневых концентраторов шины USB. В новейших версиях BIOS осуществляется поддержка стандарта USB 2.0 (высокоскоростная шина USB).

·  Антивирусная защита. BIOS должна содержать опцию антивирусной зашиты. Как минимум, BIOS должна предотвращать изменение главной загрузочной записи (один из традиционных способов размножения вирусов).

·  Если вы собираетесь познакомиться с возможностями используемой в компьютере BIOS или планируете установить новую версию, то можете многое узнать из кодов идентификации BIOS.

6.2.6. МИКРОСХЕМА CMOS

CMOS — это всего лишь статическая оперативная память небольшого объема с низким энергопотреблением. Первые CMOS микросхемы имели объем в 64 байта, у следующего поколения объем возрос вдвое — до 128 байт. Современные модели имеют 512 байт памяти и более, которая используется для хранения настроечных параметров компьютера и дополнительных конфигурационных данных ESCD (Extended System Configuration Data), используемых для работы системы РnР.

6.2.7. Функции микросхемы СМОS

Поскольку оперативная память теряет записанную в нее информацию при отключении питания, в состав компьютера входит батарейка, которая обеспечивает постоянное питание микросхемы CMOS (и системных часов). Именно эта батарея обеспечивает функционирование системных часов, а также сохранение системных параметров в периоды отключения питания компьютера. Конечно, если эта батарея выйдет из строя, то дата, время и системные параметры компьютера будут потеряны. И восстановить корректные настройки компьютера после такого сбоя может быть достаточно непросто, особенно у старых моделей PC.

CMOS (Complementary Metal - Oxide Semiconductor) — комплиментарный оксид металла на полупроводнике. (КМОП). Строго говоря, CMOS — это просто одна из технологий изготовления микросхем, отличающееся, в частности, весьма малым энергопотреблением. Но применительно к персональным компьютерам под аббревиатурой CMOS стали понимать именно CMOS RAM, то есть ОЗУ, выполненное по технологии КМОП.

6.3. BIOS и процесс начальной загрузки

Следующим шагом в понимании BIOS будет знакомство с процессом начальной загрузкой системы — последовательности действий, которые происходят с компьютером под управлением BIOS с момента включения питания до момента загрузки операционной системы. Хотя каждая BIOS выполняет одинаковую последовательность действий, разные версии немного отличаются друг от друга, поэтому они могут иметь немного больше или меньше шагов, чем описываемая ниже версия BIOS.

6.3.1. Программное обеспечение компании American Megatrends

Компания American Megatrends (AMI) известна своими BIOS, программами диагностики и системными платами. AMI BIOS выполняет 24 действия по всесторонней проверке и инициализации компьютера. POST AMI BIOS выполняет следующие действия: