Alai

En dators grundläggande in- och utdatasystem (BIOS) är ett program som lagras i ett icke-flyktigt minne, t.ex. ett ROM-minne (ROM) eller ett flashminne, vilket gör det till firmware. BIOS (ibland kallat ROM BIOS) är alltid det första programmet som körs när datorn startas.

Här är vad som händer under uppstartsprocessen (se stegen i diagrammet nedan):

1. Strömbrytaren slås på.

2. CPU:n lämnar över kontrollen till BIOS.

3. BIOS:n kör ett program som kallas Power-On Self Test (Självtest vid start), som bestämmer hur mycket minne datorn har och sedan bekräftar att kritisk hårdvara på låg nivå fungerar korrekt. Eventuella fel indikeras genom sekvenser av hörbara pip. Därefter inaktiverar BIOS alla konfigurerbara enheter.

4. BIOS identifierar alla datorns kringutrustning, till exempel hårddiskar och expansionskort. Det letar först efter plug-and-play-enheter och tilldelar varje enhet ett nummer, men det aktiverar inte enheterna vid denna tidpunkt.

5. BIOS lokaliserar den primära uppstartsenheten eller IPL-enheten (initial program load). Detta är vanligtvis en lagringsenhet som en hårddisk, diskettenhet eller cd-rom som innehåller operativsystemet, men det kan också vara ett nätverkskort som är anslutet till en server. BIOS lokaliserar också alla systemets sekundära IPL-enheter.

6. BIOS bygger upp en systemresurstabell och tilldelar konfliktfria resurser enligt vilka enheter som hittats och de konfigurationsdata som lagrats i icke-flyktigt RAM.

7. Det väljer och aktiverar de primära inmatnings- (tangentbord) och utmatningsenheterna (bildskärm), så att BIOS vid problem under uppstartsprocessen kan visa en återställningsskärm och låta användaren välja en lagrad konfiguration av systeminställningar som är kända för att fungera. BIOS fångade dessa inställningar senast datorn startade upp framgångsrikt och lagrar dem i ett icke-flyktigt RAM-minne.

8. Det söker efter enheter som inte kan kopplas in, inklusive PCI-bussen (Peripheral Component Interconnect), och lägger till data från deras ROM:er till sin resurstabell.

9. Bios löser enhetskonflikter och konfigurerar den valda uppstartsenheten.

10. Det aktiverar plug-and-play-enheter genom att anropa deras options-ROMs med lämpliga parametrar.

11. Det startar bootstrap-läsaren. Om standard-IPL:n av någon anledning inte lyckas läsa in operativsystemet försöker BIOS:et med nästa IPL-enhet i listan.

12. IPL-enheten läser in operativsystemet i minnet.

13. BIOS:et lämnar över kontrollen till operativsystemet, som kan göra andra resurstilldelningar.

BIOS:et innehåller också ett installationsprogram med vilket användaren kan konfigurera hårdvarubaserade inställningar, t.ex. lösenord till datorn, tid och datum. Eftersom BIOS konfigurerar en primär in- och utdataenhet under uppstartsprocessen kan användaren köra inställningsprogrammet och justera enhetsinställningarna, kanske till och med välja en annan IPL-enhet, t.ex. en andra hårddisk, när datorn inte startar upp.

En stor förändring av PC BIOS-funktionerna inträffade 1995 i samband med lanseringen av Windows 95. Det nya operativsystemet hade plug-and-play-funktionalitet, vilket inte bara förenklade arbetet med att lägga till expansionskort utan också hjälpte till att definiera en konsekvent mekanism för att låta BIOS känna igen och konfigurera enheterna i ett system.

De tidiga systemen utgick från att en enhet alltid skulle kräva samma resurser – till exempel en diskcontrollers avbrottsnummer och intervall av I/O-adresser. Man trodde att dessa aldrig skulle ändras eller att de var statiska till sin natur och därför bara behövde tilldelas en gång.

Plug-and-play-tekniken ger emellertid BIOS friheten att ändra det avbrottsnummer och de I/O-adresser som diskkontrollern använder för att undvika resurskonflikter.

Med Universal Serial Bus- och IEEE 1394-anslutningar kan enheter kopplas in vid varmstart. Med andra ord kan de dyka upp eller försvinna utan förvarning.

Detta innebär att BIOS måste lagra information om systemresurser för varje enhet som systemet någonsin har känt till, och göra det på ett dynamiskt sätt så att systemresurser, t.ex. avbrottsnummer, adressområde eller enhetsidentitet, kan tilldelas på nytt utan att det krävs en omstart.

Thompson är utbildningsspecialist på Metrowerks Inc. Kontakta honom på [email protected].

För att se en PDF-version av detta diagram klickar du på bilden ovan.

Computerworld Online-only Exclusive

Uppgradering av BIOS

När en dator ska uppgraderas med ny hårdvara, t.ex. en större hårddisk, mer minne eller ett nytt grafikkort, upptäcker man ofta att datorns BIOS inte har stöd för den nya hårdvarans alla möjligheter. Det kanske mest dramatiska beviset på detta inträffade när hårddiskarna blev större än 4 GB och sedan 8 GB. På den tiden var det fullt möjligt att installera till exempel en hårddisk på 12 GB och sedan upptäcka att datorn bara kunde använda de första 8 GB.

Svaret på problemet är att uppgradera BIOS-chipet. De flesta datorer som tillverkats på senare år kan få sina system uppdaterade med hjälp av ett flashprogram, som installerar nya instruktioner och funktioner. Normalt finns den information och de filer som behövs för detta på dator- eller moderkortstillverkarens webbplats.

Tyvärr är det viktigt att förstå hur drastiskt ett steg en BIOS-uppgradering kan vara. Innan du gör det är det en bra idé att säkerhetskopiera all data från hårddisken. Se också om det finns en återställningsbrytare som gör att du kan återställa det ursprungliga BIOSet. Även om en BIOS-uppgradering vanligtvis är problemfri är det möjligt att processen skadar eller förstör BIOS-chipet och därmed gör datorn obrukbar.