计算机BIOS系统设置.ppt
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1、漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第三章 计算机BIOS系统设置第一节第一节 计算机正常启动过程计算机正常启动过程第二第二节节 BIOS BIOS系统系统第三节第三节 AWARD BIOS设置设置第四节第四节 BIOSID BIOSID第五节第五节 BIOS升级升级 5/26/20231漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 BIOS(Basic BIOS(Basic Input/Output Input/Output SystemSystem)即即基基本本输输入入/输输出出系系统。统。它它为为计计算算机机提提供供最最低低级级、最最直直接接的的硬硬件件控控制制,计
2、计算算机机的的原原始始操操作作都都是是按按此此程程序序完完成成的的,它它是是硬硬件件与与软软件件之之间间的的接口。接口。5/26/20232漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程3.1 3.1 计算机正常启动过程计算机正常启动过程3.1.1 3.1.1 执行跳转指令执行跳转指令 按按下下电电源源开开关关,主主板板开开关关电电路路动动作作,使使电电源源开开始始向向主主板板和和其其他他设设备备供供电电。主主板板上上的的控控制制芯芯片片组组向向CPUCPU发发出出RESETRESET信信号号,让让CPUCPU内内部部自自动动恢恢复复到到初初始始状状态态,但但CPUCPU并并
3、不不工工作作。当当芯芯片片组组检检测测到到电电源源已已经经稳稳定定供供电电后后(即Power Good信号电压已升为+5V),便便撤撤去去RESETRESET信信号号(如果手工按下RESET按钮,那么松开时,就相当于撤去RESET信号,计算机才重启),CPUCPU就就从从地地址址FFFF0HFFFF0H处处开开始始执执行行一一条条跳跳转转指指令令,转转到到系系统统BIOSBIOS中中真真正正的的启启动动代代码码处处。进入进入POSTPOST自检自检.5/26/20233漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程3.1.2 3.1.2 进入进入POSTPOST自检自检 系系
4、统统BIOSBIOS启启动动代代码码首首先先执执行行POSTPOST(Power On Self Test,加电自检)。POSTPOST的的主主要要任任务务是是检检测测系系统统中中的的一一些些关关键键设设备备是是否否存存在在和和能能否否正正常常工工作作。由由于于POSTPOST是是最最早早进进行行的的检检测测过过程程,此此时时显显卡卡还还没没有有初初始始化化,如如果果系系统统BIOSBIOS在在进进行行POSTPOST的的过过程程中中发发现现一一些些致致命命错错误误,如如没没有有找找到到内内存存或或内内存存有有问问题题(此时只会检查640K常规内存),会会直直接接控控制制喇喇叭叭发发声声来来报
5、报告告错错误误,声声音的长短和次数代表了错误的类型音的长短和次数代表了错误的类型。5/26/20234漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 3.1.3 3.1.3 初始化显卡初始化显卡 接接下下来来系系统统BIOSBIOS查查找找显显卡卡BIOSBIOS,存存放放显显卡卡BIOSBIOS的的ROMROM芯芯片片的的起起始始地地址址通通常常在在C0000HC0000H处处,找找到到显显卡卡BIOSBIOS之之后后就就调调用用它它的的初初始始化化代代码码,由由显显卡卡BIOSBIOS来来初初始始化化显显卡卡,此此时时会会在在屏屏幕幕上上显显示示出出一一些些初初始始化化信
6、信息息,有有生生产产厂厂商商、图图形形芯芯片片类类型型、显显存存大大小等内容小等内容(如图如图3-1)3-1),不过这个画面几乎一闪而过。,不过这个画面几乎一闪而过。5/26/20235漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程3.1.4 3.1.4 显显示示BIOSBIOS画画面面查查找找完完所所有有其其他他设设备备的的BIOSBIOS之之后后,系系统统BIOSBIOS将将显显示示自自己己的的画画面面如如图图3-23-2所所示示,其其中中包包括括系系统统BIOSBIOS类类型型、序序列列号号和和版版本本号号等等内内容容。同同时时屏屏幕幕底底端端左下角会出左下角会出现现主
7、板信息代主板信息代码码,即,即BIOS-IDBIOS-ID。5/26/20236漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 3.1.5 3.1.5 测试测试CPUCPU和内存和内存 接接着着系系统统BIOSBIOS将将检检测测和和显显示示CPUCPU类类型型和和工工作作频频率率,然然后后开始测试开始测试RAMRAM,同时在屏幕上显示内存测试的进度。,同时在屏幕上显示内存测试的进度。3.1.6 3.1.6 检测标准设备检测标准设备 然然后后系系统统BIOSBIOS将将开开始始检检测测系系统统中中安安装装的的一一些些标标准准硬硬件件设设备备,包包括括硬硬盘盘、CD-ROMCD
8、-ROM、软软驱驱、串串口口、并并口口等等设设备备,另另外外较较新新版版本本的的BIOSBIOS在在这这一一过过程程中中还还会会自自动动检检测测和和设设置置内内存存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。的定时参数、硬盘参数和访问模式等。5/26/20237漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程3.1.7 3.1.7 检测即插即用设备检测即插即用设备 接接下下来来系系统统BIOSBIOS内内部部支支持持即即插插即即用用的的代代码码将将开开始始检检测测和和配配置置系系统统中中安安装装的的即即插插即即用用设设备备,每每找找到到一一个个设设备备之之后后,系系统统BIOSBIOS为
9、为该该设设备备分分配配中中断断、DMADMA通通道道和和I/0I/0端端口口等等资资源源。有有错时错时也会也会显显示相示相应应的提示。的提示。5/26/20238漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 3.1.8 3.1.8 显示配置表显示配置表 到到这这一一步步为为止止,所所有有硬硬件件都都已已经经检检测测配配置置完完毕毕了了,系系统统BIOSBIOS会会重重新新清清屏屏并并在在屏屏幕幕上上方方显显示示出出一一个个表表格格,其其中中概概略略地地列列出出了了系系统统中中安安装装的的各各种种标标准准硬硬件件设设备备,以以及及它它们们使使用的资源和一些相关工作参数如图用的
10、资源和一些相关工作参数如图3-33-3。5/26/20239漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 3.1.9 3.1.9 更新更新ESCDESCD 接接 下下 来来 系系 统统 BIOSBIOS将将 更更 新新 ESCD ESCD(Extended System Configuration Data,扩展系统配置数据)。ESCDESCD是是系系统统BIOSBIOS用用来来与与操操作作系系统统交交换换硬硬件件配配置置信信息息的的一一种种数数据据,这这些些数数据据被被存存放放在在CMOSCMOS之之中中。通通常常ESCDESCD数数据据只只在在系系统统硬硬件件配配置置发
11、发生生改改变变后后才才会会更更新新,因因此此不不是是每每次次启启动动机机器器都都能能够够看看到到“Update“Update ESCDSuccess”ESCDSuccess”这样的信息。这样的信息。然然后后显显示示检检测测到到的的多多媒媒体体设设备备的的信信息息,如如中中断断号号、请请求号等。求号等。5/26/202310漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程3.1.10 3.1.10 按指定的顺序启动磁盘按指定的顺序启动磁盘 ESCDESCD更更新新完完毕毕后后,系系统统BIOSBIOS的的启启动动代代码码将将根根据据用用户户指指定定的的启启动动顺顺序序从从软软盘盘
12、、硬硬盘盘或或光光驱驱启启动动。以以从从C C盘盘启启动动为为例例,系系统统BIOSBIOS将将读读取取并并执执行行硬硬盘盘上上的的主主引引导导记记录录,主主引引导导记记录录接接着着从从分分区区表表中中找找到到第第一一个个活活动动分分区区,然然后后读读取取并并执执行行这这个个活活动动分分区区的的分分区区引引导导记记录录,而而分分区区引引导导记记录录将将负负责责 读读 取取 并并 执执 行行 IO.SYSIO.SYS、CONFIG.SYSCONFIG.SYS、MSDOS.SYSMSDOS.SYS、COMMAND.COMCOMMAND.COM,最最后后执执行行AUTOEXEC.BATAUTOEXE
13、C.BAT,出出现现提提示示符符,将将使使用用权权交交给给用用户户。对对于于WindowsWindows将将继继续续进进行行GUIGUI(图图形形用用户户界面界面)部分的引导和初始化工作部分的引导和初始化工作。5/26/202311漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 热热启启动动或或从从WindowsWindows中中选选择择重重新新启启动动计计算算机机,那那么么POSTPOST过过程程将将被被跳跳过过,直直接接从从第第三三步步开开始始,另另外外第第五五步步的的检检测测CPUCPU和内存也不会再进行。和内存也不会再进行。5/26/202312漳州师范学院计算机科学
14、与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 5/26/202313漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第一节 计算机正常启动过程 5/26/202314漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统 3.2.1 3.2.1 什么叫什么叫BIOSLBIOSL (参参见见“什什么么是是BIOS与与CMOS.doc”和和“什什么么是是cmos.doc”)BIOSBIOS用用来来管管理理计计算算机机所所有有的的输输入入与与输输出出系系统统,为为计计算算机提供机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持最低级的、最直接的硬件控制与支持。在在BIOS BIOS ROMROM芯芯片片中中装装有有一一
15、个个程程序序为为“系系统统设设置置程程序序”,用用来来设设置置CMOS CMOS RAMRAM中中的的参参数数。这这个个设设置置CMOSCMOS参参数数的的过过程程,习惯上称为习惯上称为“BIOSBIOS设置设置”或或“CMOSCMOS设置设置”。5/26/202315图11.27主板结构PCI插槽AGP插槽串口、并口、键盘、鼠标、USB等接口北桥芯片CPU插座DDR内存插槽ATX电源插槽FDD软盘插槽南桥芯片电池BIOSIDE硬盘插槽5/26/202316漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛5/26/202317漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统3.2.2 BIOS
16、3.2.2 BIOS的功能的功能1 1自检及初始化功能自检及初始化功能(这部分负责启动计算机,具体有三个部分)(这部分负责启动计算机,具体有三个部分)1 1)自检)自检 用用于于计计算算机机刚刚接接通通电电源源时时对对硬硬件件的的检检测测,功功能能是是检检查查计计算算机机是是否否良好。良好。2)2)初始化初始化 包包括括创创建建中中断断向向量量、设设置置寄寄存存器器,对对一一些些外外部部设设备备进进行行初初始始化化和和检检测测等等,其其中中很很重重要要的的一一部部分分是是BIOSBIOS设设置置,主主要要是是对对硬硬件件设设置置一一些些参参数数,当当计计算算机机启启动动时时会会读读取取这这些些
17、参参数数,并并和和实实际际硬硬件件设设置置进进行行比比较,如果不符合,会影响系统的启动。较,如果不符合,会影响系统的启动。3)引导程序)引导程序 功能是功能是引导引导DOS或其他操作系统或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始先从软盘或硬盘的开始扇区扇区读取引导记录读取引导记录,然后把计算机的控制权转交给引导记录,然后把计算机的控制权转交给引导记录,由引由引导记录把操作系统装入计算机导记录把操作系统装入计算机,在计算机启动成功后,在计算机启动成功后,BIOS的这的这部分任务就完成了。部分任务就完成了。5/26/202318漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统2 2硬件
18、中断处理硬件中断处理 BIOSBIOS的的服服务务功功能能是是通通过过调调用用中中断断服服务务程程序序来来实实现现的的,这些服务分为很多组这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断。每组有一个专门的中断。3 3程序服务处理程序服务处理 程程序序服服务务处处理理主主要要是是为为应应用用程程序序和和操操作作系系统统服服务务,这这些些服服务务主主要要与与输输入入输输出出设设备备有有关关,例例如如,读读磁磁盘盘、文件输出到打印机等文件输出到打印机等。5/26/202319漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统 3.2.3 BIOS3.2.3 BIOS的种类的种类1 1Award BI
19、OSAward BIOS(美国惟尔科技美国惟尔科技)Award Award BIOS(BIOS(图图3-6)3-6)是是由由Award Award SoftwareSoftware公公司司开开发发的的BIOSBIOS产产品品。目目前前它它是是生生产产BIOSBIOS的的龙龙头头,许许多多公公司司的的主主板板都都采采用用Award Award BIOSBIOS。Award Award BIOSBIOS几几乎乎成成为为Intel CPUIntel CPU系列主板的标准规格。系列主板的标准规格。3 3Phoenix BIOSPhoenix BIOS(美国凤凰科技美国凤凰科技)Phoenix BIOS
20、(Phoenix BIOS(图图3-8)3-8)是是PhoenixPhoenix公司的产品,公司的产品,多用于高档的国外品牌机和笔记多用于高档的国外品牌机和笔记本计算机上本计算机上,其画面简洁、便于操作,其画面简洁、便于操作(目前目前PhoenixPhoenix与与AwardAward已经合并已经合并)。2 2AMI BIOSAMI BIOS(美国安迈公司美国安迈公司)AMI BIOS(AMI BIOS(图图3-7)3-7)是是AMIAMI公司生产的公司生产的BIOSBIOS,早期的早期的286286、386386大多采用大多采用AMI BIOSAMI BIOS。后来推出的后来推出的WinBI
21、OSWinBIOS和和HIFLEXHIFLEX等系列产品也赢得了不错的口碑。但等系列产品也赢得了不错的口碑。但586586以后就很以后就很少见了。少见了。5/26/202320漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统 3.2.4 BIOS芯片的种类常见的BIOS芯片种类有:1PROMPROMPROM可编程ROM。可用专门的ROM设备写入内容,只允许写一次。EPROM可擦除可编程ROM。利用专门的EPROM写入器写入内容。可以多次改写,更新程序比较方便。因此在早期的PC机中都使用EPROM作为BIOS程序的存储器。它有一个透明的小窗口(如图3-18),平时用黑纸封闭。只有在对其
22、BIOS程序进行改写、修复或升级时,才揭开黑纸。用紫外线照射用紫外线照射窗门内的硅晶片,擦除存储数据,再重新输入新的程序窗门内的硅晶片,擦除存储数据,再重新输入新的程序。EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。2EPROMEPROM5/26/202321漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统 3EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM电电可可擦擦除除可可编编程程ROMROM。目目前前的的主主板板都都使使用用EEPROMEEPROM保保存存BIOSBIOS。EEPROM存储器也叫做闪速存储器Flash RO
23、M,简称闪存BIOS,如图3-11所示。闪存的特点是程序改写、升级方便,只需在机器运行的正常情况下使用专门的应用程序,将来自厂家或网上的最新版本的BIOS写人闪存即可。Flash ROM大致可分为两种:一种是双电压设计的如28xxxx,5V电压读取,12V电压写入,重写时需改跳线。另一种是单电压设计的如29xxxx,5V电压即可读写,所以不一定有改写跳线,但为安全起见,一般也设有改写跳线。“010”或“001”表明芯片的存储容量为1Mbit(128KB),“020”或“002”,表明芯片的存储容量为2Mbit(256KB)。如Am29F010:AMD 5V的Flash ROM,为29系列,1M
24、bit,读写均为5V。显然,EEPROM的BIOS也有致命的弱点,它很容易被CIH类的病毒改写破坏,致使主板瘫痪。为此,有些厂家在主板上采取了硬件跳线禁止写入闪存BIOS、软件COMS设置禁止写入闪存BIOS和双BIOS闪存芯片等保护性措施。5/26/202322漳州师范学院计算机科学与工程系 许晴媛第二节 BIOS系统 3.2.5 双BIOS技术 双双BIOSBIOS是是在在主主板板上上安安装装两两个个BIOSBIOS,一块芯片为正常工作时使用的BIOS,另个为备份的BIOS。当由于病毒或其他原因使正常工作的BIOS损坏时,可通一个开关切换到备份的BIOS上,使用备份的BIOS。也可以用一个
25、好的BIOS芯片把备份BIOS的程序写到的主BIOS上。技嘉GA-BX2000首创了双BIOS技术,即使一颗BIOS被破坏,仍可用另一颗BIOS启动并修复被破坏的那颗BIOS。使用户不再害怕CIH的攻击。七、BIOS在内存中的位置 BIOS存储于存储于ROM中中。开机时,BIOS程序会将自身复制到RAM中编址为C0000H-FFFFFH地址空间内,这一过程称作“映射”(Showing),此技术叫“Shadow RAM”技术。访问ROM的时间在200ns左右,而访问RAM的时间小于100ns。在系统运行的过程中,读取BIOS中的数据或调用BIOS中的程序模块是相当频繁的,所以采用了Shadow
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