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计算机启动过程介绍

    作者:withhaojun  浏览次数:3412  发表于:2009/11/23 19:00  [ ]
BIOS即基本输入/输出系统。实际上它是被固化在计算机ROM(只读存储器)芯片上的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持。更形象地说,BIOS就是硬件与软件程序之间的一个"桥梁"或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序) ,负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。BIOS的具体功能和作用如下:

BIOS中断调用即BIOS中断服务程序。它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口,用于程序软件功能与微机硬件实现的衍接。 DOS/Windows操作系统对软、硬盘、光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的基础上。程序员也可以通过 对INT 5、INT 13等中断的访问直接调用BIOS中断例程。

BIOS系统设置程序微机部件配置情况是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的,它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息。 关机后,系统通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。如果CMOS中关于微机的配置信息不正确,会导致系统性能降 低、零部件不能识别,并由此引发一系统的软硬件故障。在BIOS ROM芯片中装有一个程序称为"系统设置程序",就是用来 设置CMOS RAM中的参数的。这个程序一般在开机时按下一个或一组键即可进入,它提供了良好的界面供用户使用。这个设置 CMOS参数的过程,习惯上也称为"BIOS设置"。新购的微机或新增了部件的系统,都需进行BIOS设置。

POST上电自检接通微机的电源,系统将执行一个自我检查的例行程序。这是BIOS功能的一部分,通常称为POST--上电自检(Power On Self Test)。完整的POST自检包括对CPU、系统主板、基本的640KB内存、1MB以上的扩展内存、系统ROM BIOS的测试;CMOS中系统配置的校验;初始化视频控制器,测试视频内存、检验视频信号和同步信号,对CRT接口进行测试;对键盘、软驱、硬盘及CD-ROM子系统作检查;对并行口(打印机)和串行口(RS232)进行检查。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号(自检响铃代码的含义见下文),等待用户处理。

BIOS系统启动自举程序在完成POST自检后,ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,由引导记录完成系统的启动。
  
常见BIOS芯片的识别主板上的ROM BIOS芯片是主板上唯一贴有标签的芯片,一般为双排直插式封装(DIP),上面印有"BIOS"字样。虽然有些BIOS 芯片没有明确印出"BIOS",但凭借外贴的标签也能很容易地将它认出。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失),不能随便撕下。 586以后的ROM BIOS多采用Flash ROM(快闪可擦可编程只读存储器),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对Flash ROM进行重写,方便地实现BIOS升级。 常见的BIOS芯片有AMI、Award、Phoenix等,在芯片上都能见到厂商的标记。
  
目前市面上较流行的主板BIOS主要有 Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。Award BIOS是由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。Award BIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上多数586主机板和PⅡ主板都采用了这种BIOS;AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,早期的286、386大多采用AMI BIOS,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,到90年代后,绿色节能电脑开始普及,AMI却没能及时推出新版本来适应市场,使得AMI BIOS失去了大半壁江山;Phoenix BIOS是Phoenix公司产品,Phoenix意为凤凰,有完美之物的含义。Phoenix BIOS 多用于高档的586原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作。

[p=15, 2, center] [/p][p=30, 2, left]BIOS是什么? [/p][p=30, 2, left] BIOS全名为(Basic Input Output System)即基本输入/输出系统,是电脑中最基础的而又最重要的程序。我们把这一段程序存放在一个不需要电源的记忆体(芯片)中,这就是平时所说的BIOS。它为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制,计算机的原始操作都是依照固化在BIOS里的内容来完成的。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用[/p]
  [p=30, 2, left]BIOS的功能
BIOS ROM 芯片不但可以在主板上看到,而且BIOS管理功能如何在很大程度上决定了主板性能是否优越。BIOS管理功能包括:[/p][p=30, 2, left] 1.BIOS中断服务程序实质上是微机系统中软件与硬件之间的一个可编程接口,主要用于程序软件功能与微机硬件之间 接。例如,WINDOWS98对软驱,光驱,硬盘等管理,中断的设置等服务、程序。[/p][p=30, 2, left] 2. BIOS系统设置程序:微机部件配置记录是放在一块可写的CMOS RAM芯片中的,主要保存着系统的基本情况,CPU特性,软硬盘驱动器等部件的信息。在BIOS ROM 芯片中装有“系统设置程序”,主要来设置CMOS RAM中的各项参数。这个程序在开机时按某个键就可进入设置状态,并提供良好的界面。[/p][p=30, 2, left] 3.POST上电自检:微机接通电源后,系统首先由(Power On Self Test,上电自检)程序来对内部各个设备进行检查。通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。[/p][p=30, 2, left] 4. BIOS系统启动自举程序:系统完成POST自检后,ROM BIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜索软硬盘驱动器及CD-ROM,网络服务器等有效地启动驱动器,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,并由引导记录来完成系统的顺序启动。[/p]

 
BIOS的主要作用有三点
1.自检及初始化:开机后BIOS最先被启动,然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现问题,分两种情况处理:严重故障停机,不给出任何提示或信号;非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号,等待用户处理。如果未发现问题,则将硬件设置为备用状态,然后启动操作系统,把对电脑的控制权交给用户。
2.程序服务:BIOS直接与计算机的I/O(Input/Output,即输入/输出)设备打交道,通过特定的数据端口发出命令,传送或接收各种外部设备的数据,实现软件程序对硬件的直接操作。
3.设定中断:开机时,BIOS会告诉CPU各硬件设备的中断号,当用户发出使用某个设备的指令后,CPU就根据中断号使用相应的硬件完成工作,再根据中断号跳回原来的工作。
BIOS对整机性能的影响
从上面的描述可以看出:BIOS可以算是计算机启动和操作的基石,一块主板或者说一台计算机性能优越与否,从很大程度上取决于板上的BIOS管理功能是否先进。大家在使用Windows 95/98中常会碰到很多奇怪的问题,诸如安装一半死机或使用中经常死机;Windows 95/98只能工作在安全模式;声卡解压卡显示卡发生冲突;CD-ROM挂不上;不能正常运行一些在DOS、Windows 3.x下运行得很好的程序等等。事实上这些问题在很大程度上与BIOS设置密切相关。换句话说,你的BIOS根本无法识别某些新硬件或对现行操作系统的支持不够完善。在这种情况下,就只有重新设置BIOS或者对BIOS进行升级才能解决问题。另外,如果你想提高启动速度,也需要对BIOS进行一些调整才能达到目的,比如调整硬件启动顺序、减少启动时的检测项目等等。
BIOS和CMOS相同吗?
BIOS是一组设置硬件的电脑程序,保存在主板上的一块ROM芯片中。而CMOS通常读作C-mo-se(中文发音“瑟模室”),是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片,用来保存当前系统的硬件配置情况和用户对某些参数的设定。CMOS芯片由主板上的充电电池供电,即使系统断电,参数也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能,而对CMOS中各项参数的修改要通过BIOS的设定程序来实现。
关于CMOS放电
 常常听到计算机高手或者非高手说“口令忘啦?给CMOS放电吧。”,这到底是什么意思呢?
 如果你在计算机中设置了进入口令,而你又碰巧忘记了这个口令,你将无法进入计算机。不过还好,口令是存储在CMOS中的,而CMOS必须有电才能保持其中的数据。所以,我们可以通过对CMOS 的放电操作使计算机“放弃”对口令的要求。
具体操作如下:  
 打开机箱,找到主板上的电池,将其与主板的连接断开(就是取下电池喽),此时CMOS将因断电而失去内部储存的一切信息。再将电池接通,合上机箱开机,由于CMOS已是一片空白,它将不再要求你输入密码,此时进入BIOS设置程序,选择主菜单中的“LOAD BIOS DEFAULT”(装入BIOS缺省值)或“LOAD SETUP DEFAULT”(装入设置程序缺省值)即可,前者以最安全的方式启动计算机,后者能使你的计算机发挥出较高的性能。

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