Когда ПК включается, вся система сбрасывается в предопределенное начальное состояние. Из этого состояния она начинает выполнять программные инструкции своей программы BIOS. Эта небольшая программа постоянно хранится в микросхемах ПЗУ, установленных на системной плате. Хранящаяся в этих чипах информация представляет весь интеллектуальный потенциал, которым система располагает с начала своей работы.
Программа BIOS системы — один из основных факторов, определяющих ее совместимость. Например, чтобы компьютер был совместим с IBM PC, его BIOS должна выполнять те же базовые функции, что и BIOS компьютера IBM PC.
Однако, поскольку программа BIOS IBM защищена законами об охране авторских прав, программа совместимого компьютера должна обеспечивать получения тех же результатов, что и оригинал, но должна делать это как-то иначе.
Во время выполнения подпрограмм программно-аппаратного обеспечения BIOS выполняются три основных набора операций. Во-первых, BIOS осуществляет ряд диагностических проверок системы (называемых Power-On Self-Tests (самотестирование при включении), или POST), чтобы убедиться в правильности ее функционирования.
Если любой из компонентов системы работает некорректно, тесты приводят к генерации кода соответствующего сообщения об ошибке и отображению его на экране монитора и/или выдаче звукового сигнала через динамик системы.
Программа BIOS помещает также начальные значения в различные программируемые устройства системы. Эти программируемые устройства управляют функционированием различных компонентов оборудования компьютера. Описанный процесс называется инициализацией. Например, при первом запуске системы BIOS передает информацию о начальном адресе и режиме в контроллер прямого доступа к памяти (DMA). Аналогично, информация о местоположении программ обработчика прерываний компьютера записывается в контроллер прерываний. Подобный процесс повторяется для нескольких устройств поддержки микропроцессора, чтобы они имели необходимую для начала работы информацию.
И, наконец, BIOS проверяет наличие в системе специальной программы, которую она может использовать для загрузки остальных программ в ОЗУ. Эта программа называется главной загрузочной записью (Master Boot Record, MBR). Программа загрузочной записи содержит информацию, которая позволяет системе загрузить в ОЗУ значительно более мощную управляющую программу, называемую дисковой операционной системой. После того, как операционная система загружена в память компьютера, BIOS передает ей управление системой. С этого момента за функционированием компьютерной системы следит операционная система.
Описанный процесс называется начальной загрузкой системы. Если компьютер запускается из выключенного состояния, процесс называется «холодной» начальной загрузкой. Если система перезапускается из включенного состояния, процесс носит название сброса или «горячей» перезагрузки.
В зависимости от конфигурации системы, процесс начальной загрузки может занимать несколько секунд или десятков секунд. При выполнении горячей перезагрузки или при отключенных проверках POST время, необходимое для приведения системы в рабочее состояние, уменьшается.
В первой фазе работы BIOS проверяет микропроцессор и системное ОЗУ. Во второй фазе она снабжает начальной информацией системные устройства поддержки микропроцессора, плату видеоадаптера и плату адаптера дисковода. И, наконец, в заранее определенной последовательности BIOS отыскивает в системе главную загрузочную запись, чтобы определить, какой программе следует передать управление компьютером. В данном случае она вначале проверяет дисковод гибких дисков, а затем дисковод жесткого диска. Если загрузочная запись будет найдена на любом из этих устройств, BIOS загрузит ее в ОЗУ компьютера и передаст ей управление.
Службы BIOS
Пока система работает, BIOS продолжает выполнять несколько важных функций. Она содержит подпрограммы, которые операционная система вызывает для выполнения основных служб. В их число входят вызовы прерываний BIOS (процедуры прерывания программ) для выполнения таких действий, как доступ к принтеру, видеоустройству и дисководам.
Вызовы прерываний BIOS образуют логическую основу функционирования системы. В процессе выполнения обычных системных функций BIOS и DOS постоянно передают друг другу управление системой. Подобные передачи управления — главный недостаток систем PC, оснванных на использовании DOS. В более совершенных операционных системах реализованы более эффективные методы выполнения системных функций, позволяющие избежать передачи управления через прерывания BIOS. Некоторые более старые компьютеры PC не могут поддерживать новое аппаратное обеспечение, поскольку их BIOS не поддерживает новые элементы. Чтобы обеспечить поддержку устройства, в подобного рода ситуациях обычно необходимо загрузить программу драйвера. Другая возможность — обновить версию BIOS на более совершенную. Эти действия приходится выполнять не особенно часто, поскольку модернизированные BIOS должны быть совместимыми с более ранними микропроцессорными наборами.
