Что управляет работой компьютера с момента включения и до моменты выключения
Обновлено: 06.07.2024
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление
2.1.1. Компьютер
Одним из важных объектов, изучаемых на уроках информатики, является компьютер, получивший своё название по основной функции — проведению вычислений (англ, computer — вычислитель).
Современный компьютер — универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.
Универсальным устройством компьютер называется потому, что он может применяться для многих целей — обрабатывать, хранить и передавать самую разнообразную информацию, использоваться человеком в разных видах деятельности.
Современные компьютеры могут обрабатывать разные виды информации: числа, текст, изображения, звуки. Информация любого вида представляется в компьютере в виде двоичного кода — последовательностей нулей и единиц. Некоторые способы двоичного кодирования представлены на рис. 2.1.
Информацию, предназначенную для обработки на компьютере и представленную в виде двоичного кода, принято называть двоичными данными или просто данными. Одним из основных достоинств двоичных данных является то, что их копируют, хранят и передают с использованием одних и тех же универсальных методов, независимо от вида исходной информации.
Способы двоичного кодирования текстов, звуков (голоса, музыки), изображений (фотографий, иллюстраций), последовательностей изображений (кино и видео), а также трёхмерных объектов были придуманы в 80-х годах прошлого века. Позже мы рассмотрим способы двоичного кодирования числовой, текстовой, графической и звуковой информации более подробно. Теперь же главное — знать, что последовательностям 1 и 0 в компьютерном представлении соответствуют электрические сигналы — «включено» и «выключено». Компьютер называется электронным устройством, потому что он состоит из множества электронных компонентов, обрабатывающих эти сигналы.
Обработку данных компьютер проводит в соответствии с программой — последовательностью команд, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи. Как и данные, программы представляются в компьютере в виде двоичного кода. Программно управляемым устройством компьютер называется потому, что его работа осуществляется под управлением установленных на нём программ. Это программный принцип работы компьютера.
Современные компьютеры бывают самыми разными: от мощных компьютерных систем, занимающих целые залы и обеспечивающих одновременную работу многих пользователей, до мини-компьютеров, помещающихся на ладони (рис. 2.2).
Сегодня самым распространённым видом компьютеров является персональный компьютер (ПК) — компьютер, предназначенный для работы одного человека.
2.1.2. Устройства компьютера и их функции
Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека (рис. 2.3). Но даже столь очевидное сходство не позволяет нам отождествлять человека с машиной хотя бы потому, что человек управляет своими действиями сам, а работа компьютера подчинена заложенной в него программе.
Процессор компьютера
Центральным устройством компьютера является процессор. Он организует приём данных, считывание из оперативной памяти очередной команды, её анализ и выполнение, а также отправку результатов работы на требуемое устройство. Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота и разрядность.
Процессор обрабатывает поступающие к нему электрические сигналы (импульсы). Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом. На выполнение процессором каждой операции выделяется определённое количество тактов.
Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) — миллионах тактов в секунду. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает компьютер. Тактовая частота современных процессоров уже превышает 1000 МГц = 1 ГГц (гигагерц).
Разрядность процессора — это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться одновременно. Разрядность процессоров современных компьютеров достигает 64.
Память компьютера
Память компьютера предназначена для записи (приёма), хранения и выдачи данных. Представим её в виде листа в клетку. Тогда каждая клетка этого листа будет изображать бит памяти — наименьший элемент памяти компьютера. В каждой такой «клетке» может храниться одно из двух значений: 0 или 1. Один символ двухсимвольного алфавита, как известно, несёт один бит информации. Таким образом, в одном бите памяти содержится один бит информации.
Различают внутреннюю и внешнюю память.
Внутренняя память компьютера
Внутренней называется память, встроенная в компьютер и непосредственно управляемая процессором. Во внутренней памяти хранятся исполняемые в данный момент программы и оперативно необходимые для этого данные. Внутренняя память компьютера позволяет передавать процессору и принимать от него данные примерно с такой же скоростью, с какой процессор их обрабатывает. Поэтому внутренняя память иначе называется оперативной (быстрой). Объём оперативной памяти современных компьютеров измеряется в гигабайтах.
Электрические импульсы, в форме которых информация сохраняется в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включён. После выключения компьютера вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.
К внутренней памяти компьютера относится также ПЗУ — постоянное запоминающее устройтво. В нём хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. После выключения компьютера информация в ПЗУ сохраняется.
Внешняя память компьютера
Для долговременного хранения программ и данных предназначена внешняя (долговременная) память. Внешняя память позволяет сохранять огромные объёмы информации. Информация во внешней памяти после выключения компьютера сохраняется. Различают носители информации — магнитные и оптические диски, энергонезависимые электронные диски (карты флеш-памяти и флеш-диски) и накопители (дисководы) — устройства, обеспечивающие запись данных на носители и считывание данных с носителей. Жёсткий диск — устройство, совмещающее в себе накопитель (дисковод) и носитель (непосредственно диск).
При запуске пользователем некоторой программы, хранящейся во внешней памяти, она загружается в оперативную память и после этого начинает выполняться.
Устройства ввода и вывода информации
Различные устройства компьютера связаны между собой каналами передачи информации (рис. 2.4).
Самое главное
Современный компьютер — универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.
Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека.
Вопросы
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию.
Компьютеры стандарта ATX запускаются не непосредственно при включении в сеть 220 вольт. Для начала работы надо выполнить дополнительные манипуляции (обычно, нажать кнопку Пуск). Это действие стало привычным, но некоторым пользователям по разным причинам необходимо иметь автоматическое включение компьютера – при подключении к сети 220 вольт или по установленному расписанию. Другим кажется удобным автозапуск после исчезновения и восстановления электричества (например, после разряда аккумуляторов ноутбука и последующим включении его в сеть). Настроить режим включения персонального компьютера при подаче питания несложно самостоятельно.
Как сделать включение компьютера при подаче питания
Управление запуском в персональном компьютере осуществляется посредством базовой системы (BIOS, UEFI), которая формирует сигнал на включение блока питания и далее на пуск ОС (Windows, Linux и т.п.). Так как базовая система запускается до загрузки ОС, то настройка режима включения не зависит от операционки и от ее версии.
В BIOS
При запуске компьютера надо войти в BIOS. Обычно это делается нажатием клавиши Del или F2. Нажимать надо вовремя, иначе есть шанс пропустить момент. Далее надо найти в меню пункт Power Management Setup (может называться по-другому, может находиться внутри расширенных настроек и т.д.).
В разделе надо выбрать строку PWRON After PWR-Fail. Для нее доступны варианты значений, оформленные в виде.
| Выбор значение | Действие |
|---|---|
| Power Off или Off | При подаче напряжения компьютер остается выключенным до нажатия кнопки Старт или других действий |
| Former-Sts или Last State | При появлении напряжения ПК возвращается к последнему статусу перед исчезновением питающей сети |
| Power ON или Always ON | Компьютер стартует при подаче сетевого напряжения |
Если выбрать последний пункт, то ПК будет включаться при появлении на блоке питания сетевого напряжения.
В UEFI
Bios, как базовая система, доминировала в персональных компьютерах долгие годы и десятилетия. Однако, несмотря на развитие и появление новых версий, со временем ее возможностей перестало хватать. На смену БИОС пришла система UEFI. Она выполняет те же функции по запуску и конфигурации компьютера, но имеет дополнительные возможности и может работать с более современным оборудованием. Принципиальным же отличием UEFI выглядит тот факт, что она является мини-операционной системой и поддерживает графику и мышь. В целом работа в UEFI более комфортна для пользователя.
Название BIOS стало настолько нарицательным, что даже более поздние системы используют этот термин в технической документации и в интерфейсах.
Принципиально установка заданной опции в UEFI не отличается от тех же действий в БИОС. Основная задача – найти соответствующий пункт в меню.
В данной версии он называется Restore AC Power Loss, и в нем также доступны три пункта меню. Они имеют те же значения, что и для БИОС. Сам раздел управления питанием находится в пункте расширенных настроек (Advanced).
Настройка автоматического включения ПК по расписанию
Иногда требуется включать компьютер в определенное время. Такая необходимость может возникнуть, когда требуется периодический дистанционный доступ к ПК. Для такой настройки надо войти в BIOS и выбрать пункт Power Management Setup.
Внутри этого раздела надо выбрать пункт Date и в открывшемся окне установить дату автоматического запуска. В следующей строке надо выбрать пункт Resume Time – здесь устанавливается время автоматического включения.
В других версиях пункт меню может называться Power On By RTC Alarm, а а подпункт установки времени RTC Alarm Time содержать разделы:
- RTC Alarm Hour – установка часов;
- RTC Alarm Minute, RTC Alarm Second – минуты и секунды соответственно.
В иных версиях БИОС и UEFI разделы и подразделы могут быть названы по-другому.
Дистанционное включения по сети Wake on Lan
Несколько более сложно настроить дистанционный пуск ПК по сети через функцию Wake On LAN (WOL). Зато в работе этот сервис удобнее - ПК можно включать удаленно в любое время. Проблема здесь в том, что в процессе управления завязана не только БИОС, но и материнская плата компьютера, а также сетевой адаптер. Железо должно поддерживать данную функцию (все, что выпущено после 2001 года, проблем не создаст).
Для большинства моделей, выполненных на Pentium II и III, для реализации функции WOL надо найти на матплате трехштырьковый разъем, маркированный Wake On LAN, и соединить его специальным кабелем с таким же разъемом на сетевой плате.
Далее в BIOS надо зайти в раздел «продвинутых» (Advanced) настроек и выбрать пункт управления питанием (Power). Определенную проблему представляет тот факт, что в базовой системе термин Wake On LAN не применяется. Надо искать такие фразы, как:
- Wake-Up by PCI-E device;
- Power on by Ethernet Card;
- Power on by PCI device;
- другие близкие по смыслу термины.
Здесь надо включить функцию Power on by PCI device.
В современных системах UEFI удаленное включение невозможно, если включены некоторые дополнительные функции, например ErP (EuP), задающая минимальное энергопотребление в ждущем режиме, или CEC 2019 Ready – примерно то же самое, но по стандартам США.
Далее надо настроить сетевой адаптер. В меню Windows "Сеть и Интернет" в разделе "Состояние" в подразделе "Изменения сетевых параметров" надо перейти в меню "Настройка параметров адаптера". Откроется окно "Сетевые подключения". В открывшемся окне свойств сетевого адаптера активировать кнопку "Настроить. ".
На вкладке «Дополнительно» включить параметры, связанные с Wake Up LAN. Ориентироваться надо на фразы Wake Up, Magic packet, Включение по локальной сети и т.п.
После этого на вкладке «Электропитание» отметить соответствующие пункты, название которых зависит от драйвера сетевой карты.
После включения режима WOL надо установить программное обеспечение, работающее под основной операционной системой. Для Windows это будут, например, программы:
- утилита broadc.exe – для локальной сети;
- wol.exe – для управления через интернет.
Также существует множество программ, имеющих более широкий функционал, в которые включена реализация функции WOL. К ним относится широко известный TeamViewer и т.д.
Среди пользователей Linux популярна программа wakeonlan.
Включать питание дистанционно можно и с помощью активации других опций меню Power. Так, включение опции Power on by ring запускает компьютер при появлении сигнала на шине приема COM-порта. COM-порт является устаревшим, поэтому мало у какого компьютера есть физический последовательный порт. Поэтому эту функцию обычно используют совместно со встроенным модемом, который эмулирует работу с COM-портом. Отсюда и название функции – «Включение по звонку».
Также имеются и другие опции, позволяющие привести компьютер в состояние готовности по внешнему сигналу. Но не все из них включают питание – некоторые могут лишь вывести ПК из режима Sleep. Это надо учитывать при организации работы сети.
Причина самопроизвольного запуска при включении электричества
Вопреки распространенному мнению, на несанкционированный запуск ПК состояние кнопки Старт влияет редко. Дело в том, что контакты этой кнопки действуют на замыкание. Для ложного срабатывания должно произойти замыкание контактов, а при таких маленьких токах (порядка единиц или десятков миллиампер) и при низких напряжениях залипание контактной группы маловероятно по сравнению с износом или окислением. Поэтому чаще всего проблему надо искать не в железе, а в программном обеспечении.
Если есть подозрение, что проблема в BIOS (UEFI), то первое, что надо сделать – отменить все недавние изменения, после которых началось самопроизвольное включение. Если это не помогло, надо войти в режим настройки Power Management и тщательно проверить каждый пункт. Часть функций не всегда правильно работает и может вызвать указанную проблему. Те опции, без которых можно обойтись, надо выключить.
Также надо помнить, что несанкционированный самозапуск могут вызывать некоторые вирусы. Надо попробовать их отловить специальными программами.
Самый простой способ избавиться от проблемы, если она исходит от базовой системы, это сбросить настройки до заводских. Надо выбрать соответствующий пункт в меню или нажать выделенную для этого клавишу на клавиатуре (для этого надо войти в БИОС или в UEFI). В системе BIOS это, обычно, F9. Того же результата можно добиться, удалив на несколько секунд батарейку на материнской плате. После этого можно осторожно включать опции по одной и отслеживать поведение компьютера. Если выяснится, что какая-либо функция виновата в сложившейся ситуации, ее надо деактивировать.
Проблема может быть и на уровне операционной системы. Так, некоторые программы, утилиты или драйверы способны вызывать рестарт ПК. Если ОС настроена на создание контрольных точек, надо попытаться откатить систему до ближайшей контрольной точки и проверить, будет ли эффект сохраняться. Если не поможет – до следующей точки и т.д. Если контрольные точки не создаются, можно удалять по одной недавно установленные программы и отслеживать наличие проблемы.
Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.
Изменение режима включения компьютера при подаче сетевого напряжения, с одной стороны, несложно. С другой – потребуются базовые знания английского (если меню ПО не поддерживает русский язык), а также определенную квалификацию, чтобы среди множества терминов найти нужный. Поэтому каждое действие должно быть осознанным. Иначе вместо повышения удобства работы можно получить множество проблем – мелких, но неприятных.
Есть несколько разных способов автоматического включения, зависящих от того, каким способом был выключен компьютер и от того когда именно нужно включать компьютер.
BIOS
Во-первых, AC Power Lost = always задает поведение при включении питания. Поведение зависит от того каким образом была выключена система - внезапно или штатно. Т. е. была выдана команда на работу в дежурном режиме или нет.
Значение last state задаст возобновление предыдущего состояния. Был включен - включится, не был - не включится.
Значение off задает отказ от включения в любом случае
Далее с помощью параметров Resume by Alarm можно задать постоянное расписание включения компьютера. Задается месяц, число и время для автоматического включения компьютера. Для числа и месяца равных 0 - это ежедневно. Именно так включаются у нас фирме компьютеры. Чтобы человеку не приходилось ждать и терять рабочее время. Для обеспечения выключения компьютеров в конце дня и по выходным используются бесплатная программа nncron. там это легко настроить.
Для включеия компьютера, который не выключен, а просто уведен в спящий режим, используется штатный планировщик заданий. Создается произвольное задание и для него ставится признак "разбудить для выполнения задания". Можно поставить задание так, чтобы оно срабатывало, скажем 1 раз в 10 секунд и тогда компьютеру просто не удастся заснуть. :)
Это все простые методы, которые были доступны даже на очень старом железе и Win9x. Для современного железа есть абсолютно иные методы. С их помощью сисадмин может полностью удаленно управлять компьютером. В том числе включать, входить в настройки BIOS и т. п. У Intel это технология AMT и VPro .
AC PWR Loss Restart (включить компьютер после пропадания питания) - разрешение этого параметра позволяет включить компьютер после пропадания питания. В противном случае после восстановления питания компьютер не включится и необходимо будет снова нажать кнопку подачи питания (Power). Может принимать значения:
Enabled - разрешено
Disabled - запрещено поставить упс - если хороший то около часу может выдержать без света. чтобы упс поставить - надо комп выключить. а выключать его нельзя о_О vovchik kulibin Просветленный (48135) я думаю на минуту выключить по сравнению с а в 08:03:22 отключили свет. некоторые сайты (которые используют базу данных с компа) не работали до 18.03. . страшного не случится. ведь аварийное отключение питания приводят к сбою системы. я думаю лучше упс и не придумаешь. Вообще возможно! Я не знаю ссылку! И к сожалению не помню названия программы! Но она включает и выключает комп! Вспомню напишу! Есть решение такой проблемы.
Все зависит от БИОСа. Там настройках что-то типа Power Management Features (или что-то похожее) есть функция Restore on AC Power Loss. Она обычно выключена (Off/Disable). Надо ее включить. Тогда комп. включится если вдруг электричество кончилось. Но в разных версиях БИОСа по-разному реализовано. Хотя понять и найти можно.
в биосе можно настроить включение на определенное время. А в вашем случае советую поставить бесперебойник (UPS), в случает отклбчения комп может протянуть некоторое время + перед выключением будет постоянно пищать, если дома кто-нить есть - обратит внимание и потом врубит комп.
В настройках БИОС можно включить или отключить функцию автоматического управления питанием ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) - пункт меню ACPI Function (иногда эта функция включена по умолчанию и данный пункт меню отсутствует) .
В настройке ACPI Suspend Type можно выбрать режим энергосбережения в ждущем (дежурном) режиме. Обычно доступны следующие варианты:
Режим S1 (POS - Power on Suspend) - в ждущем режиме компьютер отключает только монитор и жесткие диски, все остальное продолжает работать в обычном режиме.
Режим S3 (STR - Suspend to RAM) - состояние всех устройств запоминается в ОЗУ, а сами устройства отключаются, при этом питание подается только на модули памяти, где и сохраняется информация о состоянии системы до момента выхода и ждущего режима.
Режим S1&S3 - сочетание двух предыдущих режимов, подразумевающее их последовательное включение (сначала включается режим S1, а по истечении определенного времени - режим S3).
Настройка Off By Power button (или Soft off by PWR-BTTN или Power Button Mode) позволяет установить действие, происходящее при нажатии кнопки Power (кнопка включения-выключения компа) . Это может быть либо немедленное отключение (значение Instant-off или on/off), либо переход в ждущий (Suspend) режим (значение Delay 4 sec. или Suspend) - в этом случае компьютер отключается при удержании кнопки Power в течение более 4 секунд.
В этом же меню могут задаваться события, способные вывести компьютер из режима сна, - обычно это пункт PME Event Wake Up (или PCI PME Wake Up или Wake Up by PCI Card), который обеспечивает включение функции пробуждения по сигналу Power Management Event, подаваемого от устройства PCI.
Пункты Modem Ring On (или Power On by Ring), Power On by Mouse и Power On by Keyboard позволяют задействовать возможность включения компьютера по звонку на модем, по сигналу, соответственно, от мыши или клавиатуры (причем для них еще бывает возможность выбрать, по нажатии какой именно клавиши или их комбинации произойдет включение компа) .
Еще одна настройка, которая может быть полезна практически всем пользователям, - это Restore on AC Power Loss (или PWRON After PWR-Fail или AC BACK Function), которая определяет состояние компа после прерывания питания (т. е. временного отключения электричества, "проседания" напряжения в сети и т. п.) , а так же после подачи питания (например, втыкания кабеля питания в розетку, причем даже если кнопка включения компа и не нажимается) . Для этой настройки можно задать следующие значения:
Power Off (или OFF или Soft-Off) - при появлении питания комп всегда остается в выключенном состоянии (его включение может быть произведено только кнопкой POWER);
Power On (или ON или Full-On) - при появлении питания комп всегда включается, даже если до того он был выключен пользователем;
Last State (или Former-Sts или Memory) - при прерывании питания комп запоминает свое состояние, в котором он находился на этот момент, а после появления питания комп принимает это же состояние, т. е. если в момент пропадания питания он был выключен, то после его появления он так и останется в выключенном состоянии, а если комп был включен, то после его появления он сам и включится) .
Так что если вы вдруг обнаружите, что после каких-либо проблем с электричеством ваш комп самопроизвольно включается, и вас это не устраивает, то следует проверить установки, заданные в этом пункте меню в БИОСе.
Для конкретизации изложения рассмотрим процесс загрузки компьютера, оснащенного материнской платой, на которой установлен BIOS AWARD и Intel-совместимый микропроцессор, а в качестве ОС - Windows 98.
После нажатия кнопки Power источник питания выполняет самотестирование. Если все напряжения соответствуют номинальным, источник питания спустя 0,1. 0,5 с выдает на материнскую плату сигнал PowerGood, а специальный триггер, вырабатывающий сигнал RESET, получив его, снимает сигнал сброса с соответствующего входа микропроцессора. Следует помнить, что сигнал RESET устанавливает сегментные регистры и указатель команд в следующие состояния (неиспользуемые в реальном режиме биты не указываются): CS = FFFFh; IP = 0; DS = SS = ES = 0 и сбрасывает все биты управляющих регистров, а также обнуляет регистры арифметическо-логического устройства. Во время действия сигнала RESET все тристабильные буферные схемы переходят в высокоимпендансное состояние. С момента снятия этого сигнала микропроцессор начинает работу в реальном режиме и в течение примерно 7 циклов синхронизации приступает к выполнению инструкции, считываемой из ROM BIOS по адресу FFFF:0000. Размер области ROM BIOS от этого адреса до конца равен 16 байт, и в ней по указанному адресу записана команда перехода на реально исполняемый код BIOS. В этот момент процессор не может выполнять никакую другую последовательность команд, поскольку нигде в любой из областей памяти, кроме BIOS, ее просто не существует. Последовательно выполняя команды этого кода, процессор реализует функцию начального самотестирования POST (Power-On Self Test). На данном этапе тестируются процессор, память и системные средства ввода/вывода, а также производится конфигурирование программно-управляемых аппаратных средств материнской платы. Часть конфигурирования выполняется однозначно, другая часть может определяться положением джамперов (перемычек или переключателей) системной платы, но ряд параметров возможно (а иногда и необходимо) устанавливать пользователю. Для этих целей служит утилита Setup, встроенная в код BIOS. Параметры конфигурирования, установленные с помощью этой утилиты, запоминаются в энергонезависимой памяти, питаемой от миниатюрной батарейки, размещенной на материнской плате. Часть из них всегда хранится в традиционной CMOS Memory, объединенной с часами и календарем RTC (Real Time Clock). Другая часть (в зависимости от фирмы-производителя) может помещаться и в энергонезависимую (например, флэш) память (NVRAM). Кроме этой части статически определяемых параметров, имеется область энергонезависимой памяти ESCD для поддержки динамического конфигурирования системы Plug and Play, которая может автоматически обновляться при каждой перезагрузке компьютера.
Утилита BIOS Setup имеет интерфейс в виде меню или отдельных окон, иногда даже с поддержкой мыши. Для входа в Setup во время выполнения POST появляется предложение нажать клавишу DEL. В других типах BIOS (в отличие от указанного выше) для этого может использоваться сочетание клавиш Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Esc, клавиша Esc, бывают и другие варианты (например, нажать клавишу F12 в те секунды, когда в правом верхнем углу экрана виден прямоугольник). В последнее время появились версии BIOS, в которых вход в Setup осуществляется нажатием клавиши F2, однако чаще клавиши F1 или F2 используются для вызова меню Setup, если POST обнаружит ошибку оборудования, которая может быть устранена сменой начальных установок. Для некоторых BIOS удержание клавиши INS во время POST позволяет установить настройки по умолчанию, отменяя все "ускорители". Это бывает удобно для восстановления работоспособности компьютера после попыток его неудачного "разгона". Выбранные установки сохраняются при выходе из Setup (по желанию пользователя) и начинают действовать с момента следующего выполнения POST.
При выполнении каждой подпрограммы POST записывает ее сигнатуру (код) в диагностический регистр. Этот регистр физически должен располагаться на специальной плате диагностики (сигнатурном анализаторе, или так называемой POST-карте), устанавливаемой в слот системной шины при анализе неисправности. Такие POST-карты бывают в двух исполнениях: для шин ISA и PCI. На данной плате обязательно устанавливается двухразрядный семисегментный индикатор, высвечивающий содержимое регистра диагностики. Возможно также наличие двоичного индикатора адреса. В пространстве ввода/вывода регистр занимает один адрес, зависящий от архитектуры РС (версии BIOS). Например, для ISA, EISA - 80h; ISA Compaq - 84h; ISA-PS/2 - 90h; для некоторых моделей EISA - 300h; MCA-PS/2 - 680h. Имея в наличии подобный сигнатурный анализатор по индицируемым кодам, можно определить, на каком этапе остановился POST. Зная специфическую таблицу сигнатур для каждой версии BIOS, легко определить неисправность системной платы.
Перечислим в порядке выполнения основные тесты POST для BIOS AWARD V4.51 и их сигнатуры, высвечиваемые POST-картой на индикаторе регистра диагностики. Следует отметить, что далеко не все перечисленные ниже коды видны на индикаторе в процессе нормальной загрузки компьютера: некоторые высвечиваются лишь в том случае, если POST останавливается. Происходит это потому, что многие подпрограммы POST исполняются настолько быстро, что человеческий глаз не в состоянии уследить за индицируемым состоянием регистра диагностики, а некоторые коды появляются только при обнаружении неисправности. Для указанной версии BIOS первой исполняемой сигнатурой в последовательности POST является C0:
C0 - осуществляется программирование регистров микросхемы Host Bridge для установки следующих режимов:
запрещается Internal и External Cache, а также операции с кэш-памятью;
перед запретом Internal Cache очищается;
Shadow RAM запрещается, вследствие чего происходит направление непосредственно к ROM циклов обращения к адресам расположения System BIOS. Эта процедура должна соответствовать конкретному чипсету;
далее программируются РIIХ ресурсы: контроллер DMA, контроллер прерываний, таймер, блок RTC. При этом контроллер DMA переводится в пассивный режим.
C1 - с помощью последовательных циклов запись/чтение определяется тип памяти, суммарный объем и размещение по строкам. И в соответствии с полученной информацией настраивается DRAM-контроллер. На этом же этапе процессор должен быть переключен в Protected Mode (защищенный режим).
C3 - проверяются первые 256 Кб памяти, которые в дальнейшем будут использованы как транзитный буфер, а также осуществляется распаковка и копирование System BIOS в DRAM.
C6 - по специальному алгоритму определяется наличие, тип и параметры External Cache.
CF - определяется тип процессора, а результат помещается в CMOS. Если по каким-либо причинам определение типа процессора закончилось неудачно, такая ошибка становится фатальной, и система, а соответственно и выполнение POST, останавливается.
05 - осуществляется проверка и инициализация контроллера клавиатуры, однако на данный момент прием кодов нажатых клавиш еще не возможен.
07 - проверяется функционирование CMOS и напряжение питания ее батареи. Если фиксируется ошибка питания, выполнение POST не останавливается, однако BIOS запоминает этот факт. Ошибка при контрольной записи/чтении CMOS считается фатальной, и POST останавливается на коде О7.
BE - программируются конфигурационные регистры Host Bridge и PIIX значениями, взятыми из BIOS.
0A - генерируется таблица векторов прерываний, а также производится первичная настройка подсистемы управления питанием.
0B - проверяется контрольная сумма блока ячеек CMOS, а также, если BIOS поддерживает PnP, выполняется сканирование устройств ISA PnP и инициализация их параметров. Для PCI-устройств устанавливаются основные (стандартные) поля в блоке конфигурационных регистров.
0C - инициализируется блок переменных BIOS.
0D/0E - определяется наличие видеоадаптера путем проверки наличия сигнатуры 55АА по адресу начала Video BIOS (C0000:0000h). Если Video BIOS обнаружен и его контрольная сумма правильная, включается процедура инициализации видеоадаптера. С этого момента появляется изображение на экране монитора, высвечивается заставка видеоадаптера, инициализируется клавиатура. Далее по ходу POST тестируется контроллер DMA и контроллер прерываний.
30/31 - определяется объем Base Memory и External Memory, и с этого момента начинается отображаемый на экране тест оперативной памяти.
3D - инициализируется PS/2 mouse.
41 - производится инициализация подсистемы гибких дисков.
42 - выполняется программный сброс контроллера жестких дисков. Если в Setup указан режим AUTO, производится детектирование устройств IDE, в противном случае параметры устройств берутся из CMOS. В соответствии с конфигурацией системы размаскируются прерывания IRQ14 и IRQ15.
45 - инициализируется сопроцессор FPU.
4E - настраивается клавиатура USB. На данном этапе становится возможен вход в CMOS Setup по нажатию клавиши DEL.
4F - осуществляется запрос на ввод пароля, если это предусмотрено установками CMOS Setup.
52 - производится поиск и инициализация ПЗУ дополнительных BIOS, а также картируется каждая из линий запросов прерывания PCI.
60 - если в Setup включен данный режим, устанавливается антивирусная защита BOOT Sector.
62 - осуществляется автоматический переход на зимнее или летнее время, для клавиатуры настраиваются состояние NumLock и режим автоповтора.
63 - корректируются блоки ESCD (только для PNP BIOS) и производится очистка ОЗУ.
B0 - это состояние записывается в регистр сигнатурного анализатора только в случае наличия ошибок, например, при тесте Extended Memory. Если при работе в Protected Mode сбои отсутствуют, то POST не включает эту ветвь. При наличии страничных нарушений и других исключительных ситуаций управление будет передано на эту процедуру, она выведет код B0 в порт 80(84)h и остановится.
FF - последний этап, на котором подводится итог тестирования, - успешная инициализация аппаратных средств компьютера сопровождается одиночным звуковым сигналом, после чего осуществляется передача управления загрузчику BOOT-сектора.
Порядок поиска загрузочного диска на компьютерах x86 (FDD, жесткие диски IDE и SCSI, устройства CD-ROM) задает BIOS. Современные BIOS позволяют переконфигурировать этот порядок, называемый последовательностью загрузки (boot sequence). Если при этом дисковод A: включен в последовательность загрузки первым и в нем находится дискета, BIOS попытается использовать эту дискету в качестве загрузочной. Если дискеты в дисководе нет, BIOS проверяет первый жесткий диск, который к этому времени уже инициализировался, и выполняет команду INT19h. Процедура обработки прерывания INT19h для загрузки BOOT-сектора должна прочитать сектор с координатами Cylinder:0 Head:0 Sector:1 и поместить его по адресу 0000:7С00h, после чего осуществляется проверка, является ли диск загрузочным. Сектор MBR (Master Boot Record - главная загрузочная запись) на жестком диске находится по тому же физическому адресу, что и BOOT-сектор на дискете (цилиндр 0, сторона 0, сектор 1).
На следующем этапе IO.SYS считывает информацию из системного реестра, а также исполняет файлы CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT (при их наличии в корневом каталоге). При этом загружаются драйверы устройств, работающих в реальном режиме работы процессора, выполняются некоторые системные установки. Ниже приводится неполный список возможных драйверов и программ, загружаемых на данном этапе.
DBLSPACE.BIN или DRVSPACE.BIN. Драйвер сжатия дисков.
HIMEM.SYS. Администратор верхней памяти в реальном режиме работы процессора.
IFSHLP.SYS. Оказывает содействие при загрузке VFAT и прочих файловых систем, поддерживающих Windows 98.
SETVER.EXE. Утилита, подменяющая номер версии операционной системы. Существуют программы, ориентированные на более ранние версии операционных систем и отказывающиеся функционировать под Windows 98. Благодаря SETVER.EXE подобной программе возвращается именно тот номер версии DOS, который ее устраивает.
DOS=HIGH. Загружает DOS в область памяти HMA. Если в файле конфигурации CONFIG. SYS содержится инструкция для загрузки администратора отображаемой памяти EMM386.EXE, в эту строку добавляется параметр UMB, позволяющий EMM386.EXE использовать верхнюю память.
Нужно помнить, что IO.SYS не загружает администратор EMM386.EXE автоматически. Поэтому, если планируется его использование, в файл CONFIG.SYS необходимо вставлять строку DEVICE=EMM386.EXE.
FILES=30. В этой строке определяется число создаваемых дескрипторов файла. Windows 98 не использует это параметр; он включен для совместимости с предыдущими версиями программ.
LASTDRIVE=Z. Здесь определяется последняя буква для логических дисков. Эта опция также введена для обратной совместимости и не используется Windows 98.
BUFFER=30. Определяет число создаваемых файловых буферов. Буферы файлов используются приложениями при вызовах подпрограмм ввода/вывода из файла IO.SYS.
STACKS=9,256. Этой записью определяется число кадров стека и размер каждого кадра.
FCBS=4. Данная команда задает число блоков управления файлом. Оба последних параметра применяются только для обратной совместимости.
На последнем этапе загружается и запускается файл WIN.COM. Он обращается к файлу VMM32.VXD. Если в компьютере установлен достаточный объем ОЗУ, то этот файл загружается в память, в противном случае организуется доступ к этому файлу на жестком диске, что, естественно, увеличивает время загрузки. Загрузчик драйверов реального режима сравнивает копии виртуальных драйверов устройств (VxD) в папке Windows/System/VMM32 и файле VMM32.VXD. Если виртуальный драйвер устройства существует и в папке, и в файле, копия виртуального драйвера "помечается" в файле VMM32.VXD как незагружаемая. Виртуальные драйверы устройств, не загруженные с помощью файла VMM32.VXD, загружаются из раздела [386 Enh] файла SYSTEM.INI папки Windows. Во время описанного процесса загрузчик драйверов виртуальных устройств реального режима постоянно проверяет правильность загрузки всех необходимых виртуальных драйверов устройств, а при появлении ошибки при загрузке нужного драйвера он пытается выполнить эту операцию еще раз. После загрузки виртуальные драйверы устройств реального режима инициализируются, затем файл VMM32.VXD переключает процессор в защищенный режим, и начинается процесс инициализации виртуальных драйверов устройств согласно их параметру InitDevice. Процедура загрузки ОС заканчивается загрузкой файлов KRNL32.DLL, GDI.EXE, USER.EXE и EXPLORER.EXE. Если компьютер подключен к сети, то загружается сетевое окружение. Пользователю предлагается ввести имя и пароль для входа в сеть. Затем из системного реестра загружается конфигурация с параметрами, установленными по умолчанию. На последней фазе загрузки операционной системы производится обработка содержимого папки Startup (Автозагрузка) и запускаются указанные в ней программы. После этого ОС готова к работе.
Существует несколько стандартных способов, позволяющих видоизменить описанную выше процедуру запуска:
- при исполнении POST на этапе проверки памяти и инициализации загрузочных устройств нажать кнопку клавиатуры DEL для входа в программу Setup;
- вставить перед окончанием теста оборудования загрузочный диск (например, аварийный диск Windows 98);
- внести исправления в файл CONFIG.SYS;
- отредактировать файл AUTOEXEC.BAT.
Помимо них, Windows 98 предоставляет ряд менее очевидных методов для выполнения этой же задачи:
- после завершения теста оборудования клавишей F8 вызвать меню Startup;
- отредактировать инструкции запуска системы в файле MSDOS.SYS;
- использовать один из перечисленных методов для "остановки" в режиме DOS, после чего запустить Windows из командной строки с набором необходимых ключей;
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 44 за 2000 год в рубрике hard :: pc
Читайте также: