Kompiuterio įkrova, sisteminės programos, BIOS, UEFI

Kompiuterių sistemų kokybė

Kompiuterio paleidimas

• Įjungus kompiuterį, pagrindinio procesoriaus registrai yra nustatomi į pradines reikšmes (reset).

• Intruction pointer registras nustatomas į reikšmę 0xFFFFFFF0. Iš šio adreso užkraunama ir vykdoma pirmoji procesoriaus instrukcija.

• cr1 registras nustatomas į reikšmę 0x00000000. Vienas iš šio registro bitų, PE bitas, nustato procesorių į Real mode.

2

Kompiuterio paleidimas

• Adresas 0xFFFFFFF0 aparatiškai nukreipiamas į sisteminės programos bloką.

• Sisteminė programa pasileidžia ir vykdo kompiuterio įkrovos procesą.

• Pirmoji įkrovos proceso dalis: POST (Power On Self Test – savęs patikrinimas paleidžiant) vykdymas.

3

Sisteminės programos

• Asmeniniuose kompiuteriuose sisteminė programa saugoma atskiroje pastovios atminties mikroschemoje. Bendrai tai apibūdina angliškas terminas firmware.

• Šiuo metu AK naudojamos dviejų tipų sisteminės programos:

– BIOS - Basic Input/Output System

– UEFI - Unified Extensible Firmware Interface

4

Firmware

5

BIOS

• Pavadinimas pradėtas naudoti CP/M OS, kurios pagrindu buvo sukurtas DOS

• IBM tipo AK naudojamas nuo pirmojo kompiuterio – 1981 m.

• Pradžioje buvo saugomas ROM, EPROM, EEPROM lustuose. Maždaug nuo 1995 naudojama Flash tipo atmintis.

6

BIOS paskirtis

7

Kompiuterio aparatūra

Operacinė sistema (OS)

BIOS paskirtis

• Kompiuterio aparatūros tikrinimas paleidimo metu: POST (Power On Self Test)

• Kompiuterio aparatūros parametrų konfigūravimas bei OS įkrovos konfigūravimas: BIOS Setup

• Operacinės sistemos įkrovimas: OS Boot • BIOS servisų aparatinių pertraukčių aptarnavimas:

senovinėms OS suteikia priėjimą prie pagrindinių įrenginių tokių kaip ekranas, klaviatūra, pelė, nuoseklūs ir lygiagretūs prievadai, kietieji diskai ir kt.

• Sudėtingų papildomų įrenginių BIOS paleidimas.

8

POST kodai

Kodas Aprašymas

08 Initializes the CPU. The BAT test is being done on KBC.

0C Detects the presence of Keyboard in KBC port.

24 Uncompress and initialize any platform specific BIOS modules.

3A Initialize RTC date/time.

87 Execute BIOS setup if needed / requested.

9

POST plokštės

10

BIOS gamintojai

• Šiuo metu daugumoje kompiuterių naudojamos šių kompanijų BIOS programos:

– Phoenix Technologies.

– Award Software International Inc. Dabar priklauso Phoenix Technologies.

– American Megatrends Inc. (AMI)

11

Award BIOS

• Setup paleidžiamas šiais klavišais:

– Del

– Ctrl+Alt+Esc

12

Phoenix BIOS

• Setup paleidžiamas šiais klavišais:

– Del

– Ctrl+Alt+Esc

– Ctrl+Alt+Ins

– Ctrl+Alt+S

13

AMI BIOS

• Setup paleidžiamas šiais klavišais:

– Del

– F1

– F2

14

BIOS Identifikacija CPU-Z

15

BIOS atnaujinimas (1)

Šiuolaikiniai BIOS saugomi Flash atmintyje, todėl juos galim perrašyti. Kodėl reikia atnaujinti BIOS:

• Naujų įrenginių palaikymas (procesorių, atminties, kietų diskų)

• Sistemos našumo pagerinimas (procesoriaus mikrokodo atnaujinimai)

• Sistemos stabilumo pagerinimas, klaidų ištaisymai

16

BIOS atnaujinimas (2)

BIOS atnaujinimui reikalinga speciali programa. Skirtingi BIOS gamintojai ir pagrindinių plokščių gamintojai naudoja skirtingas programas. Trys pagrindinės rūšys:

• Integruotos pačiame BIOS, paleidžiama paspaudus klavišą įkrovos metu.

• Veikiančios iš DOS.

• Veikiančios iš Windows OS.

17

AMIFlash

18

Award WinFlash

19

Gigabyte Q-Flash ir @BIOS

• Pasiekiamas įkrovos metu paspaudus End klavišą

20

BIOS privalumai/trūkumai

Privalumai: • Laiko patikrintas • AK industrijos faktinis

standartas • Paprastas • Palaiko visos OS

GPT – GUID Partition Table

Trūkumai • Veikia tik 16 bitų režimu • Tik 1 MB adresuojamos

atminties • Neatitinka šiuolaikinių

sistemų poreikių, pvz.: negali pradėti OS įkrovos iš GPT formato diskų, negali krauti OS iš >2TB diskų, etc.

21

UEFI

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) yra šiuolaikinis AK firmware, neturintis BIOS trūkumų.

• Pradėtas kurti Intel 1998 metais.

• Dabar tvarkomas Unified EFI Forum organizacijos, įkurtos 2005 m.

• Pirmieji kompiuteriai su UEFI pasirodė 2000 m.

22

UEFI savybės

• Pradinis firmware kodas saugomas Flash atmintyje, kaip ir BIOS

• Išplėtimo programos gali būti saugomos bet kokiame vidiniame ar išoriniame pastovios atminties įrenginyje

• Jokių apribojimų atminčiai, įrenginių palaikymui, etc.

• MBR ir GPT diskų palaikymas • Galima įkrauti OS, palaikančias tik BIOS,

naudojant UEFI BIOS išplėtimus

23

UEFI savybės

• Gali užkrauti OS iš 2TB ir didesnės talpos diskų

• Greitesnis kompiuterio įkrovos procesas

• Palaikomos ne tik Intel x86 ir AMD64 bet ir kitos procesorių architektūros

• Nuo procesoriaus architektūros nepriklausomos tvarkyklės

• Lanksti aplinka, palaiko grafinį ir tekstinį režimus, tinklą

• Modulinė architektūra

• Boot manager programa

• Saugios įkrovos galimybė (secure boot)

24

UEFI naudojimas

Šiuo metu UEFI naudojamas:

• Darbo stotyse, serveriuose.

• Apple Mac kompiuteriuose. Šie turi UEFI papildymus BIOS funkcijų palaikymui, todėl gali įkrauti ir tik BIOS palaikančias Microsoft OS.

• Įterptinėse sistemose

• Paprastuose nešiojamuose ir staliniuose AK. Windows 7 x64 ir Windows 8 x64 turi UEFI palaikymą

25

UEFI pavyzdys

26

Award BIOS nustatymai

• Standard CMOS Features • Advanced BIOS Features • Integrated Peripherals • Power Management Setup • PnP/PCI Configurations • PC Health Status • MB Intelligent Tweaker(M.I.T.) • Load Fail-Safe Defaults, Load Optimized Defaults • Set Supervisor Password, Set User Password • Save & Exit Setup, Exit Without Saving

27

Standard CMOS Features

• Date, Time

• IDE Channel n Master/Slave: – Auto, None

– Manual

• Access Mode: Auto, CHS, LBA, Large

• Capacity, Cylinder, Head, Precomp, Landing Zone, Sector

• Drive A: – None, 360K/5.25", 1.2M/5.25", 720K/3.5“, 1.44M/3.5", 2.88M/3.5“

• Floppy 3 Mode Support

• Halt on: – No Errors, All Errors, All But Keyboard, All But Diskette, All But

Disk/Key

• Memory (tik informacija)

28

Advanced BIOS Features

• Hard Disk Boot Priority

• First/Second/Third Boot Device:

– Floppy, LS120, Hard Disk, CDROM, ZIP, USB-FDD, USB-ZIP, USB-CDROM, USB-HDD, Legacy LAN, Disabled

• Password Check:

– Setup, System

• HDD S.M.A.R.T. Capability

• CPU Hyper-Threading

• Limit CPUID Max. to 3 29

Advanced BIOS Features

• No-Execute Memory Protect

• CPU Enhanced Halt (C1E)

• CPU Thermal Monitor

• CPU EIST Function / Cool'n'Quiet

• Virtualization Technology

• Full Screen LOGO Show

• Init Display First: – PCI, AGP, PEG

30

Integrated Peripherals (1)

• SATA AHCI Mode

• SATA Port Native Mode

• USB Controller

• USB 2.0 Controller

• USB Keyboard Support

• USB Mouse Support

• Legacy USB storage detect

• Audio Codec

31

Integrated Peripherals (2)

• Onboard LAN

• LAN Diagnostics (Smart LAN)

• Onboard Serial Port

• Onboard Parallel Port

• Parallel Port Mode

– SPP, EPP, ECP, ECP+EPP

32

Power Management Setup (1)

• ACPI Suspend Type

– S1(POS), S3(STR)

• Soft-Off by PWR-BTTN

– Instant-Off, Delay 4 Sec

• PME Event Wake Up

• Power On by Ring

• Resume by Alarm

– Disabled, Date/Time

33

Power Management Setup (2)

• Power On By Mouse

• Power On By Keyboard

• KB Power ON Password

– Slaptažodis sistemos paleidimui

• AC Back Function

– Soft-Off, Full-On, Memory

34

PC Health Status / PC Monitor

• Voltage: – Vcore, DDR, +3.3V, +5V, +12V

• System/CPU Temperature

• CPU/SYSTEM/POWER FAN Speed

• CPU Warning Temperature

• CPU/SYSTEM/POWER FAN Fail Warning

• CPU Smart FAN Control

• CPU Smart FAN Mode – Voltage, PWM

35

Advanced Chipset Features, Intelligent Tweaker

• CPU Clock Ratio • CPU Host Frequency • PCI Express Frequency / PCI Frequency • Memory Frequency • CPU Voltage Control • RAM OverVoltage Control • PCI-E OverVoltage Control • FSB OverVoltage Control • MCH OverVoltage Control

36

Kitos galimybės

• Fail-Safe Defaults: stabiliausią sistemos darbą užtikrinantys nustatymai.

• Optimized Defaults: optimalų našumo/stabilumo santykį užtikrinantys nustatymai.

• Supervisor/User Password

• Save & Exit

• Exit Without Saving

37

Papildomi nustatymai

Award BIOS papildomi nustatymai pasiekiami pagrindiniame meniu nuspaudus Ctrl+F1. Dažniausiai tai atveria galimybę reguliuoti įvairius RAM parametrus:

• CAS Latency Time

• DRAM RAS# to CAS# Delay

• DRAM RAS# Precharge

• Precharge delay (tRAS)

38

Pristatymų temos kitai savaitei

• x86 architektūros asmeninių kompiuterių įkrovos procesas, įvairios įkrovos programos (NTLDR, BOOTMGR, GRUB, LILO, etc.)

• Patikimos platformos modulio (Trusted Platform Module, TPM) funkcijos ir naudojimas

• UEFI saugios įkrovos protokolas (UEFI secure boot protocol) ir jo naudojimas Windows 8

• UEFI nustatymai ir galimybės konkrečiame kompiuteryje (turintiems kompiuterį su UEFI)

39

Pabaiga

• Šios skaidrės yra prieinamos adresu: http://masalskis.net/ksk/

• Literatūra: – http://biosagentplus.com/techsupport/award/postpage.php

– Scott Mueller. Upgrading and repairing PC

– http://www.bioscentral.com/

40