مقاله‌ای پیرامون BIOS نسخه متنی

يکي از متداولترين موارد کاربرد حافظه هاي Flash ، استفاده از آنان در BIOS)Basic Input/Output System) است . BIOS اين اطمينان را به عناصر سخت افزاري نظير : تراشه ها ، هارد يسک ، پورت ها ، پردازنده و ... خواهد داد که به درستي عمليات خود را در کنار يکديگر انجام دهند.

هر کامپيوتر ( شخصي ، دستي ) داراي يک ريزپردازنده به عنوان واحد پردازشگر مرکزي است . ريزپردازنده يک المان سخت افزاري است .به منظور الزام پردازنده براي انجام يک عمليات خاص، مي بايست مجموعه اي از دستورالعمل ها که نرم افزار ناميده مي شوند، نوشته شده و در اختيار پردازنده قرار گيرند. در اين رابطه از دو نوع نرم افزار استفاده مي گردد :

سيستم عامل : سيستم عامل مجموعه اي از خدمات مورد نياز براي اجراي يک برنامه را فراهم مي نمايد. ويندوز 98 ، 2000 و يا لينوکس نمونه هائي از سيستم هاي عامل موجود مي باشند.

برنامه هاي کاربردي : برنامه هاي کاربردي نرم افزارهائي هستند که به منظور تامين خواسته هائي خاصي طراحي و در اختيار کاربران گذاشته مي شوند. برنامه هائي نظير : Word ، Excel و ... نمونه هائي در اين زمينه مي باشند .

BIOS در حقيقت نوع سومي از نرم افزارها مي باشد که کامپيوتر به منظور عملکرد صحيح خود به خدمات آن نياز خواهد داشت.

خدمات ارائه شده توسط BIOS

نرم افزار BIOS داراي وطايف متعددي است . ولي بدون شک مهمترين وظيفه آن استقرار سيستم عامل در حافظه است . زماني که کامپيوتر روشن و ريزپردازنده سعي در اجراي اولين دستورالعمل هاي خود را داشته باشد ، مي بايست دستورالعمل هاي اوليه از مکان ديگري در اختيار آن گذاشته شوند ( در حافظه اصلي کامپيوتر هنوز اطلاعاتي قرار نگرفته است ) . دستورالعمل هاي مورد نظر را نمي توان از طريق سيستم عامل در اختيار پردازنده قرار داد، چراکه هنوز سيستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روي هارد ديسک است . مشکل اينجاست که مي بايست با استفاده از روش هائي به پردازنده اعلام گردد که سيستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه زمينه استفاده از خدمات سيستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل هاي لازم را در اين خصوص ارائه خواهد کرد. برخي از خدمات متداولي که توسط BIOS ارائه مي گررد عبارتند از :

يک برنامه تست با نام POST به منظور بررسي صحت عملکرد عناصر سخت افراري

فعال کردن تراشه هاي BIOS مربوط به ساير کارت هاي نصب شده در سيستم نظير : کارت گرافيک و يا کنترل کننده SCSI

مديريت مجموعه اي از تنظيمات مرتبط با هارد ديسک،Clock و ...

BIOS ، نرم افزاري خاص است که به عنوان اينترفيس ( ميانجي ) بين عناصر اصلي سخت افزارهاي نصب شده بر روي سيستم و سيستم عامل ايفاي وظيفه مي نمايد. نرم افزار فوق اغلب در حافظه هائي از نوع Flash و به صورت يک تراشه بر روي برد اصلي نصب مي گردد. در برخي حالات تراشه فوق يک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.

زماني که کامپيوتر روشن مي گردد، خدمات متنوعي توسط BIOS ارائه مي گردد :

بررسي محتويات CMOS براي آگاهي از تنظيمات خاص انجام شده

لود کردن درايورهاي استاندارد و Interrupt handlers

مقدار دهي اوليه ريجسترها و مديريت Power

اجراي برنامه POST به منظور اطمينان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاري

تشخيص درايوي که سيستم مي بايست از طريق آن راه اندازي (Booting) گردد.

مقدار دهي اوليه برنامه مربوط به استقرار سيستم عامل در حافظه (Bootstrap)

اولين موردي را که BIOS بررسي خواهد کرد، اطلاعات ذخيره شده در يک نوع حافظه RAM با ظرفيت 64 بايت است . اطلاعات فوق بر روي تراشه اي با نام CMOS)Complementry metal oxid semiconductor) ذخيره مي گردند. CMOS شامل جزئيات اطلاعات در رابطه با سيستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغييردر سيستم، اطلاعات فوق نيز تغيير خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق به منظور تغيير و جايگزيني مقادير پيش فرض خود استفاده مي نمايد.

Interrupt handlers نوع خاصي از نرم افزار است که به عنوان يک مترجم بين عناصر سخت افزاري و سيستم عامل ايفاي وظيفه مي نمايد.مثلا" زماني که شما کليدي را برروي صفحه کليد فعال مي نمائيد، سيگنال مربوطه، براي Interrupt handler صفحه کليد ارسال مي گردد تا از اين طريق به پردازنده اعلام شود که کداميک از کليدهاي صفحه کليد فعال شده اند.

درايورها يک نوع خاص ديگر از نرم افزارها مي باشند که مجموعه عمليات مجاز بر روي يک دستگاه را تبين و راهکارهاي ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه هاي سخت افزاري نظير: صفحه کليد، موس ، هارد و فلاپي درايو داراي درايورهاي اختصاصي خود مي باشند. با توجه به اينکه BIOS به صورت دائم با سيگنال هاي ارسالي توسط عناصر سخت افزاري مواجه است ، معمولا" يک نسخه از آن در حافظه RAM تکثير خواهد شد.

راه اندازي ( Booting) کامپيوتر

پس از روشن کردن کامپيوتر، BIOS بلافاصله عمليات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سيستم ها ، BIOS در زمان انجام عمليات مربوطه پيام هائي را نيز نمايش مي دهد ( ميزان حافظه، نوع هارد ديسک و ...) به منظور آماده سازي کامپيوتر براي ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه اي از عمليات را انجام مي دهد. پس از بررسي و آگاهي از تنظيمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM ، کارت گرافيک بررسي مي گردد. اغلب کارت هاي گرافيک ، داراي BIOS اختصاصي خود مي باشند که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافيک را مقدار دهي اوليه مي نمايد. در صورتي که BIOS اختصاصي براي کارت گرافيک وجود نداشته باشد از درايور استانداري که در ROM ذخيره شده است ، استفاده و درايو مربوطه فعال خواهد شد ( درايور استاندارد کارت گرافيک ) در ادامه BIOS نوع راه اندازي ( راه اندازي مجدد (Rebbot) و يا راه اندازي اوليه (Cold Boot ) را تشخيص خواهد داد .براي تشخيص اين موضوع ، از محتويات آدرس 0000:0472 حافظه استفاده مي گردد. در صورتي که در آدررس فوق مقدار 123h موجود باشد ، نشاندهنده "راه اندازي مجدد" بوده و برنامه BOIS ، تست حافظه را انجام نخواهد داد. در غير اينصورت ( در صورت وجود هر مقدار ديگر در آدرس فوق ) يک "راه اندازي اوليه " تلقي مي گردد. در اين حالت تست حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت هاي سريال و USB براي اتصال صفحه کليد و موس بررسي خواهند شد. در مرحله بعد کارت هاي PCI نصب شده بر روي سيستم بررسي مي گردند. در صورتي که در هر يک از مراحل فوق BIOS با اشکالي برخورد نمايد با نواختن چند Beep معني دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهاي اعلام شده اغلب به سخت افزار سيستم مربوط مي گردد.

برنامه BIOS اطلاعاتي در رابطه با نوع پردازنده ، فلاپي درايو ، هارد ديسک ، حافظه تاريخ و شماره ( ورژن ) برنامه BIOS ، نوع صفحه نمايشگر را نمايش خواهد داد. در صورتيکه بر روي سيستم از آداپتورهاي SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درايور مربوطه آن را از BIOS اختصاصي آداپتور فعال و BIOS مربوطه اطلاعاتي را در رابطه با آداپتور SCSI نمايش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درايوي را که مي بايست فرآيند انتقال سيستم عامل از آن آغاز گردد را تشخيص خواهد داد. براي نيل به هدف فوق از تنظيمات موجود در CMOS استفاده مي گردد. اولويت درايو مربوطه براي بوت سيستم متغير و به نوع سيستم بستگي دارد. اولويت فوق مي تواند شامل مواردي نظير : A,C,CD و يا C,A,CD و ... باشد.(A نشاندهنده فلاپي درايو C نشاندهنده هاردديسک و CD نشاندهنده درايو CD-ROM است ) در صورتيکه درايو مشخص شده شامل برنامه هاي سيستم عامل نباشد ، پيام خطائي نمايش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )

پيکربندي BIOS

در بخش قبل اشاره گرديد که BIOS در موارد ضروري از تنظيمات ذخيره شده در CMOS استفاده مي نمايد. براي تغيير دادن تنظيمات مربوطه مي بايست برنامه پيکربندي CMOS فعال گردد. براي فعال کردن برنامه فوق مي بايست در زمان راه اندازي سيستم کليدهاي خاصي را فعال تا زمينه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد. در اغلب سيستم ها به منظور فعال شدن برنامه پيکربندي، مي بايست کليد Esc يا Del يا F1 يا F2 يا Ctrl-Esc يا Ctrl-Alt-Esc را فعال نمود ( معمولا" در زمان راه اندازي سيستم نوع کليدي که فعال نمودن آن باعث اجراي برنامه پيکربندي مي گردد، به صورت يک پيام بر روي صفحه نمايشگر نشان داده خواهد شد ). پس از فعال شدن برنامه پيکربندي با استفاده از مجموعه اي از گزينه هاي مي توان اقدام به تغيير پارامترهاي مورد نظر کرد. تنظيم تاريخ و زمان سيستم ، مشخص نمودن اولويت درايو بوت، تعريف يک رمز عبور براي سيستم ، پيکربندي درايوها ( هارد، فلاپي ، CD) و ... نمونه هائي از گزينه هاي موجود در اين زمينه مي باشند. در زمان تغيير هر يک از تنظيمات مربوطه در CMOS مي بايست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتي که عمليات به درستي انجام نشود ، سيستم ممکن است با مشکل مواجه شود .

BIOS از تکنولوژي CMOS به منظور ذخيره کردن تنظيمات مربوطه استفاده مي نمايد . در اين تکنولوژي يک باتري کوچک ليتيوم، انرژي لازم براي نگهداري اطلاعات به مدت چندين سال را فراهم مي نمايد.

ارتقاء برنامه BIOS

تغيير برنامه BIOS بندرت انجام مي گيرد. ولي در مواردي که سيستم قديمي باشد، ارتقاء BIOS ضروري خواهد بود.با توجه به اينکه BIOS در نوع خاصي از حافظه ROM ذخيره مي گردد، تغيير و ارتقاء آن مشابه ساير نرم افزارها نخواهد بود. بدين منظور به يک برنامه خاص نياز است . برنامه هاي فوق از طريق توليد کنندگان کامپيوتر و يا BIOS عرضه مي گردند. در زمان راه اندازي سيستم مي توان تاريخ ، شماره و نام توليد کننده BIOS را مشاهده نمود. پس از مشخص شدن نام سازنده BIOS ، با مراجعه به وب سايت سازنده ، اطمينان حاصل گردد که برنامه ارتقاء BIOS از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است . در صورتي که برنامه موجود است ، مي توان آن را Download نمود. پس از دريافت فايل مربوطه، آن را بر روي ديسکت قرار داده و سيستم را با استفاده از آن راه اندازي مي نمائيم . در اين حالت برنامه موجود بر روي ديسکت، BIOS قديمي را پاک و اطلاعات جديد را در BIOS مي نويسد. در زمان ارتقاء BIOS حتما" مي بايست به اين نکته توجه گردد که از نسخه اي که کاملا" با سيستم سازگاري دارد، استفاده گردد در غير اينصورت BIOS با اشکال مواجه شده و امکان راه اندازي سيستم وجود نخواهد داشت !