Kitabı oxu: «Тонкая настройка компьютера с помощью BIOS. Начали!»
Введение
Персональные компьютеры прочно вошли в нашу жизнь и успешно используются миллионами людей для работы и отдыха. Безусловно, каждый хочет, чтобы его компьютер работал быстро и надежно. Для этого периодически нужно обращаться за помощью к техническим специалистам, но все можно сделать и самому.
Действенная настройка компьютера немыслима без программы BIOS, которая отвечает за запуск компьютера и установку параметров оборудования. Программа BIOS многим пользователям кажется сложной и непонятной, но с помощью этой книги вы быстро научитесь с ней работать и сможете применять BIOS для эффективной настройки компьютера.
Издание предназначено для широкого круга читателей, желающих легко и быстро разобраться в принципах работы BIOS и научиться настраивать компьютер с ее помощью. Для работы с книгой не требуется специальных знаний, достаточно обладать навыками пользователя в среде операционной системы Windows и иметь общее представление об устройстве и работе компьютера.
С помощью книги вы сможете самостоятельно настраивать основные компоненты компьютера: процессор, системную плату, память, видеоадаптер и т. д. Это позволит вам существенно увеличить производительность системы при сохранении ее стабильности. А любители экспериментов получат рекомендации, как эффективно, а главное – безопасно, разогнать компьютер. Вы найдете сведения о настройке и ускорении самого современного «железа» на момент выхода книги (например, процессоров Intel Core i3/5/7 и AMD Phenom II/Athlon II).
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу электронной почты gromakovski@minsk.piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На сайте издательства http://www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.
Глава 1
Общее устройство компьютера
Прежде чем приступить к изучению параметров BIOS, следует ближе познакомиться с устройствами, находящимися в системном блоке компьютера, и с их взаимодействием между собой.
Что находится внутри системного блока
Внутри системного блока находятся устройства, предназначенные для обработки и хранения информации (рис. 1.1). В зависимости от конфигурации компьютера они могут быть различными, но в большинстве случаев в компьютере присутствуют следующие устройства.
□ Блок питания. Вырабатывает стабилизированное напряжение для питания всех устройств, находящихся в системном блоке.
□ Системная, или материнская, плата. Базовое устройство компьютера для установки процессора, оперативной памяти и плат расширения. К ней подключаются устройства ввода-вывода, дисковые накопители и др. Системная плата обеспечивает их взаимодействие, используя специальный набор микросхем системной логики, или гипсет.
□ Процессор. «Сердце» компьютера, служит для обработки информации по заданной программе.
□ Оперативная память. Используется для работы операционной системы и программ, а также для временного хранения текущих данных. Она выполнена в виде модулей, установленных на системную плату, и может хранить информацию только при включенном питании.
□ Видеоадаптер. Служит для формирования изображения, которое потом выводится на монитор. Обычно выполняется в виде платы расширения, но может быть встроенным в системную плату.
Рис. 1.1. Системный блок типичного персонального компьютера
□ Жесткий диск. Основное устройство для хранения информации в компьютере.
□ Дисковод для дискет. Присутствует в большинстве компьютеров прежних лет выпуска, но в новые компьютеры обычно не устанавливается как устаревший. Вместо дисковода может присутствовать устройство для чтения flash-карт (кардридер).
□ Привод CD или DVD. Компакт-диски и DVD широко используются для передачи и хранения информации, поэтому приводы есть почти в каждом компьютере.
□ Платы расширения. При необходимости в системный блок можно установить дополнительные устройства, выполненные в виде плат или карт расширения. Примерами таких устройств могут быть модемы, сетевые платы, ТВ-тюнеры и др.
Процессор и его параметры
Современный процессор – это микросхема с несколькими сотнями выводов, которая устанавливается в специальный разъем на системной плате; сверху на нем закрепляется радиатор с вентилятором для охлаждения (его также называют кулером). В современных компьютерах могут использоваться процессоры производства двух компаний.
□ Intel. Выпускает процессоры под марками Pentium, Celeron, Core 2 Duo/Quad, Core i3/5/7 и др.
□ AMD. Основные марки этой фирмы – Phenon, Athlon и Sempron.
Каждая модель процессора устанавливается в разъем соответствующего типа с определенным количеством контактов. Ниже приведен перечень популярных процессорных разъемов последнего десятилетия.
□ Socket 478 – для Pentium 4, Celeron.
□ LGA 775 – для Intel Core 2 Duo/Quad, Pentium 4/D/E/Dual-Core, Celeron D и некоторых других моделей.
□ LGA 1366 – для Intel Core i7.
□ LGA 1156 – для Intel Core i3/5/7.
□ Socket A (462) – для Athlon XP, Duron и некоторых моделей Sempron.
□ Socket 754 – для Sempron, Athlon 64.
□ Socket 939 – для Athlon 64/FX/X2.
□ Socket AM2 – для Athlon 64/FX/X2, Sempron и процессоров Phenom.
□ Socket AM3 – для Phenom II/Athlon П. Процессоры для разъема АМЗ можно также установить в разъем АМ2, но не наоборот.
Работа процессора заключается в последовательном выполнении команд из оперативной памяти. Чем быстрее процессор выполняет команды, тем выше производительность компьютера в целом. Скорость работы процессора зависит от нескольких параметров. Рассмотрим их.
□ Тактовая частота. Параметр, показывающий реальную частоту работы ядра процессора, которая может составлять 1,5-4 ГГц. Тактовая частота определяется умножением внешней, или базовой, частоты на определенный коэффициент.
Процессоры Intel Pentium и Core 2 используют для обмена данными с другими устройствами шину FSB (Front Side Bus), частота которой является базовой для процессора. Например, процессор Intel Core 2 Duo E6600 использует частоту FSB 266,6 МГц (1066 МГц, если учесть четырехкратное умножение при передаче данных) и множитель 9, в результате чего тактовая частота равна 2400 МГц.
В современных процессорах AMD для связи процессора с чипсетом применяется шина НТ (HyperTransport), а в Intel Core i3/5/7 – шина QPI (QuickPath Interconnect). В этих системах для установки частоты процессора и частоты шины QPI (НТ) используются отдельные множители.
□ Количество ядер. Поскольку тактовые частоты современных процессоров приблизились к физическому пределу, для повышения их производительности применяется объединение нескольких процессоров в одном корпусе. На момент написания книги процессоры с одним ядром (одноядерные) устанавливались только в самые дешевые системы, а в большинстве новых компьютеров использовались процессоры с 2-4 ядрами. В ближайших планах производителей – выпуск шести– и восьмиядерных процессоров.
□ Внутренняя архитектура. Современные процессоры умеют выполнять за один такт сразу несколько команд, и этот показатель постоянно увеличивается. При одинаковых значениях тактовой частоты и количестве ядер процессоры с более современной архитектурой будут работать быстрее. Например, одноядерный процессор Celeron 420 с тактовой частотой 1600 МГц работает приблизительно в два раза быстрее старых моделей Celeron с частотами 1700-2000 МГц.
□ Объем кэш-памяти. Процессор работает значительно быстрее, чем оперативная память, и при обращении к ней процессору приходится некоторое время простаивать в ожидании результата. Чтобы снизить простои, непосредственно на кристалле процессора устанавливается небольшой объем очень быстрой памяти, называемой кэшпамятью.
Современные процессоры имеют двух– или трехуровневую организацию интегрированной кэш-памяти. Кэш-память первого уровня (L1) обладает наивысшей скоростью и небольшим объемом (обычно 16-128 Кбайт). Кэш-память второго уровня (L2) характеризуется несколько меньшим быстродействием, а ее объем может составлять от 128 Кбайт до нескольких мегабайт, в зависимости от модели процессора. В некоторых моделях имеется также кэш-память третьего уровня (L3), например, AMD Phenom II имеет кэш L3 объемом 6 Мбайт, a Intel Core i7 – 8 Мбайт.
При маркировке современных процессоров обычно указывают название модели, по которому можно определить принадлежность процессора к определенному семейству, количество ядер и номер модели. Например, маркировка AMD Phenom II Х4 945 означает процессор фирмы AMD семейства Phenom II, который является четырехъядерным (Х4) и имеет номер модели 945. При использовании расширенной маркировки могут указываться дополнительные параметры, например тип разъема для установки, частота FSB/QPI/HT, объем кэшпамяти и др.
ПРИМЕЧАНИЕ
Главным параметром процессоров прежних лет выпуска была тактовая частота, которая и являлась основным обозначением модели. Компания AMD также использовала для маркировки не фактическую частоту, а условный рейтинг производительности. Но в последнее время и Intel и AMD указывают в маркировке просто номера моделей, по которым нельзя сравнивать скорость работы различных процессоров.
В современных процессорах также используются дополнительные функции и технологии, расширяющие возможности процессоров:
□ для работы с мультимедиа и большими объемами данных используются технологии 3DNow!, ММХ, SSE, SSE2, SSE3, SSE4;
□ для защиты от некоторых вирусов в процессорах AMD применяется технология NX-bit (No Execute), в процессорах Intel – XD (Execute Disable Bit), а в новых процессорах Intel появилась технология безопасности Intel Trusted Execution (TXT);
□ для снижения энергопотребления существуют технологии Cool'n'Quiet (в AMD), ТМ1/ТМ2, С1Е, EIST (в Intel);
□ для выполнения 64-битных инструкций используется AMD64 или ЕМТ64 (Intel);
□ для увеличения производительности при использовании виртуальных машин применяются технологии аппаратной виртуализации AMD-V и VT(Intel);
□ с помощью технологии Hyper-Threading (НТ) некоторые процессоры Intel Pentium 4 и Core i5/7 могут выполнять два потока команд одновременно;
□ технология Intel Turbo Boost позволяет автоматически повышать рабочую частоту процессоров Core i5/7 в зависимости от нагрузки.
Системная плата и чипсет
Наиболее важные компоненты компьютера располагаются на системной плате (рис. 1.2). Основа любой системной платы – чипсет, то есть набор микросхем, которые обеспечивают взаимодействие между процессором, памятью, накопителями и другими устройствами. В его состав входят два основных чипа, которые обычно называются северным (Northbridge) и южным (Southbridge) мостами. В чипсетах для процессоров Intel северный мост обозначается МСН (Memory Controller Hub), а южный – ICH (Input/Output Controller Hub).
Рис. 1.2. Системная плата
Основная задача северного моста – обеспечить связь процессора с оперативной памятью, видеосистемой и другими устройствами. Данные между процессором и северным мостом передаются с помощью специальной шины, которая может иметь следующие названия:
□ FSB – в системах на базе процессоров Intel, кроме Intel Core i3/5/7, а также в старых системах AMD;
□ QPI – в системах на базе Intel Core i3/5/7;
□ НТ – во всех современных системах на базе процессоров AMD.
В чипсетах для процессоров Intel Core i3/5/7 и всех современных процессоров AMD контроллер оперативной памяти интегрирован непосредственно в процессор, а северный мост выполняет функции контроллера PCI Express. Поскольку северный мост чипсетов для Core i3/5/7 уже не выполняет функцию контроллера памяти, его название было сменено на ЮН (Input/Output Hub), а в некоторых новых чипсетах он вообще отсутствует.
Южный мост связан с северным с помощью специальной шины, а его основная задача – управление различными периферийными устройствами. Большинство контроллеров периферийных устройств интегрировано непосредственно в южный мост. Вот функциональный состав типичного южного моста:
□ контроллер Serial ATA/RAID;
□ контроллер IDE;
□ контроллер дисковода;
□ контроллер шин PCI и ISA;
□ USB-контроллер;
□ контроллеры портов ввода-вывода.
В составе южного моста могут присутствовать звуковой контроллер и сетевой интерфейс, но нередко эти устройства выполняются в виде отдельных чипов на системной плате. Кроме того, южный мост взаимодействует с микросхемами BIOS и CMOS. Во многих современных чипсетах микросхема CMOS интегрирована в состав южного моста.
Оперативная память
Оперативная память – один из важнейших компонентов системы, она необходима для работы операционной системы и приложений, для обработки и временного хранения данных. Для оперативной памяти может использоваться обозначение ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом).
Во всех современных компьютерах используется так называемая динамическая память, или DRAM (Dynamic RAM); подобное обозначение можно встретить в названиях некоторых параметров BIOS. Динамическая память бывает различных типов, но в последние годы применяются следующие.
□ SDRAM (Synchronous DRAM). Этот тип памяти использовался в уже устаревших системах класса Pentium I/II/III и в аналогичных моделях с процессорами AMD.
□ DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), или просто DDR. В отличие от обычной SDRAM, в DDR за один такт передается два пакета данных, поэтому данная память работает в два раза быстрее. Этот тип памяти применялся в системах на базе процессоров Pentium 4/ Celeron и AMD Athlon/Sempron.
□ DDR2. Эта память являет собой дальнейшее развитие технологии DDR: в ней за счет усовершенствования внутренней архитектуры модуля достигается уже четырехкратное увеличение объема передаваемых данных за один такт по сравнению с SDRAM. Память DDR2 используется в системах с процессорными разъемами LGA 775 (Intel Pentium 4, Pentium Dual-Core, Core 2 Duo/Quad и т. п.) и АМ2 (AMD Phenom/Athlon/Sempron).
□ DDR3. Данный стандарт предусматривает передачу уже восьми пакетов данных за такт и используется в компьютерах на базе современных процессоров Intel Core i3/5/7 (LGA 1366/1156) и AMD Phenom II/Athlon II (АМЗ).
Оперативная память выполняется в виде модулей DIMM – небольших плат с несколькими чипами памяти, которые устанавливаются в соответствующие разъемы на системной плате (рис. 1.3). Модули различных типов несовместимы между собой, а их конструкция различается местом расположения ключевого выреза.
Скорость работы оперативной памяти в основном зависит от типа модулей и их тактовой частоты. Эти параметры можно узнать из обозначения модуля, например, модуль памяти DDR2 с частотой 800 МГц обозначается DDR2-800. Вместо тактовой частоты может указываться пропускная способность в Мбайт/с, и тот же модуль DDR2-800 может быть маркирован как РС2-6400 (в большинстве модулей пропускная способность в 80 раз больше тактовой частоты).
Рис. 1.3. Модули памяти DIMM
Шины
Несомненное преимущество ПК – открытая архитектура, позволяющая в широких пределах изменять конфигурацию компьютера, адаптируя его для решения определенных задач. Для этого на системной плате есть периферийная шина с несколькими разъемами, в которые можно вставлять необходимые платы расширения. Существует несколько основных типов шин.
□ ISA (Industry Standard Architecture). Была единственной периферийной шиной для компьютеров 1980-х годов, в 1990-х существовала параллельно с шиной PCI. В современных платах разъемов шины ISA уже нет.
□ PCI (Peripheral Component Interconnect). Разработана в 1992 году компанией Intel для замены медленной шины ISA. Пожалуй, наиболее важное ее преимущество – поддержка технологии Plug and Play, позволяющей автоматически настраивать все подключаемые устройства. Несмотря на почтенный возраст, разъемы этой шины присутствуют и на современных платах.
□ AGP (Accelerated Graphics Port). Скоростной вариант шины PCI, специально оптимизированный для работы видеоадаптера. В современных платах заменен на PCI Express.
□ PCI Express (PCIE). Новая шина, предназначенная для замены шин PCI и AGP. В современных платах шина PCI Express чаще всего используется для подключения видеоадаптеров.
Порты
К портам подключаются периферийные устройства ввода-вывода. Разъемы портов обычно устанавливаются прямо на материнскую плату и выносятся на заднюю панель системного блока. Их также называют интерфейсами.
□ Последовательный порт (СОМ). Устаревший порт для подключения модемов и других устройств. В современных системах используется редко.
□ Параллельный порт (LPT). К нему подключаются некоторые устаревшие модели принтеров, сканеров и другие устройства. В современных системах может отсутствовать.
□ Игровой порт. К нему подключаются устаревшие джойстики, рули и другие игровые манипуляторы. Отсутствует в современных системах.
□ Порт PS/2. В большинстве компьютеров есть два таких специализированных порта: первый – для подключения клавиатуры, второй – для мыши. Если же этот порт всего один или вообще отсутствует, следует использовать клавиатуру или мышь с интерфейсом USB.
□ USB. Наиболее популярный интерфейс для самых разнообразных периферийных устройств. Позволяет подсоединять устройства при включенном питании и автоматически их настраивать. В современных компьютерах имеется несколько разъемов USB на задней, передней или боковой стенке блока.
□ IEEE 1394 (FireWire). Высокоскоростной последовательный порт для цифровых видеоустройств.
□ HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Мультимедийный интерфейс для передачи высококачественного цифрового видео и звука.
□ eSATA. Порт для подключения внешних накопителей Serial ATA.
□ Разъемы звукового адаптера. Служат для подключения колонок, микрофона и других аудиоустройств.
□ VGA и/или DVI. Служит для подключения монитора.
□ Ethernet. Используется для подключения к локальным сетям или скоростным модемам.
На рис. 1.4 показана задняя панель типичной системной платы с разъемами портов. Подробнее о настройке портов см. в гл. 9.
Рис. 1.4. Разъемы портов на задней панели системной платы
Жесткие диски
Жесткий диск, или винчестер, – основное средство хранения информации в компьютере. В обычных компьютерах и ноутбуках используются жесткие диски с двумя интерфейсами подключения.
□ IDE, или АТА. Согласно этому интерфейсу жесткие диски подключаются к контроллеру с помощью 40– или 80-жильного шлейфа. К одному шлейфу можно подключить сразу два устройства, но для этого нужно верно выставить перемычки на накопителе (см. гл. 7).
□ Serial АТА, или SATA. Этот интерфейс имеет более высокую скорость, чем АТА. В отличие от IDE, данные передаются последовательно по семижильному кабелю, а накопители конфигурируются автоматически. В современных системных платах обычно присутствует 4-6 SATA-разъемов и 1-2 IDE-разъема.
В серверных системах может также использоваться параллельный интерфейс SCSI (Small Computer System Interface) или его последовательный вариант – SAS (Serial Attached SCSI). Системные платы со встроенной поддержкой SCSI/SAS встречаются очень редко, поэтому для подключения таких дисков нужно установить дополнительный SCSI/SAS-контроллер.
Устройства со сменными носителями
□ Дисководы. Устаревшее средство хранения информации, но иногда оно может еще понадобиться, например, для обновлении BIOS в некоторых платах.
□ Приводы CD и DVD. Компакт-диски и DVD – наиболее популярное средство распространения прикладных программ, игр, фильмов и другой цифровой информации, поэтому практически каждый компьютер оснащается приводом для работы с ними. CD/DVD-приводы подключаются аналогично жестким дискам с помощью интерфейсов IDE или SATA.
□ Устройства на основе flash-памяти. Flash-память – средство хранения данных, которое завоевало широкую популярность благодаря надежности, компактности и удобству использования. Накопители с интерфейсом USB на основе flash-памяти являются хорошей альтернативой CD и DVD.
Системные ресурсы
Современный компьютер состоит из большого количества разнообразных устройств, и для нормальной работы они должны поддерживаться процессором, им нужен доступ к оперативной памяти и возможность обмена данными с периферией. Необходимо также, чтобы устройства не мешали друг другу, что достигается распределением между ними системных ресурсов. Их несколько.
□ Прерывания. С их помощью устройства используют процессор, чтобы обработать возникшие в этих устройствах события. Далее мы рассмотрим распределение прерываний более подробно.
□ Каналы прямого доступа к памяти (DMA). Используются для обмена данными между устройством и оперативной памятью без участия процессора, для чего на системной плате есть специальный контроллер DMA.
□ Порты ввода-вывода. Служат для обмена данными между устройством и процессором.
□ Области оперативной памяти. Они специально выделены для определенного устройства.
В современных системах все ресурсы распределяются автоматически, а вмешательство в этот процесс может понадобиться для подключения очень старого или нестандартного устройства.
Прерывания
В работе компьютера часто возникают ситуации, когда процессору необходимо отложить на время выполнение основной программы и обработать нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок кнопкой мыши или другое событие, возникшее в одном из устройств. Для реализации этой задачи используется механизм прерываний. Прерывание (INT) – это приостановка процессором выполнения основной программы для обработки события, поступившего от внешнего устройства. В стандартном компьютере обычно доступны 16 прерываний, которые распределяются следующим образом:
□ 0 – системный таймер;
□ 1 – клавиатура;
□ 2 – контроллер прерываний;
□ 3 и 4 – последовательные порты COM2 и СОМ1;
□ 6 – контроллер дисковода;
□ 7 – параллельный порт;
□ 8 – часы реального времени (RTC);
□ 12 – PS/2-мышь;
□ 13 – математический сопроцессор;
□ 14 и 15 – первичный и вторичный каналы IDE-контроллера.
Прерывания с номерами 5, 9, 10, 11 изначально свободны и могут назначаться любому устройству. Прерывания 3, 4, 6, 7, 12, 14 и 15 в некоторых случаях могут быть переназначены другим устройствам, а прерывания 0, 1, 2, 8 и 13 – системные, и изменить их невозможно.
В современных компьютерах используется так называемый расширенный контроллер прерываний (Advanced Programmable Interrupt Controller, APIC), который разрабатывался для многопроцессорных систем. APIC ускоряет обработку прерываний и увеличивает их количество до 24.
Технология Plug and Play
В старых компьютерах ресурсы для некоторых плат расширения настраивались вручную, при этом нередко возникали конфликты, особенно после установки новой платы расширения. Решить проблему распределения ресурсов позволила технология Plug and Play, которая автоматически конфигурирует подключаемые устройства.
Чтобы воспользоваться всеми преимуществами Plug and Play, необходима поддержка этой технологии со стороны BIOS, операционной системы и подключаемого устройства. На сегодня она полностью применяется как в аппаратном, так и в программном обеспечении, а устройства без ее поддержки – уже редкость.
Глава 2
Устройство и работа BIOS
Назначение и функции BIOS
BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода) – это программа для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения функций ввода-вывода.
BIOS записывается в микросхему flash-памяти, которая расположена на системной плате. Изначально основным назначением BIOS было обслуживание устройств ввода-вывода (клавиатуры, экрана и дисковых накопителей), поэтому ее и назвали «базовая система ввода-вывода». В современных компьютерах BIOS выполняет несколько функций:
□ запуск компьютера и процедуру самотестирования (Power-On Self Test, POST). Программа, расположенная в микросхеме BIOS, загружается первой после включения питания компьютера. Она детектирует и проверяет установленное оборудование, настраивает его и готовит к работе. Если обнаруживается неисправность оборудования, процедура POST останавливается с выводом соответствующего сообщения или звукового сигнала;
□ настройку параметров системы с помощью программы BIOS Setup. Во время процедуры POST оборудование настраивается в соответствии с параметрами, хранящимися в специальной CMOS-памяти. Изменяя эти параметры, пользователи могут конфигурировать отдельные устройства и систему в целом по своему усмотрению. Редактируются они в специальной программе, которую называют BIOS Setup или CMOS Setup. Настройке системы с помощью программы BIOS Setup будет посвящена большая часть этой книги;
□ поддержку функций ввода-вывода с помощью программных прерываний BIOS. В составе системной BIOS есть встроенные функции для работы с клавиатурой, видеоадаптером, дисководами, жесткими дисками, портами ввода-вывода и др. Эти функции использовались в операционных системах, подобных MS-DOS, и почти не применяются в современных версиях Windows.
Микросхемы BIOS и их расположение
Во всех современных компьютерах BIOS хранится в микросхеме на основе flash-памяти (Flash Memory). Такая микросхема может быть перезаписана с помощью специальных программ прямо на компьютере. Запись новой версии BIOS обычно называется перепрошивкой. Эта операция может понадобиться, чтобы добавить в код BIOS новые функции, исправить ошибки или заменить поврежденные версии.
В большинстве случаев flash-память устанавливается на специальную панель (рис. 2.1), что позволяет легко заменить микросхему при необходимости.
Рис. 2.1. Примеры установки микросхемы BIOS на панель системной платы
В старых компьютерах встречались микросхемы BIOS в прямоугольном корпусе DIP32 (см. рис. 2.1, слева); в большинстве плат используются микросхемы BIOS в квадратном корпусе (см. рис. 2.1, в центре), а в новых платах можно встретить маленькие чипы с последовательным интерфейсом (см. рис. 2.1, справа). Обычно на них есть наклейка с обозначением версии BIOS, а если ее нет – маркировка чипа flash-памяти.
BIOS использует параметры конфигурации, которые хранятся в специальной CMOS-памяти. Свое название она получила по технологии изготовления чипов, где применялся комплементарный металлооксидный полупроводник (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). CMOS-память питается от специальной батарейки на системной плате, которая также используется для питания часов реального времени.
Процедура POST
Первое устройство, которое запускается после нажатия кнопки включения компьютера, – блок питания. Если все питающие напряжения окажутся в норме, вступает в работу центральный процессор, который считывает содержимое микросхемы BIOS и начинает выполнять записанную в ней процедуру самотестирования, или POST.
POST решает несколько основных задач.
1. Инициализирует и настраивает основные системные компоненты: процессор, чипсет, оперативную память и видеоадаптер.
2. Проверяет контрольную сумму CMOS и состояние батарейки. Если контрольная сумма CMOS ошибочна, будут загружены значения по умолчанию.
3. Тестирует процессор и оперативную память. Результаты обычно выводятся на экран (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Сообщения процедуры POST
4. Инициализирует и настраивает периферийные устройства: клавиатуру, мышь, дисководы, жесткие диски и др. Сведения об обнаруженных накопителях обычно выводятся на экран (см. рис. 2.2).
5. Распределяет ресурсы между устройствами и выводит таблицу с обнаруженными устройствами и назначенными для них ресурсами (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Итоговая таблица процедуры POST
6. Ищет и инициализирует устройства с собственной BIOS.
7. Вызывает загрузчик операционной системы.
После того как успешно завершилась процедура POST, запускается поиск загрузочного сектора, который может находиться на жестком диске или сменном носителе. Порядок опроса устройств устанавливается с помощью параметров BIOS First Boot Device, Second Boot Device, Third Boot Device или аналогичных, которые подробно описаны в гл. 7.
Версии BIOS
Как правило, для каждой модели системной платы нужна своя версия BIOS, поскольку в ней учтены особенности используемого чипсета и периферийного оборудования. Однако производителям плат невыгодно тратить время и средства на полный цикл разработки собственных BIOS, поэтому создание BIOS обычно разделяют на два этапа.
1. Производитель BIOS (наиболее известные – компании AMI, Award и Phoenix) разрабатывает ее базовую версию, в которой реализованы все функции, не зависящие от особенностей того или иного чипсета.
2. Производитель системной платы совершенствует базовую версию, учитывая особенности конкретной платы. При этом для одной и той же модели код BIOS может неоднократно изменяться уже после выпуска платы, например, чтобы исправить найденные ошибки или добавить поддержку новых устройств.
Таким образом, понятие «версия BIOS» может применяться, чтобы обозначить:
□ версию базового кода BIOS, выпущенного специализированной компанией: например, AwardBIOS 6.0 – шестая версия BIOS фирмы Award, которая используется во многих моделях системных плат, однако для каждой из них исходный код может дорабатываться с учетом особенностей чипсета и периферийных устройств;
□ версию BIOS для конкретной модели системной платы и различные модификации или обновления BIOS, предназначенные для одной и той же модели. Название такой версии BIOS обычно состоит из сокращенного обозначения модели платы, к которому добавлен номер модификации или обновления. При описании программы BIOS Setup термин «версия BIOS» будет подразумевать версию BIOS для конкретной модели системной платы.
Основные разработчики BIOS
В большинстве современных компьютеров используется одна из базовых версий BIOS.
□ AwardBIOS компании Award Software (www.phoenix.com), наиболее известного производителя BIOS. Очень популярной в свое время была AwardBIOS 4.51, позже появилась AwardBIOS 6.0, также получившая широкое распространение. В 1998 году фирма Award была куплена компанией Phoenix, однако все последующие разработки выходят под маркой AwardBIOS или Phoenix-AwardBIOS.
□ AMIBIOS компании American Megatrends (www.ami.com). Различные модификации AMIBIOS используются рядом ведущих производителей плат, например ASUS, ASRock, MSI и др.
□ PhoenixBIOS компании Phoenix Technologies (www.phoenix.com). Ее чаще всего можно встретить на ноутбуках и в системных платах некоторых производителей. Компания Phoenix, как уже упоминалось, владеет компанией Award и выпускает BIOS под этой маркой.
Иногда можно встретить версии BIOS, целиком разработанные производителями системных плат или ноутбуков: Intel, IBM, Toshiba, Dell и некоторыми другими известными компаниями. По функциям и интерфейсу такие версии BIOS не очень отличаются от BIOS компаний Award, AMI и Phoenix.
Глава 3
Программа BIOS Setup
В этой главе мы ближе познакомимся с программой настройки BIOS, которая может называться BIOS Setup Utility, CMOS Setup Utility или иначе. Часто используются сокращенные названия этой программы, например BIOS Setup или просто Setup. Иногда программу настройки называют просто «BIOS», но это не совсем корректно, поскольку BIOS Setup – это всего лишь один из компонентов BIOS. Далее в этой книге будет применяться термин BIOS Setup.
Вход в BIOS Setup
Чтобы войти в BIOS Setup, нужно во время первоначального тестирования компьютера нажать определенную клавишу или их комбинацию. Наиболее часто используется Delete, реже F1 или F2; есть и другие варианты. Узнать, за какой же клавишей закреплен вход в BIOS Setup, можно из инструкции к системной плате или из подсказки, которая появляется во время прохождения процедуры POST и имеет, например, такой вид: Press DEL to enterSETUP.
Если инструкции к плате нет, а экранная подсказка отсутствует, вы можете последовательно попробовать наиболее известные варианты:
□ Delete;
□ одну из функциональных клавиш: Fl, F2, F3, F10, Fll, F12;
□ Esc;
□ Ctrl+Shift+S или Ctrl+Alt+S;
□ Ctrl+Alt+Esc или Ctrl+Alt+Delete.
Кроме того, что необходимо знать клавишу для входа в BIOS Setup, нужно еще и правильно выбрать момент для ее нажатия – сразу же после появления соответствующей экранной подсказки. Если же вместо сообщений POST отображается логотип фирмы-изготовителя, попробуйте нажимать клавишу входа в Setup несколько раз с интервалом 0,5-1 секунда.
При первой попытке входа в Setup вас может ожидать сюрприз в виде окна с требованием ввести пароль. Это значит, что пользователь, работавший с BIOS Setup до вас, защитил вход в нее паролем. Подробнее о паролях читайте в гл. 8.
Интерфейс BIOS Setup и приемы работы с параметрами
Как правило, программа BIOS Setup имеет текстовый интерфейс и управляется с помощью клавиатуры. В главном окне BIOS Setup присутствует меню со списком основных разделов программы Setup. Главное меню BIOS Setup обычно расположено в два столбца (рис. 3.1); этот вариант используется в различных версиях AwardBIOS (Phoenix-AwardBIOS) и AMIBIOS. Данный интерфейс применяется в системных платах Gigabyte, MSI, Foxconn, ECS и многих других производителей.
Рис. 3.1. Главное окно программы настройки Phoenix-AwardBIOS 6.0
Другой распространенный вариант интерфейса BIOS Setup – со строкой меню в верхней части экрана. Такой интерфейс используется в PhoenixBIOS, IntelBIOS, а также в ряде версий AwardBIOS и AMIBIOS. Этот вариант интерфейса применяется в системных платах производства ASUS (рис. 3.2), ASRock, Intel и некоторых других.
Рис. 3.2. Вид программы настройки BIOS в системных платах ASUS
Несмотря на некоторые различия интерфейсов BIOS Setup, показанных на рис. 3.1 и 3.2, приемы работы с разделами и параметрами во многом схожи. Например, выбор нужного раздела, подраздела или параметра выполняется клавишами управления курсором, а для их открытия используется клавиша Enter.
Все разделы BIOS Setup имеют одинаковую структуру (рис. 3.3).
□ В верхней части окна выводится название текущего раздела или подраздела.
□ В левой части находится список доступных параметров выбранного раздела. Кроме отдельных параметров, могут присутствовать названия подразделов, обозначенные треугольными стрелками.
□ Справа от названий параметров выводятся их текущие значения. Если параметр и его значения отображаются бледным цветом, значит, либо он предназначен только для чтения, либо для его редактирования нужно изменить другой связанный параметр.
□ В правой части окна обычно выводится краткая справка по выбранному параметру, а в нижней части – подсказка по использованию функциональных клавиш.
Рис. 3.3. Структура окна программы BIOS Setup
В программе BIOS Setup можно использовать следующие управляющие клавиши:
□ ←, ↑, ↓, → (клавиши управления курсором) – перемещение по разделам и параметрам;
□ Enter – вход в выбранный раздел, выполнение указанной команды или открытие всплывающего окна со списком значений определенного параметра;
□ Page Up/Page Down (или +/– на дополнительном цифровом блоке клавиатуры) – изменение значения выбранного параметра; нажимая указанные клавиши несколько раз, можно последовательно перебрать все доступные значения изменяемого параметра;
□ Esc – выход из раздела в главное меню, а при нажатии в главном меню – выход из BIOS Setup с отменой всех изменений;
□ F1 – вызов справки по работе с BIOS Setup;
□ F2 – смена цветной палитры программы BIOS Setup (этот параметр доступен не во всех версиях BIOS);
□ F5 – восстановление предыдущих значений для выбранного раздела: будут возвращены те значения, которые были на момент входа в программу BIOS Setup (в некоторых версиях BIOS эта клавиша используется для установки значений по умолчанию);
□ F6 – установка для выбранного раздела значений по умолчанию (команда Load Fail-Safe Defaults); в некоторых версиях BIOS для этих целей могут использоваться другие клавиши, например F5 или F9;
□ F7 – установка для выбранного раздела оптимизированных значений (команда Load Optimized Defaults);
□ Fl 0 – выход из BIOS Setup с сохранением всех внесенных изменений, при этом нужно подтвердить действия с помощью клавиш Y и Enter.
ВНИМАНИЕ
В отдельных версиях BIOS значения функциональных клавиш F1-F10 могут быть другими, поэтому перед их использованием лучше свериться с руководством к системной плате или с подсказкой в нижней части экрана.
Выход из BIOS Setup
Для выхода из BIOS Setup есть два способа:
□ с отменой всех внесенных изменений;
□ с сохранением всех внесенных изменений.
Для выхода с отменой внесенных изменений выберите в главном окне команду Exit Without Saving, после чего обычно появляется окно с сообщением Quit Without Saving (Y/N)? (рис. 3.4), в котором нужно нажать клавиши Y и Enter. Вы выйдете из BIOS Setup, а компьютер продолжит загрузку.
Рис. 3.4. Окно подтверждения выхода из BIOS Setup с отменой всех внесенных изменений
Выход с отменой изменений нужно использовать в следующих случаях:
□ когда вы не планировали вносить каких-либо изменений, а только просматривали текущие значения параметров;
□ если вы не уверены в правильности действий либо случайно изменили один или несколько параметров.
Для выхода с сохранением всех внесенных изменений выберите в главном окне команду Save & Exit Setup – появится окно с сообщением SAVE to CMOS and EXIT (Y/N)? (рис. 3.5). Нажмите клавиши Y и Enter, при этом все настройки будут сохранены, а компьютер продолжит загрузку. Если вы передумали вносить изменения в CMOS, нажмите N и Enter или же воспользуйтесь клавишей Esc.
Рис. 3.5. Окно подтверждения выхода из BIOS Setup с сохранением внесенных изменений
Выход с сохранением изменений используйте только в том случае, если вы уверены в правильности своих действий и не допустили ошибок или оплошностей, редактируя параметры.
Если на вашем компьютере используется программа настройки BIOS со строкой меню в верхней части, выберите в главном меню пункт Exit, где вы сможете найти описанные выше команды Exit Without Saving и Save & Exit Setup.
Примеры редактирования параметров BIOS Setup
Представьте, что вам нужно загрузить компьютер с загрузочного компакт-диска, например, с дистрибутивом Windows. Для этого нужно изменить порядок загрузки в BIOS так, чтобы привод для компакт-дисков стал первым в списке загрузочных устройств.
Если на вашем компьютере используется интерфейс BIOS с главным меню в два столбца, последовательность действий может быть следующей.
1. Перезагрузите компьютер.
2. На начальных этапах самотестирования (POST) нажмите клавишу входа в BIOS (обычно это Delete или F2). Дождитесь появления главного окна BIOS Setup. Если вы не вовремя нажали клавишу и вместо входа в Setup загрузилась операционная система, снова перезагрузите компьютер и повторите попытку.
3. С помощью клавиш управления курсором выберите в главном окне программы нужный раздел (в нашем примере это Advanced BIOS Features) и нажмите Enter.
4. Запомните, а лучше запишите текущие значения параметров выбранного раздела, чтобы в случае неосторожных действий вы смогли вернуть исходные значения измененных параметров.
5. Параметр, определяющий первое загрузочное устройство, обычно называется First Boot Device (1st Boot Device), поэтому выберите его из списка. Для него нужно установить значение CDROM или CD/DVD. Изменить значение выбранного параметра можно одним из двух способов:
■ последовательно нажимайте клавиши Page Up/Page Down (или +/-на цифровом блоке клавиатуры), пока не установится нужное значение параметра;
■ нажмите Enter, выберите в появившемся окошке (рис. 3.6) нужное значение и снова нажмите Enter. Этот способ удобнее, но не поддерживается некоторыми старыми версиями BIOS.
6. Выйдите в главное окно программы с помощью клавиши Esc.
Рис. 3.6. Редактирование параметра во всплывающем окне
7. Для выхода из BIOS Setup с сохранением внесенных изменений выберите команду Save & Exit Setup и в появившемся окне подтвердите ваши намерения нажатием клавиш Y и Enter.
ВНИМАНИЕ
Никогда не выходите из BIOS Setup с сохранением изменений, если вы по неосторожности или из любопытства тронули какой-либо параметр. В таком случае нужно выйти из BIOS Setup с отменой всех внесенных изменений, затем опять войти и заново отредактировать нужный параметр.
8. Проверьте действие внесенных изменений, выполнив загрузку с компакт-диска.
9. Снова перезагрузите компьютер и верните прежнее значение параметра First Boot Device, после чего попробуйте загрузить компьютер в обычном режиме.
Для версий BIOS с горизонтальной строкой меню последовательность действий по смене загрузочного устройства будет несколько иной.
1. Перезагрузите компьютер и войдите в BIOS Setup.
2. С помощью клавиш ← и → выберите в главном меню программы раздел Boot. Запомните или запишите текущие значения параметров.
3. С помощью клавиш ↓ и ↑ выберите параметр 1st Boot Device и установите для него значение CDROM (CD/DVD) (рис. 3.7) одним из описанных выше способов.
Рис. 3.7. Редактирование списка загрузочных устройств
4. С помощью клавиш ← и → перейдите в раздел Exit и выполните команду Exit & Save Changes. Подтвердите ваши действия нажатием Enter в появившемся окне.
5. Попробуйте загрузиться с компакт-диска, после чего верните прежнее значение параметра 1st Boot Device.
Советы по безопасной работе с BIOS Setup
Работа в BIOS Setup связана с определенным риском, поскольку при неудачном или неосторожном изменении параметров система может работать нестабильно или не функционировать вовсе. Есть несколько простых советов, которые позволят свести возможный риск к минимуму.
□ Старайтесь вообще не экспериментировать с BIOS на компьютерах, которые обрабатывают или хранят важную информацию. Перед настройкой или разгоном системы с помощью BIOS позаботьтесь о резервном копировании важных данных.
□ Прежде чем изменить параметры, всегда запоминайте, а лучше записывайте их старые и новые значения. Это позволит вам вернуть прежнее состояние системы, если с новыми настройками она будет работать нестабильно. Можно также сфотографировать экраны BIOS Setup цифровой камерой.
СОВЕТ
В новых системных платах для сохранения параметров можно использовать профили BIOS (см. далее).
□ Не изменяйте параметры, значения которых вам неизвестны. Если вы не нашли описание интересующего параметра в книге, обратитесь к руководству по эксплуатации системной платы.
□ Не редактируйте за один сеанс несколько не связанных между собой параметров. При сбое системы будет очень сложно определить, какой из измененных параметров вызвал проблему.
□ Не разгоняйте компьютер без соответствующей подготовки. Подробнее о разгоне читайте в гл. 6.
К сожалению, в реальной жизни не всегда можно все предусмотреть и случается, что после изменения настроек BIOS компьютер перестает нормально работать или не работает вообще. Если причина только в неправильной установке параметров BIOS, то систему можно вернуть к жизни несколькими способами.
□ Если после перезагрузки компьютера вы можете войти в BIOS Setup, нужно сразу же установить прежние значения отредактированных параметров. Напомню, что все изменения должны быть записаны заранее.
□ Если вы не записали внесенные изменения, не стоит менять все параметры подряд, этим вы только усугубите ситуацию. В таком случае можно попробовать восстановить работу системы, загрузив параметры по умолчанию с помощью команды Load Fail-Safe Defaults. После этого нужно будет заново настроить систему на оптимальную работу.
□ Иногда компьютер может вообще не включаться из-за неправильных установок BIOS. В таком случае придется выполнить сброс настроек BIOS (см. гл. 5).
Основные разделы BIOS Setup
В большинстве версий используется классический интерфейс главного окна программы BIOS Setup, в котором разделы размещены в два столбца (см. рис. 3.1). Хотя у каждой модели системной платы свой уникальный набор параметров, названия основных разделов BIOS Setup, как правило, не меняются. Кратко рассмотрим назначение основных разделов AwardBIOS и AMIBIOS.
Standard CMOS Features (Standard CMOS Setup)
По названию видно, что в данном разделе собраны стандартные настройки компьютера, к которым принято относить параметры дисковых накопителей, настройки даты и времени и др. Также здесь можно найти информацию о количестве установленной оперативной памяти и другие сведения о системе.
Advanced BIOS Features (BIOS Features Setup)
Название раздела можно перевести как «расширенные настройки BIOS», к которым обычно относят параметры загрузки компьютера, общие параметры работы процессора, чипсета, клавиатуры, кэш-памяти и других устройств.
Advanced Chipset Features (Chipset Features Setup)
Раздел описывает настройки чипсета, а значит, его содержимое зависит от типа чипсета, на котором построена системная плата. Если быть более точным, то здесь присутствуют параметры, относящиеся к северному мосту чипсета и определяющие работу оперативной памяти, процессора, видеосистемы, шин AGP и PCI Express, а также некоторых других устройств. Настройки данного раздела могут существенно влиять на скорость и стабильность работы системы, поэтому изменять их следует крайне осторожно.
Integrated Peripherals
В этом разделе собраны параметры для различных интегрированных периферийных устройств, которые поддерживаются южным мостом чипсета: контроллеров гибких и жестких дисков, звуковых и сетевых адаптеров, последовательных, параллельных и USB-портов и др. Перечень настроек раздела зависит от состава периферийных устройств в конкретной системе.
Power Management Setup
В данном разделе устанавливаются параметры электропитания и энергосбережения. Можно настроить автоматический переход компьютера в режим пониженного энергопотребления, а также заставить его возвращаться в рабочее состояние при наступлении определенных событий.
PnP/PCI Configurations
Параметры этого раздела управляют способом распределения ресурсов между периферийными устройствами. Обычно данную функцию поручают системе, оставляя настроенное по умолчанию автоматическое распределение ресурсов.
PC Health Status
Все современные системные платы оснащены датчиками контроля рабочих температур, напряжений и скоростей вращения вентиляторов. Их текущие показания отображаются в отдельном разделе BIOS Setup с названием PC Health Status или H/W Monitor. Показания датчиков используются в автоматических системах защиты от перегрева, и чтобы определить порог срабатывания защиты, выставляются соответствующие параметры.
Frequency/Voltage Control
В этом разделе устанавливаются рабочие частоты и напряжения для процессора, чипсета, оперативной памяти, видеоадаптера и др. При параметрах по умолчанию все частоты и напряжения в современных компьютерах настраиваются автоматически, что обеспечивает надежную работу системы. Если изменять параметры данного раздела вручную, можно выполнить разгон, то есть заставить процессор, память и другие компоненты работать на более высоких частотах (см. гл. 6).
Раздел для настройки частот и напряжений может называться и по-другому, например, в некоторых платах Gigabyte он именуется MB Intelligent Tweaker, а в платах от MSI – Cell Menu.
Load Fail-Safe Defaults (Load BIOS Setup Defaults)
Команда сбрасывает все настройки BIOS до значений по умолчанию. При этом устанавливаются наиболее безопасные значения всех параметров, обеспечивающие высокую стабильность работы системы. При выборе данного пункта обычно появляется окно, в котором нужно подтвердить выбранное действие нажатием клавиши Y (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Окно, подтверждающее загрузку параметров по умолчанию
Load Optimized Defaults (Load High Performance)
Команда устанавливает такие настройки BIOS, которые обеспечивают оптимальную производительность системы, сохраняя ее стабильность. В зависимости от конкретной модели системной платы эти значения могут быть различными, но, как правило, оптимизированные настройки отличаются от параметров по умолчанию ускоренным прохождением процедуры POST, более быстрыми режимами работы оперативной памяти, ускоренной работой шин и некоторыми другими параметрами. Иногда оптимизированные параметры оказываются несовместимыми с имеющимся оборудованием, и после этой команды система может работать нестабильно. В таком случае следует вернуться к настройкам по умолчанию с помощью Load Fail-Safe Defaults, после чего настроить систему на оптимальную работу вручную.
Set Supervisor Password и Set User Password
Команды устанавливают соответственно административный и пользовательский пароли на вход в BIOS или на загрузку компьютера (см. гл. 8).
Программа настройки BIOS с горизонтальной строкой меню
Некоторые производители плат, например Intel, ASUS и ASRosk, используют другой вид главного окна программы BIOS Setup, в котором строка меню расположена в верхней части (рис. 3.9). О назначении основных разделов этого меню вы узнаете далее.
Main
Здесь собраны основные, по мнению разработчиков, настройки BIOS: время и дата, параметры дисковых накопителей и системная информация. Main – почти полный аналог раздела Standard CMOS Features.
Advanced
Этот раздел обычно наиболее объемный по количеству параметров и состоит из нескольких подразделов (рис. 3.10). Здесь собраны настройки для работы процессора, чипсета, памяти, видеосистемы и периферийных устройств. Если сравнивать с классическим интерфейсом, то раздел Advanced включает в себя содержимое разделов Advanced Chipset Features, Integrated Peripherals, PnP/PCI Configurations, Frequency/Voltage Control и некоторые параметры из Advanced BIOS Features. Иногда разработчики BIOS выделяют часть параметров из Advanced в отдельный раздел, увеличивая таким образом количество пунктов в главном меню.
Рис. 3.9. Главное окно программы настройки BIOS с горизонтальной строкой меню
Рис. 3.10. Раздел Advanced обычно состоит из нескольких подразделов Power
В этом разделе, аналогичном разделу Power Management Setup, устанавливаются параметры электропитания. Сюда также обычно включают настройки контроля рабочих напряжений, температур и скоростей вращения вентиляторов (как в H/W Monitor).
Pulsuz fraqment bitdi.
