biosچيست؟

[آبجی]

از رايج ترين کاربردهاي flash memoryها در ساخت "بايوس" ، BIOS (Basic Input/Output System) است. BIOS درعمل از هماهنگي بين تراشه ها، ديسک هاي سخت، پورت ها و عملکرد CPU اطمينان حاصل ميکند.

هر کامپيوتر desktop يا laptop يک ريزپردازنده يا Microprocessor بعنوان واحد پردازش مرکزي دارد. Microprocessor يک واحد سخت افزاري است. اين واحد سخت افزاري براي اينکه بتواند کارهايي را انجام دهد، مجموعه اي از دستورات موسوم به نرم افزار يا Software را اجرا ميکند.

شما احتمالا با دو نوع متفاوت از نرم افزارها آشنا هستيد:

سيستم عامل _ سيستم عامل مجموعه اي از سرويسها را براي اجراي برنامه هاي کاربردي روي کامپيوتر فراهم ميکند. همچنين interface (رابط کاربر) اوليه اي را براي کاربر فراهم ميکند.

windows?? و Linux نمونه اي از سيستم عامل ها هستند.
برنامه هاي کاربردي _ برنامه هاي کاربردي تکه نرم افزارهايي هستند که براي کاربردهاي خاص نوشته شده اند.

مثلا همين الان ممکن است روي کامپيوتر شما برنامه هايي مثل browser، word، برنامه ارسال E_mail و برنامه هاي مشابهي نصب باشد.

پس بعبارتي ميتوان گفت که BIOS سومين نوع نرم افزار است که کامپيوتر شما براي کارکردن به آن نياز دارد. در اين مقاله چيزهاي زيادي راجع به BIOS خواهيد آموخت. اينکه BIOS چه کاري انجام ميدهد، تنظيمات چگونه روي آن اعمال ميشود و اينکه چگونه ميتوان آنرا update کرد.

BIOS چه کارهايي انجام ميدهد؟


مهمترين کاري که BIOS انجام ميدهد، Load کردن سيستم عامل است. وقتي شما کامپيوترتان را روشن ميکنيد و Microprocessor تلاش ميکند تا اولين دستورات را اجرا کند، بايستي اين دستورات را از جايي بگيرد.

Microprocessor نميتواند اين دستورات را از سيستم عامل بگيرد. چرا؟

چون سيستم عامل روي ديسک سخت (hard disk) کامپيوتر قرار دارد و بايستي دستورات اوليه اي باشد تا Microprocessor را براي مراجعه به hard disk راهنمايي کند. BIOS اين دستورات اوليه را براي Microprocessor صادر ميکند.

برخي کارهاي رايج ديگر که BIOS انجام ميدهد عبارتند از:

اجراي عمليات POST(power-on self-test) براي اجزاي سخت افزاري پايه که روي کامپيوتر شما نصب شده و وجود آنها براي کارکردن سيستم ضروري است، تا از صحت عملکرد آنها اطمينان حاصل شود. (اين عمليات به محض روشن شدن کامپيوتر شروع ميشود و با ارسال سيگنال هايي به قطعات سخت افزاري پايه، و دريافت پاسخ از آنها کامل ميگردد.)
فعال کردن ساير تراشه هاي BIOS موجود روي کارت هاي مختلفي که داخل case نصب شده اند. بعنوان مثال، کارت هاي SCSI و کارت هاي گرافيک، اغلب تراشه هاي BIOS مختص به خود را دارند.
فراهم کردن يک سري بسترهاي مقدماتي از طريق اجراي تعدادي دستورات سطح پايين، که سيستم عامل از آنها در جهت برقراري ارتباط با سخت افزارهاي مختلف استفاده ميکند. درواقع نام BIOS بيشتر از اين عملکردش گرفته شده. در اين مرحله قطعات جانبي مثل صفحه کليد، صفحه نمايش، پورت هاي موازي و سريال و... (بخصوص هنگام بوت شدن کامپيوتر)، باهم هماهنگ ميشوند.
اعمال يک سري تنظيمات براي hard disk ها، clock و...
BIOS نرم افزار ويژه اي است که ارتباط اجزاي اصلي سخت افزاري را با سيستم عامل کامپيوترتان برقرار ميکند. BIOS معمولا در يک تراشه ي حافظه ي flash که روي مادربورد قرار گرفته ذخيره ميشود. البته بعضي وقتها، اين تراشه از نوع ديگري از ROM است.

وقتي شما کامپيوترتان را روشن ميکنيد، BIOS چند کار را انجام ميدهد.

اين سلسله مراتب معمولا بترتيب زير است:

چک کردن CMOS Setup براي بررسي تنظيمات خاص
Load کردن سيستم اعمال وقفه ها و درايورها (device drivers)
مقداردهي اوليه به registerها (ثبات ها) و مديريت قدرت (برق)
اجراي عمليات POST
نمايش تنظيمات سيستم
شناسايي اجزاي bootable
آغاز کردن سلسله مراتب لازم براي boot شدن سيستم

اولين کاري که BIOS انجام ميدهد، چک کردن اطلاعاتي است که روي بخش کوچکي (?? bytes) از حافظه ي RAM قرار گرفته در يک آي سي (Complementary Metal Oxide Semiconductor) CMOS، ذخيره شده.

CMOS Setup اطلاعات جزئي که خاص سيستم شماست را نگهداري ميکند و درصورت بوجود آمدن تغييراتي در سيستم ميتواند تغيير کند.

BIOS از اين اطلاعات ذخيره شده در CMOS، براي تغيير دادن يا تکميل خود استفاده ميکند. بعدها در مورد اين ويژگي بيشتر بحث خواهيم کرد!

سيستم ايجاد وقفه درواقع تکه برنامه هاي کوچکي است که مثل رابط مترجم بين اجزاي سخت افزاري و سيستم عامل عمل ميکند. بعنوان مثال وقتي شما کليدي را روي صفحه کليد فشار ميدهيد، سيگنالي توليد ميشود. اين سيگنال به سيستم توليد وقفه ي صفحه کليد ارسال ميشود و به CPU اعلام ميکند که اين وقفه مربوط به چه چيزي است.

و در نهايت سيستم عامل تصميم مناسب را اتخاذ ميکند.

Device driverها هم تکه برنامه هايي هستند که اجزاي سخت افزاري پايه مثل صفحه کليد، ماوس، هارد درايو و فلاپي درايو را شناسائي ميکنند.

BIOS معمولا هنگام نياز در RAM سيستم کپي ميشود تا سريع تر اجرا شود.

بوت کردن کامپيوتر

هر وقت کامپيوترتان را روشن ميکنيد، اولين اتفاقي که مي افتد اين است که BIOS کار خود را انجام ميدهد. در بسياري از سيستم ها، BIOS متني را نشان ميدهد که توصيف کننده ي چيزهايي مثل مقدار حافظه ي RAM، نوع ديسک سخت و ... در آن سيستم است. اين نشان ميدهد که درطول فرآيند بوت شدن سيستم، BIOS مقدار قابل ملاحظه اي عمليات را انجام ميدهد تا سيستم شما آماده به کار شود. در اين قسمت برخي از اين عمليات براي يک PC ي معمولي بطور خلاصه توصيف ميشود:
پس از چک کردن CMOS Setup و فراخواني سيستم اعمال وقفه ها، BIOS بررسي ميکند که آيا کارت گرافيک کار ميکند يا نه.

بيشتر کارت هاي گرافيک يک BIOS کوچک دارند که حافظه و پردازنده گرافيکي موجود روي آنها را مقدار دهي اوليه ميکند. درغير اينصورت BIOS اطلاعات مربوط به راه اندازي کارت گرافيک را از روي يک تراشه ROM موجود روي مادربورد ميخواند.

بعد BIOS چک ميکند که آيا Cold boot (Reset کردن سيستم بصورت سخت افزاري. مثلا با دکمه reset روي case) اتفاق افتاده يا Reboot (Reset کردن سيستم بصورت نرم افزاري مثلا با Alt+Ctrl+Del).

BIOS اين کار را با چک کردن مقدار موجود در خانه حافظه با آدرس ????:???? انجام ميدهد. اگر مقدار ????h در اين خانه ذخيره شده باشد، منظور Reboot است. بنابراين BIOS از انجام عمليات POST صرف نظر ميکند و فقط سيستم را reset ميکند.

هر مقداري غير از ????h نشاندهنده ي Cold boot است. (مثل اينکه سيستم تازه روشن شده _ POST هم انجام ميشود.)

اگر Cold boot اتفاق افتاده باشد BIOS هريک از آدرسهاي خانه هاي حافظه RAM را با نوشتن و خواندن مقداري در آنها آزمايش ميکند.

همچنين پورت هاي PS/? يا USB را هم براي صفحه کليد و ماوس بررسي ميکند. BIOS بدنبال گذرگاه PCI (Peripheral Component Interconnect) هم ميگردد و اگر آنرا پيدا کرد همه کارت هاي PCI را چک ميکند.

اگر در حين انجام عمليات POST اشکالي بوجود بيايد، BIOS با بوق اخطار يا پيغامي که روي صفحه نمايش نشان داده ميشود، بروز اشکال را به شما اعلام ميکند. معمولا اگر در اين مرحله اشکالي پيدا شود، اين اشکال سخت افزاري است.

سپس BIOS جزئياتي راجع به سيستم تان نمايش ميدهد. که معمولا اين اطلاعات مربوط ميشود به:

پردازنده
فلاپي درايو و هارد درايو
حافظه
نسخه BIOS (ورژن)

[آبجی]

هر درايور خاصي، مثل درايورهاي مربوط به آداپتورهاي SCSI (small computer system interface)
از آداپتور فراخواني ميشود و BIOS اطلاعات را نمايش ميدهد.
سپس BIOS ترتيب و توالي ابزارهاي ذخيره سازي که در CMOS Setup بعنوان مرجعي براي boot شدن سيستم تعيين شده اند را چک ميکند.
Boot از Bootstrap آمده. Bootstrap را "خود راه انداز" ترجمه کرده اند. همچنان که در اصطلاح قديمي "Lift yourself up by your bootstraps." کلمه Boot اشاره دارد به مجموعه عملياتي که منجر به بالا آمدن سيستم عامل ميشود.
BIOS سعي ميکند براي Boot کردن سيستم از اولين مرجع تعيين شده استفاده کند. اگر نتيجه نگرفت به سراغ دومين درايو تعيين شده ميرود. اگر فايلهاي مورد نظر براي boot کردن سيستم در هيچ يک از درايوهاي مشخص شده پيدا نشد، روند startup متوقف ميشود.
اگر ديسکتي در فلاپي درايو باشد، وقتي سيستم را restart ميکنيد، احتمالا با اين پيغام مواجه خواهيد شد:
چون BIOS سعي ميکند فايلهاي راه انداز سيستم را از روي ديسکت بخواند و وقتي آنها را پيدا نکند، با اين پيغامBIOSاين پيغام را ميدهد و منتظر ديسکتي ميشود که حاوي فايلهاي مناسب براي راه اندازيمواجه ميشويد. BIOSسيستم باشد. البته اين مشکل خاصي نيست. ميتوانيد ديسکت را خارج کنيد و کليدي را فشار دهيد تا BIOS
کردن سيستم استفاده کندbootکار خود را ادامه دهد و احتمالا از درايو ديگري براي
پيکربندي BIOS
در قسمت هاي قبلي متوجه شديد که BIOS ، CMOS Setup را براي تنظيمات خاص بررسي ميکند. در ادامه به نحوه تغيير دادن اين تنظيمات مي پردازيم.
براي ورود به CMOS Setup، بايد هنگامي که سيستم در حال اجراي عمليات مربوط به startup است از يک کليد خاص يا ترکيبي از چند کليد استفاده کنيد. بيشتر سيستمها از کليدهاي "Esc" ، "Del" ، "F?" ، "F?" ، "Ctrl-Esc" يا "Ctrl-Alt-Esc" براي اين منظور استفاده ميکنند. معمولا به محض روشن شدن کامپيوتر، در قسمت پاييني صفحه نمايش يک خط توضيحات براي اشاره به کليد يا کليدهاي مورد استفاده جهت ورود به قسمت تنظيمات BIOS ديده ميشود.
"براي ورود به Setup کليد ... را فشار دهيد."
وقتي وارد Setup شديد، مجموعه اي از صفحات متني را به همراه تعدادي گزينه براي تنظيمات مختلف مي بينيد. برخي از اين تنظيمات استاندارد است درحاليکه ساير گزينه ها را شرکت سازنده BIOS طبق معيارهاي خودش انتخاب مي کند.
برخي از معمول ترين و رايج ترين گزينه هاي اين قسمت عبارتند از:
System Time/Date : براي تنظيم ساعت و تاريخ
Boot Sequence : براي مشخص کردن محل فايلهاي مخصوص Boot کردن سيستم به ترتيب اولويت (از اين فايل ها براي Load کردن سيستم عامل استفاده ميشود.)
Plug and Play : استانداردي براي يافتن و شناسايي اجزاي سخت افزاري جانبي بصورت خودکار; اگر کامپيوتر و سيستم عامل شما هر دو از اين امکان پشتيباني مي کنند، بايستي گزينه Yes براي آن فعال باشد.
Mouse/keyboard : گزينه هايي مثل "Enable Num Lock" ، "Enable the Keyboard" ، "Auto-Detect Mouse" و ...
Drive Configuration : براي تنظيم و پيکربندي hard drive ، CD-ROM ، floppy drive و ...
Memory : خط دادن به BIOS و راهنمائي کردن آن براي مراجعه به آدرس خاصي از حافظه
Security : در اين قسمت ميتوان Password ي را براي کنترل دسترسي به سيستم اعمال کرد.
Power Management : سيستم مديريت انرژي که امکاناتي چون مشخص کردن مدت زمان توقف در حالت standby و suspend هم به همراه آن ارائه ميشود و قابل تنظيم است.
Exit : انتخاب کنيد، آيا تغييراتي که اعمال کرديد ذخيره شود، يا ناديده گرفته شود، يا تنظيمات سيستم به حالت پيش فرض شرکت سازنده set شود.
ر تنظيمات Setup را تغيير ميدهيد بسيار مراقب باشيد. تنظيمات غلط ممکن است مانع از boot شدن سيستمتان شود. وقتي همه تغييرات مورد نظرتان را در Setup ايجاد کرديد، بايد Save Changes را انتخاب کنيد و خارج شويد. در اينصورت BIOS سيستم شما را restart خواهد کرد تا تنظيمات جديد تاثير گذار شوند.

[آبجی]

BIOS براي ذخيره کردن هرگونه تغييري که در Setup سيستم داده ميشود از فنآوري CMOS استفاده ميکند. با استفاده از اين فناوري يک باتري کوچک lithium يا Ni-Cad ميتواند انرژي کافي براي نگهداري داده هاي ذخيره شده را در طول چند سال فراهم کند. حتي در بعضي تراشه هاي جديد يک باتري lithium خيلي کوچک درست در داخل تراشه CMOS جاسازي ميشود که ميتواند براي مدت 10 سال انرژي لازم را تامين کند!
Update کردن BIOS
گاهي لازم ميشود که BIOS يک کامپيوتر update شود. بخصوص در مورد سيستم هاي قديمي تر. از آنجا که اجزاي سخت افزاري جديد و استانداردها روز به روز تغيير ميکند تا بهتر شود، BIOS هم لازم است تغيير کند تا بتواند با سخت افزار جديد هماهنگ شود. از آنجا که BIOS روي انواع خاصي از ROM ذخيره ميشود، بنابراين تغيير دادن آن نسبت به ساير انواع نرم افزارها کمي مشکل تر است.
براي تغيير دادن خود BIOS ، احتمالا به يک برنامه خاص که شرکت سازنده کامپيوتر يا BIOS سيستم ارائه ميکند نياز داريد. براي اينکه بفهميد BIOS سيستم شما از چه نوع يا نسخه اي است، به مشخصات نسخه و تاريخ BIOS که در startup سيستم نمايش داده ميشود دقت کنيد. سپس به Web Site شرکت سازنده BIOS سري بزنيد و ببينيد که آيا نسخه مورد استفاده ي شما upgrade شده يا نه. اگر چنين است نسخه upgrade و برنامه کمکي (utility) همراه آنرا که براي نصب اين نسخه جديد لازم است download کنيد. بعضي وقتها برنامه utility و نسخه upgrade بصورت يکجا داخل يک فايل ارائه ميشود. برنامه utility و نسخه upgrade را روي يک ديسکت کپي کنيد و بعد از قرار دادن آن در floppy drive سيستم را restart کنيد تا از روي floppy drive بوت شود. برنامه از روي ديسکت خوانده ميشود، BIOS قديمي را پاک ميکند و نسخه جديد را جايگزين آن ميکند. شما ميتوانيد براي چک کردن BIOS سيستمتان از يک برنامه BIOS Wizard در آدرس BIOS Upgrades استفاده کنيد.
مهمترين شرکتهاي توليدکننده BIOS :
· American Megatrends Inc. (AMI)
· Phoenix Technologies
· ALi
· Winbond
درست مثل زمانيکه CMOS Setup را دستکاري ميکرديد، اينجا هم مراقب باشيد. مطمئن شويد BIOSتان را به نسخه اي upgrade ميکنيد که با سيستم کامپيوترتان سازگار است. به عبارت ديگر، درصورت بي دقتي ممکن است BIOS سيستم را خراب کنيد و ديگر قادر به بوت کردن کامپيوتر نباشيد.