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什麽是系統調用?它與壹般的過程作用區別

bios

計算機用戶在使用計算機的過程中,都會接觸到BIOS,它在計算機系統中起著非常重要的作用。

BIOS是英文"Basic Input Output System"的縮略語,直譯過來後中文名稱就是"基本輸入輸出系統"。它的全稱應該是ROM-BIOS,意思是只讀存儲器基本輸入輸出系統。其實,它是壹組固化到計算機內主板上壹個ROM芯片上的程序,它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統設置信息、開機上電自檢程序和系統啟動自舉程序。有人認為既然BIOS是"程序",那它就應該是屬於軟件,感覺就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不這麽認為,因為它與壹般的軟件還是有壹些區別,而且它與硬件的聯系也是相當地緊密。形象地說,BIOS應該是連接軟件程序與硬件設備的壹座"橋梁",負責解決硬件的即時要求。壹塊主板性能優越與否,很大程度上就取決於BIOS程序的管理功能是否合理、先進。主板上的BIOS芯片或許是主板上唯壹貼有標簽的芯片,壹般它是壹塊32針的雙列直插式的集成電路,上面印有"BIOS"字樣。586以前的BIOS多為可重寫EPROM芯片,上面的標簽起著保護BIOS內容的作用(紫外線照射會使EPROM內容丟失),不能隨便撕下。586以後的ROM BIOS多采用EEPROM(電可擦寫只讀ROM),通過跳線開關和系統配帶的驅動程序盤,可以對EEPROM進行重寫,方便地實現BIOS升級。常見的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等,在芯片上都能見到廠商的標記。

BIOS的主要作用有三點

1.自檢及初始化:開機後BIOS最先被啟動,然後它會對電腦的硬件設備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發現問題,分兩種情況處理:嚴重故障停機,不給出任何提示或信號;非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號,等待用戶處理。如果未發現問題,則將硬件設置為備用狀態,然後啟動操作系統,把對電腦的控制權交給用戶。

2.程序服務:BIOS直接與計算機的I/O(Input/Output,即輸入/輸出)設備打交道,通過特定的數據端口發出命令,傳送或接收各種外部設備的數據,實現軟件程序對硬件的直接操作。

3.設定中斷:開機時,BIOS會告訴CPU各硬件設備的中斷號,當用戶發出使用某個設備的指令後,CPU就根據中斷號使用相應的硬件完成工作,再根據中斷號跳回原來的工作。

BIOS對整機性能的影響

從上面的描述可以看出:BIOS可以算是計算機啟動和操作的基石,壹塊主板或者說壹臺計算機性能優越與否,從很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。大家在使用Windows 95/98中常會碰到很多奇怪的問題,諸如安裝壹半死機或使用中經常死機;Windows 95/98只能工作在安全模式;聲卡解壓卡顯示卡發生沖突;CD-ROM掛不上;不能正常運行壹些在DOS、Windows 3.x下運行得很好的程序等等。事實上這些問題在很大程度上與BIOS設置密切相關。換句話說,妳的BIOS根本無法識別某些新硬件或對現行操作系統的支持不夠完善。在這種情況下,就只有重新設置BIOS或者對BIOS進行升級才能解決問題。另外,如果妳想提高啟動速度,也需要對BIOS進行壹些調整才能達到目的,比如調整硬件啟動順序、減少啟動時的檢測項目等等。

BIOS和CMOS相同嗎?

BIOS是壹組設置硬件的電腦程序,保存在主板上的壹塊ROM芯片中。而CMOS通常讀作C-mo-se(中文發音“瑟模室”),是電腦主板上的壹塊可讀寫的RAM芯片,用來保存當前系統的硬件配置情況和用戶對某些參數的設定。CMOS芯片由主板上的充電電池供電,即使系統斷電,參數也不會丟失。CMOS芯片只有保存數據的功能,而對CMOS中各項參數的修改要通過BIOS的設定程序來實現。

深入了解 BIOS

壹、BIOS基本概念

BIOS(Basic Input / Output System)——基本輸入輸出系統,通常是固化在只讀存儲器(ROM)中,所以又稱為ROM-BIOS。它直接對計算機系統中的輸入輸出設備進行設備級、硬件級的控制,是連接軟件程序和硬件設備之間的樞紐。ROM-BIOS是計算機系統中用來提供最低級、最直接的硬件控制的程序。計算機技術發展到今天,出現了各種各樣新技術,許多技術的軟件部分是借助於BIOS來管理實現的。如PnP技術(Plug and Play—即插即用技術),就是在BIOS中加上PnP模塊實現的。又如熱插拔技術,也是由系統BIOS將熱插拔信息傳送給BIOS中的配置管理程序,並由該程序進行重新配置(如:中斷、DMA通道等分配)。事實上熱插拔技術也屬於PnP技術。

二、BIOS的工作原理

講到BIOS的工作原理,我們先來介紹壹下BIOS系統的兩類載體:EPROM和EEPROM的相關知識。EPROM——可擦除可編程只讀存儲器,從外觀上可以看見,在芯片的中央有壹個透明的小窗口,紫外線光即是通過這個小窗口將芯片上保存的信息擦除掉的,因為在日光和熒光中都含有紫外線,因此,我們通常用壹塊不透明的標簽將已保存了信息的EPROM芯片的紫外線窗口封住。當然,寫入EPROM芯片時,我們首先必須先用紫外線擦除器將EPROM中的信息清除掉,使它變為空的芯片後才能進行寫操作,應該說明的是這裏“空芯片”的“空”並非我們通常意義上的“空白”,而是此時芯片內部變為全“1”信息,因此,芯片的寫入原理實際上是將指定位置上的“1”改為“0”。到這裏,有的朋友壹定想問:既然日光和熒光均含有紫外線,為什麽我們不讓EPROM芯片在這些光線下暴露壹段時間來擦除呢?要知道,完全擦除壹塊EPROM中的內容,在日光下至少要壹周,在室內熒光下至少要三年了!而且隨著芯片容量的增大,時間也得相應拉長。EEPROM是電可擦除可編程只讀存儲器。在平常情況下,EEPROM與EPROM壹樣是只讀的,需要寫入時,在指定的引腳加上壹個高電壓即可寫入或擦除,而且其擦除的速度極快!通常EEPROM芯片又分為串行EEPROM和並行EEPROM兩種,串行EEPROM在讀寫時數據的輸入/輸出是通過2線、3線、4線或SPI總線等接口方式進行的,而並行EEPROM的數據輸入/輸出則是通過並行總線進行的。另外還有壹種EEPROM即是我們現在主板上常見到的FLASH ROM——閃速存儲器,其讀寫速度更快,更可靠,而且可以用單電壓進行讀寫和編程,為便攜式設備的在線操作提供了極大的便利,也因此廣泛應用 撲慊?靼逕稀?br> 通常,486以及486檔次以下電腦的BIOS芯片基本上均是EPROM芯片,而586以及PⅡ、PⅢ檔次的BIOS芯片基本上均是EEPROM。另外我們也可以從BIOS芯片上的型號來識別:像27C010、27C512等以“27”打頭的芯片均是EPROM,而28C010、29C010、29C020、29C040等,均為EEPROM,其中28C010是128K×8,即1M比特並行EEPROM,29C010是128K×8(1M比特)、29C020是256K×8(2M比特)、29C040是512K×8(4M比特)的FLASH ROM。串行EEPROM在計算機主板上較少見,而提供這些芯片的廠家多為MX、WINBOND、ATMEL等廠家。應註意的是:不同廠家生產的芯片命名方式不同。以上介紹的芯片是以ATMEL公司的產品為例。

下面我們以當前最常見的AT29C020為例,介紹壹下BIOS的工作原理和程序的燒錄過程。

AT29C020是ATMEL公司生產的256K×8的FLASH ROM芯片,采用單5V供電,由於AT29C020的容量為256K×8,所以需要18根地址線來尋址,也即圖中A0~A17,而其輸出是8位並行輸出,需要8位雙向數據線,即圖中D0~D7,另外圖中還有幾個用於控制芯片工作狀態的引腳。“”引腳是控制芯片寫入的使能端,“”引腳是控制芯片輸出數據的使能端,這兩個引腳控制芯片在選中後的工作狀態,“”引腳為芯片的片選端。當處理器需要對該芯片進行讀寫操作時,首先必須選中該芯片,即在“”端送出低電平,然後,再根據是讀指令還是寫指令,而將相應的“”引腳或”引腳拉至低電平,同時處理器要通過A0~A17地址線送出待讀取或寫入芯片指定的存儲單元的地址,AT29C020芯片就將該存儲單元中的數據讀出到數據線D0~D7上或者將數據線D0~D7上的數據寫入到指定的存儲單元中,從而就完成了壹次讀或寫操作。

當上電後,計算機即從BIOS芯片中讀取出指令代碼進行系統硬件的自檢(含BIOS程序完整性檢驗、RAM可讀寫性檢驗、進行CPU、DMA控制器等部件測試)。對PnP設備進行檢測和確認,然後依次從各個PnP部件上讀出相應部件正常工作所需的系統資源數據等配置信息。BIOS中的PnP模塊試圖建立不沖突的資源分配表,使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之後,系統要將所有的配置數據即ESCD——Extended System Config Data寫入BIOS中,這就是為什麽我們在開機時看到主機啟動進入Windows前出現壹系列檢測:配置內存、硬盤、光驅、聲卡等,而後出現的“UPDATE ESCD..SUCCESSED”等提示信息。所有這些檢測完成後,BIOS將系統控制權移交給系統的引導模塊,由它完成操作系統的裝入。

三、計算機主板中的BIOS技術

第壹代BIOS技術通常見於586以及現在的大部分440LX、440BX、i810等芯片組的主板上,這些主板通常只有壹塊BIOS芯片,而且基本上均采用EEPROM芯片,因此在給予電腦愛好者提供便利的BIOS升級、提升主板性能、充分發揮主板潛力的大好機遇的同時,也給CIH之類的病毒造成了可乘之機。病毒通過程序指令給BIOS芯片加上編程電壓,然後向BIOS芯片寫入壹大堆亂碼,從而達到破壞主機引導、癱瘓系統之目的。1999年的4月26日,想必許多人至今還刻骨銘心。於是廠家集思廣益迅速推出了第二代雙BIOS技術,以技嘉科技推出的DUALBIOS技術最早也最為出名,其原理是在計算機主板上安排了兩個BIOS芯片,壹塊為Master BIOS,另壹塊為Slave BIOS。兩塊BIOS中的內容完全壹樣,Slave BIOS只是提供簡單的備份功能,每次系統啟動,Slave BIOS就會主動檢查Master BIOS的完整性,若發現主BIOS內容有損壞,立即用備份BIOS重寫主BIOS,壹旦重寫失敗,則直接從備份BIOS啟動。微星公司的SAFEBIOS技術原理也壹樣,但其配備了壹片容量為普通BIOS芯片容量兩倍的4MB Flash ROM作為BIOS芯片,平均劃分為兩個獨立的區域,並且這兩個區域的BIOS均可啟動系統。近來壹些廠家又提出了更為先進實用的雙BIOS技術,像承啟科技提出TWIN BIOS技術,其與DUAL BIOS技術所不同的是,TWIN BIOS技術中兩塊BIOS可以按完全不同配置進行配置,兩塊BIOS芯片地位完全對等,無主從之分,可以在開機時通過鍵盤按鍵選擇從哪壹塊BIOS芯片上啟動,這樣大大地提高了另壹片BIOS芯片的利用率,又能在壹臺電腦上實現按不同系統環境進行不同系統配置的要求。如可實現中文Windows與英文/日文Windows***存等,而不需用System Conmand等軟件來實現復雜的多重啟動來引導,從而使雙BIOS技術從單壹的系統安全保護作用躍升為兼備獨立配置系統硬件設備的強大功能。隨著科技的發展,可以預見不久的將來BIOS芯片的容量將會越來越大,提供給我們設置和監視系統的功能也將越來越大,當然也會越來越方便。

BIOS的主要作用有三點

1.自檢及初始化:開機後BIOS最先被啟動,然後它會對電腦的硬件設備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發現問題,分兩種情況處理:嚴重故障停機,不給出任何提示或信號;非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號,等待用戶處理。如果未發現問題,則將硬件設置為備用狀態,然後啟動操作系統,把對電腦的控制權交給用戶。

2.程序服務:BIOS直接與計算機的I/O(Input/Output,即輸入/輸出)設備打交道,通過特定的數據端口發出命令,傳送或接收各種外部設備的數據,實現軟件程序對硬件的直接操作。

3.設定中斷:開機時,BIOS會告訴CPU各硬件設備的中斷號,當用戶發出使用某個設備的指令後,CPU就根據中斷號使用相應的硬件完成工作,再根據中斷號跳回原來的工作。

BIOS對整機性能的影響

從上面的描述可以看出:BIOS可以算是計算機啟動和操作的基石,壹塊主板或者說壹臺計算機性能優越與否,從很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。大家在使用Windows 95/98中常會碰到很多奇怪的問題,諸如安裝壹半死機或使用中經常死機;Windows 95/98只能工作在安全模式;聲卡解壓卡顯示卡發生沖突;CD-ROM掛不上;不能正常運行壹些在DOS、Windows 3.x下運行得很好的程序等等。事實上這些問題在很大程度上與BIOS設置密切相關。換句話說,妳的BIOS根本無法識別某些新硬件或對現行操作系統的支持不夠完善。在這種情況下,就只有重新設置BIOS或者對BIOS進行升級才能解決問題。另外,如果妳想提高啟動速度,也需要對BIOS進行壹些調整才能達到目的,比如調整硬件啟動順序、減少啟動時的檢測項目等等。

BIOS和CMOS相同嗎?

BIOS是壹組設置硬件的電腦程序,保存在主板上的壹塊ROM芯片中。而CMOS通常讀作C-mo-se(中文發音“瑟模室”),是電腦主板上的壹塊可讀寫的RAM芯片,用來保存當前系統的硬件配置情況和用戶對某些參數的設定。CMOS芯片由主板上的充電電池供電,即使系統斷電,參數也不會丟失。CMOS芯片只有保存數據的功能,而對CMOS中各項參數的修改要通過BIOS的設定程序來實現。

CMOS是互補金屬氧化物半導體的縮寫。其本意是指制造大規模集成電路芯片用的壹種技術或用這種技術制造出來的芯片。在這裏通常是指微機主板上的壹塊可讀寫的RAM芯片。它存儲了微機系統的實時鐘信息和硬件配置信息等,***計128個字節。系統在加電引導機器時,要讀取CMOS信息,用來初始化機器各個部件的狀態。它靠系統電源和後備電池來供電,系統掉電後其信息不會丟失。 BIOS是基本輸入輸出系統的縮寫,指集成在主板上的壹個ROM芯片,其中保存了微機系統最重要的基本輸入輸出程序、系統開機自檢程序等。它負責開機時,對系統各項硬件進行初始化設置和測試,以保證系統能夠正常工作。 由於CMOS與BIOS都跟微機系統設置密切相關,所以才有CMOS設置和BIOS設置的說法。CMOS RAM是系統參數存放的地方,而BIOS中系統設置程序是完成參數設置的手段。因此,準確的說法應是通過BIOS設置程序對CMOS參數進行設置。而我們平常所說的CMOS設置和BIOS設置是其簡化說法,也就在壹定程度上造成了兩個概念的混淆。

關於CMOS放電

常常聽到計算機高手或者非高手說“口令忘啦?給CMOS放電吧。”,這到底是什麽意思呢?

如果妳在計算機中設置了進入口令,而妳又碰巧忘記了這個口令,妳將無法進入計算機。不過還好,口令是存儲在CMOS中的,而CMOS必須有電才能保持其中的數據。所以,我們可以通過對CMOS 的放電操作使計算機“放棄”對口令的要求。具體操作如下:

打開機箱,找到主板上的電池,將其與主板的連接斷開(就是取下電池嘍),此時CMOS將因斷電而失去內部儲存的壹切信息。再將電池接通,合上機箱開機,由於CMOS已是壹片空白,它將不再要求妳輸入密碼,此時進入BIOS設置程序,選擇主菜單中的“LOAD BIOS DEFAULT”(裝入BIOS缺省值)或“LOAD SETUP DEFAULT”(裝入設置程序缺省值)即可,前者以最安全的方式啟動計算機,後者能使妳的計算機發揮出較高的性能。

什麽是POST自檢

接通微機的電源,系統將執行壹個自我檢查的例行程序。這是BIOS功能的壹部分,通常稱為POST——上電自檢(Power On Self Test)。完整的POST自檢包括對CPU、系統主板、基本的640KB內存、1MB以上的擴展內存、系統ROM BIOS的測試;CMOS中系統配置的校驗;初始化視頻控制器,測試視頻內存、檢驗視頻信號和同步信號,對CRT接口進行測試;對鍵盤、軟驅、硬盤及CD-ROM子系統作檢查;對並行口(打印機)和串行口(RS232)進行檢查。自檢中如發現有錯誤,將按兩種情況處理:對於嚴重故障(致命性故障)則停機,此時由於各種初始化操作還沒完成,不能給出任何提示或信號;對於非嚴重故障則給出提示或聲音報警信號,等待用戶處理。當自檢完成後,系統轉入BIOS的下壹步驟:從A驅、C驅或CD-ROM以及網絡服務器上尋找操作系統進行啟動,然後將控制權交給操作系統。

BIOS,(Basic Input/output system)即基本輸入/輸出系統。它實際上是被固化到計算機中的壹組程序,為計算機 提供最低級的、最直接的硬件控制。準確地說,BIOS是硬件與軟件程序之間的壹個“轉換器”或者說是接口(雖然它本身也只是壹個程序) ,負責解決硬件的即時需求,並按軟件對硬件的操作要求具體執行。程序員可以通過對INT 5、INT 13等中斷的訪問直接調用BIOS中斷例程。

BIOS是固化在主板上的ROM芯片,而系統設置程序,微機部件配置情況是則是放在壹塊可讀寫的CMOS RAM芯片中的,它保存著系統CPU、軟硬盤驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息,關機後,系統通過壹塊後備電池向CMOS供電以保持其中的信息。當微機接通電源後,系統將有壹個對內部各個設備進行檢查的過程,這是由壹個通常稱之為POST(Power On Self Test,上電自 檢)的程序來完成的。這也是BIOS的壹個功能。完整的POST自檢將包括CPU、640K基本內存、1M以上的擴展內存、ROM、主板、 CMOS存貯器、串並口、顯示卡、軟硬盤子系統及鍵盤測試。自檢中若發現問題,系統將給出提示信息或鳴笛警告。在完成POST自檢後,ROM BIOS將按照系統CMOS設置中的啟動順序搜尋軟硬盤驅動器及CDROM、網絡服務器等有效的啟動驅動器 ,讀入操作系統引導記錄,然後將系統控制權交給引導記錄,由引導記錄完成系統的啟動。

目前市場上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。586以前的BIOS多為可重寫EPROM芯片,上面的標簽起著保護BIOS內容的作用(紫外線照射會使EPROM內容丟失),不能隨便撕下。 586以後的ROM BIOS多采用EEPROM(電可擦寫只讀ROM),通過跳線開關和系統配帶的驅動程序盤,可以對EEPROM進行重寫,方便地實現BIOS升級,這就是我們常說的BIOS升級。

CMOS,(是指互補金屬氧化物半導體——壹種大規模應用於集成電路芯片制造的原料)是微機主板上的壹塊可讀寫的RAM芯 片,用來保存當前系統的硬件配置和用戶對某些參數的設定。CMOS可由主板的電池供電,即使系統掉電,信息也不會丟失。 CMOS RAM本身只是壹塊存儲器,只有數據保存功能,而對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序。早期的CMOS設置程序駐留 在軟盤上的(如IBM的PC/AT機型),使用很不方便。現在多數廠家將CMOS設置程序做到了BIOS芯片中,在開機時通過特定的按鍵 就可進入CMOS設置程序方便地對系統進行設置,因此CMOS設置又被叫做BIOS設置。 早期的CMOS是壹塊單獨的芯片MC146818A(DIP封裝),***有64個字節存放系統信息,見CMOS配置數據表。386以後的微機壹般將 MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中(如82C206,PQFP封裝),最新的壹些586主板上更是將CMOS與系統實時時鐘和後備電池集 成到壹塊叫做DALLDA DS1287的芯片中。隨著微機的發展、可設置參數的增多,現在的CMOS RAM壹般都有128字節及至256字節 的容量。為保持兼容性,各BIOS廠商都將自己的BIOS中關於CMOS RAM的前64字節內容的設置統壹與MC146818A的CMOS RAM格式 壹致,而在擴展出來的部分加入自己的特殊設置,所以不同廠家的BIOS芯片壹般不能互換,即使是能互換的,互換後也要對 CMOS信息重新設置以確保系統正常運行.

什麽是BIOS

系統開機啟動 BIOS,即微機的基本輸入輸出系統(Basic Input-Output System),是集成在主板上的壹個ROM芯片,其中保存有微機系統 最重要的基本輸入/輸出程序、系統信息設置、開機上電自檢程序和系統啟動自舉程序。在主板上可以看到BIOS ROM芯片, 請參見微機主板圖。壹塊主板性能優越與否,很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。

壹、BIOS中斷例程 即BIOS中斷服務程序。它是微機系統軟、硬件之間的壹個可編程接口,用於程序軟件功能與微機硬件實現的衍接。 DOS/Windows操作系統對軟、硬盤、光驅與鍵盤、顯示器等外圍設備的管理即建立在系統BIOS的基礎上。程序員也可以通過 對INT 5、INT 13等中斷的訪問直接調用BIOS中斷例程。

二、BIOS系統設置程序 微機部件配置情況是放在壹塊可讀寫的CMOS RAM芯片中的,它保存著系統CPU、軟硬盤驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息。 關機後,系統通過壹塊後備電池向CMOS供電以保持其中的信息。如果CMOS中關於微機的配置信息不正確,會導致系統性能降 低、零部件不能識別,並由此引發壹系統的軟硬件故障。在BIOS ROM芯片中裝有壹個程序稱為“系統設置程序”,就是用來 設置CMOS RAM中的參數的。這個程序壹般在開機時按下壹個或壹組鍵即可進入,它提供了良好的界面供用戶使用。這個設置 CMOS參數的過程,習慣上也稱為“BIOS設置”。新購的微機或新增了部件的系統,都需進行BIOS設置。

三、POST上電自檢 微機接通電源後,系統將有壹個對內部各個設備進行檢查的過程,這是由壹個通常稱之為POST(Power On Self Test,上電自 檢)的程序來完成的。這也是BIOS的壹個功能。完整的POST自檢將包括CPU、640K基本內存、1M以上的擴展內存、ROM、主板、 CMOS存貯器、串並口、顯示卡、軟硬盤子系統及鍵盤測試。自檢中若發現問題,系統將給出提示信息或鳴笛警告。

四、BIOS系統啟動自舉程序 在完成POST自檢後,ROM BIOS將按照系統CMOS設置中的啟動順序搜尋軟硬盤驅動器及CDROM、網絡服務器等有效的啟動驅動器 ,讀入操作系統引導記錄,然後將系統控制權交給引導記錄,由引導記錄完成系統的啟動。

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