Память ПЗУ для ROM BIOS представлена двумя частями:
– первая, системная, расположена на SB в двух чипах ПЗУМ 27565, по 32 Кбайт каждый, или в одном – на 64 Кбайт. Доступ к ROM BIOS осуществляется по целым словам, т.е. разряды адресной шины XA[1/0] всегда = 0 и обычно на SB есть перемычки (jampers) для возможности расширения адресов ROM до 128 Кбайт;
– вторая – ROM-ловушки. Здесь размещаются программы-драйверы дополнения базовой версии BIOS новыми возможностями, при расширении или модификации аппаратных средств (HDD, дисплей и др.). Расположены эти ROM на картах контроллеров расширения соответствующих подсистем.
Обе части BIOS при загрузке системы транслируются в теневую RAM (см. Карту стандартного распределения памяти под MS DOS, таблица 1.4.). Доступ к чипам ROM происходит через дешифратор адреса второй ступени (выход HIROM) в контроллере 303, активизацией сигнала ROMCS = L в контроллере 82С302.
BIOS – это программное средство (Firm Ware), низший уровень ОС, реализующий интерфейс между аппаратной частью (Hard Ware) и операционной системой (DOS-Ware). Программы BIOS, написанные разными производителями (AWARD, AMI, PHOENIX и т. д.) и даже одной фирмой, но для разных моделей РС, отличаются. Более того, BIOS, написанная для той же модели РС той же фирмы, но разного времени выпуска также могут отличаться. Все эти варианты, как правило, между собой несовместимы.
Содержимое ИМС ROM BIOS разделено на 3 части:
1) программа самотестирования РС (POST) и инициализации (загрузки) портов ВВ для всех устройств, поддерживаемых этой BIOS. Но некоторые программы BIOS расположены на картах расширения УВВ – это дополнение BIOS для тех УВВ, описаний которых нет в ПЗУ на SB. Выполнение POST-программы завершается прерыванием 13h (BootsTrup), которое инициирует загрузчик системных модулей (ядра DOS) с системного носителя – в ОЗУ.
2) программы обработки прерываний от УВВ, поддерживаемых системной ROM BIOS на SB или на картах расширения.
3) система подпрограмм обслуживания функций УВВ.
Вторая и третья части тесно связаны между собой. Так, вызов программы взаимодействия с портами УВВ происходит через программные прерывания, а функция обслуживания вызывается из третьей части, по коду, хранящемуся в регистре AH CPU.
Информация в ROM BIOS защищается от информационных ошибок с помощью циклической контрольной суммы (код CRC).
Если какие-то функции УВВ требуются, но в BIOS не прописаны, можно либо заменить сам чип ROM BIOS (для этого он и смонтирован в ChipSocket), либо ввести специальные утилиты обслуживания, например, Disk Manager и т. п. Современные РС типа Pentium часто оснащаются другим типом ПЗУ для хранения ROM BIOS, так называемой Flash-памятью. Этот тип ППЗУ предоставляет возможность электрической перезаписи информации (EPROM) даже без извлечения модуля из РС. Это, с одной стороны, очень удобно, – можно внести изменения, добавить недостающие функции обслуживания, но имеется и отрицательная сторона дела:
– прежде всего, нужно хорошо понимать зачем, что и как следует делать с Flash-памятью;
– помнить, что EPROM имеет, хотя и достаточно большое (до 50), но все-таки ограниченное допустимое количество перезаписей , после чего характеристики хранения информации этой EPROM не гарантируются;
– наконец, при штатной эксплуатации , имеющаяся на системной плате в районе Flash-памяти перемычка перепрограммирования должна быть установлена в положение запрет программирования . Иначе, при некоторых видах сбоев электроники или программ, информация в ROM BIOS, выполненной на
флешь-памяти, может быть разрушена. И самое худшее, что может случиться, – это повреждение информации в подобной ROM BIOS, вследствие деструктивных действий некоторых компьютерных вирусов. При этом нормальное функционирование компьютера становится невозможным.
Таблица функций УВВ сохраняется в ОЗУ, в 256-байтной области (BIOS DATA AREA), сразу за векторами прерываний, впрочем, программы-менеджеры памяти могут ее перемещать в область верхней памяти (UpperMemory).
Доступ к ROM BIOS со стороны CPU по адресам, обеспечивается через шину расширения адреса ХА [23/00], а по данным – через буфер данных 82А305 (рисунок 1.3).
Теневые области оперативной памяти.
В компьютерах с микропроцессорами 386 и выше, обмен данными с памятью осуществляется по 32- или 64-разрядным шинам, а обращение к ПЗУ ROM BIOS – только по 16-разрядному тракту. Контроллеры с собственными ROM BIOS могут обращаться к системной плате лишь по 8-разрядному тракту, что существенно снижает общую производительность машины. Кроме того, быстродействие ПЗУ значительно ниже, чем у существующих микросхем динамического ОЗУ. Например, задержка выборки из лучших ИМС ПЗУ составляет 150-200 нсек, тогда как для современных ИМС ОЗУ – всего десятки и даже единицы наносекунд. Для преодоления этого недостатка, применяется копирование содержимого ROM BIOS в 32-разрядную основную память. Этот прием называется созданием теневой памяти (shadowing).
Теневая память создается внутренним устройством управления памятью MMU микропроцессора. MMU копирует код ПЗУ в определенную область ОЗУ и присваивает ей те же адреса, по которым она исходно располагалась в ПЗУ, после чего доступ к самим ИМС ПЗУ отключается. Эта часть ОЗУ теперь рассматривается тоже как ПЗУ и защищается от записи. Применение, для организации теневой памяти, менеджера верхней памяти, стоит потери участка расширенной памяти, объемом, равным объему ПЗУ, для которого эта теневая память создавалась. Иногда области ОЗУ, не используемые под теневую память, переадресуются так, чтобы не получалось разрывов в адресном пространстве памяти. Но переадресация возможна только по целым сегментам, с точностью до 16 Кбайт, так что приходится "выбрасывать" иногда вплоть до 384 Кбайт памяти, чтобы можно было организовать доступ к верхней памяти РС. Это особенно заметно, когда при выполнении процедуры POST для РС, с установленными физически 4 Мбайт памяти (4096 Кбайт), выводится сообщение о наличии всего 3712 Кбайт ОЗУ. Это значит: 4096 Кбайт – 3712 Кбайт = 384Кбайт "потерялись". Это и есть созданная теневая память, которая физически существует, но исключена из нормальной работы ОЗУ, т. к. в ней хранятся копии системного, видео, жестких дисков и проч. ROM BIOS.
1. На каких типах ПЗУ может быть организована подсистема ROM BIOS?
2. Для чего, главным образом, используется ROM BIOS?
3. Зачем ROM BIOS копируется в DRAM?
4. Что делается для защиты копии ROM BIOS в DRAM?
5. Как защищается от ошибок сама ROM BIOS?
6. В чем достоинства и недостатки flash-ROM BIOS?
7. Как ускоряется работа с ПЗУ ROM BIOS в РС?
По маркировке материнской платы определить основные характеристики и заполнить таблицу 6.
Таблица 1 – Характеристики системной платы ПЭВМ
| № | Наименование параметра | Значение | Единица измерения | Примечания |
| Основные характеристики | ||||
| 1.1 | Производитель | Advanced Micro Devices, Inc. | ||
| 1.2 | Модель | Gigabyte GA-945GZM-S2 | ||
| 1.3 | Форм-фактор (указать размеры) | микро-ATX: 24,5 см (9,6") x 24,5 см (9,6") | ||
| 1.4 | Чипсет (укажите маркировку чипов) | Северный мост | AMD K16 IMC | |
| Южный мост (не указывать если одно мостовая схема чипсета) | TRIAL VERSION | |||
| Super IO | W83697HF | контроллер ввода-вывода | ||
| ROM BIOS | AMI ROM BIOS | 64 Кбайт | ||
| Емкость ИМС ROM BIOS | Мбит | |||
| Характеристики процессора | ||||
| 2.1 | Socket процессора | Socket FT3 BGAе | ||
| 2.2 | Максимальное количество процессоров на материнской плате | шт | ||
| 2.3 | Типы поддерживаемых процессоров (указать наименование CPU и ядро. Например i7 – Haswell) | AMD A10-5000 APU with Radeon(TM) HD Graphics, 3000 МГц | ||
| 2.4 | Наименование системной шины | AMD K16 | ||
| 2.5 | Частота системной шины | МГц | ||
| Характеристики интегрированного видео | ||||
| 3.1 | Тип видео (укажите маркировку чипа) | AMD Radeon HD 8330 (Kabini) | ||
| 3.2 | Максимальное разрешение | 2D | 1366×768 | |
| 3D | 1920×1200 | |||
| 3.3 | Максимально допустимый объем оперативной памяти | МБ | ||
| Поддержка памяти | ||||
| 4.1 | Тип ИМС поддерживаемой памяти | Brilliance | ||
| 4.3 | Количество слотов памяти | шт | ||
| 4.4 | Поддержка многоканальной памяти | каналов | DIMM_D1/2/3/4 | |
| Дополнительные параметры | ||||
| 5.3 | Звуковой кодек (укажите маркировку чипа) | Realtek ALC 662 | ||
| 5.4 | Количество каналов звука | шт | ||
| 5.5 | Контроллер IEEE-1394 (укажите маркировку чипа) | FireWire | для цифровых видеоустройств | |
| 5.6 | Контроллер USB (укажите маркировку чипа) | 2.0 | J1500 | |
| 3.0 | J1600 | |||
| 5.7 | LAN контроллер (укажите маркировку чипа) | Onboard LAN | ||
| 5.8 | RAID контроллер (укажите маркировку чипа) | Adaptec AAR-1430SA | ||
| Интерфейсы, разъемы и выходы | Версия | Количество | Примечание | |
| 6.1 | PCI | AMD K16 | шт | |
| Miscellaneous Control 2 | шт | AMD K16 | ||
| 6.2 | PCI Express | PCI-E 2.0 x2 | шт | |
| PCI-E 2.0 x1 | шт | |||
| AMD Radeon PCI-E 2 | шт | HD 8330 (Kabini) Video Adapter | ||
| AMD K16 PCI-E 2 | шт | High Definition Audio Controller | ||
| шт | ||||
| 6.3 | ATA | HGST HTS545050A7E680 | шт | ID |
| шт | ||||
| 6.4 | Serial ATA | 2 x SATA 6Gb/s | шт | |
| 4 x SATA 3Gb/s | шт | |||
| 2 x SATA 6Gb/s | шт | |||
| 6.5 | USB | USB 3.0 Root Hub | шт | |
| PCI USB | шт | |||
| Open HCD USB | шт | |||
| 6.6 | PS/2 | Synaptics PS/2 Port TouchPad | шт | мышь |
| 6.7 | S/PDIF | TOSLINK | шт | для передачи аудиосигнала |
| 6.8 | IEEE1394 | FireWire | шт | |
| 6.9 | eSATA | eSATA | 1 шт | для подключения |
| 6.10 | Внешние графические интерфейсы | VGA | D-SUB (VGA) | для подключения внешнего дисплея |
| DVI | передачи видеоизображения | |||
| HDMI | HDMI | для подключения к проектору | ||
| DisplayPort | ThinkPad W510 | аудио и видеоаппаратуры | ||
| 6.11 | Другие | Порт PCMCIA | PCMCIA 2 | Карты расширения |
2) Постройте структурную схему материнской платы с указанием ИМС, шин, версий шин и частоты работы
Вопросы
Поясните понятие Socket.
Перечислите виды Socket.
Укажите основные форм-факторы материнских плат.
Сокет (socket) процессора – разъем, место на материнской плате компьютера куда вставляется процессор. Процессор, прежде чем он будет установлен в материнскую плату, должен подходить ей по сокету. Это как розетка и контактная вилка – стоит ли говорить, что к простой советской розетке евро-вилка не подойдет.
Обычно в компьютерных магазинах рядом с каждым процессором можно увидеть табличку, в которой перечисляются его основные характеристики. Так вот сокет процессора – это чуть ли не самая важная характеристика и именно на нее в первую очередь нужно обращать внимание при покупке нового процессора. Потому что может случиться так, что процессор не подойдет к материнской плате компьютера именно из-за сокета.
Вот представьте – вы пришли в компьютерный магазин, выбрали там процессор, заплатили за него денег и довольные пришли домой, начинаете его устанавливать – а он НЕ ПОДХОДИТ! Вы все бросаете, бежите обратно в магазин, надеясь вернуть этот процессор обратно и тем самым исправить ситуацию, прибегаете, а вам говорят – "это не гарантийный случай, смотреть нужно было внимательней когда покупали". Ну да ладно, это было небольшое лирическое отступление. А теперь поговорим конкретно про эти самые сокеты.
Все многообразие сокетов можно разделить на две большие группы:
1. Сокеты процессоров компании Intel.
2. Сокеты процессоров компании AMD.
Ниже приведены фотографии сокетов обеих компаний-производителей процессоров.
На этой фотографии можно заметить, что "ножки" контактов торчат из сокета на материнской плате.
А на этой фотографии, напротив, можно наблюдать углубления под эти контакты, а сами они находится непосредственно на процессоре.
Давайте просмотрим, чем же так кардинально отличаются сокеты друг от друга физически:
- Количеством контактов
- Типом этих самых контактов
- Расстоянием креплений для процессорных кулеров
- Собственно размером самого сокета
Кол-во контактов – их может быть 400, 500, 1000 и даже больше. Как узнать? В маркировке сокета уже содержится вся информация. Например, процессор Intel Pentium 4 имеет сокет LGA 775. Так вот 775 – это как раз количество контактов, а LGA – означает то что процессор не имеет контактных ножек (штырьков), они находятся в сокете материнской платы.
Тип контактов – тут все понятно, либо "штырьки", либо контакты без штырьков. Другого как говорится не дано.
Теперь по поводу расстояний между креплениями для процессорных кулеров. Дело в том, что эти расстояния у каждого сокета свои и на это тоже нужно обращать особое внимание. Хотя и существуют способы из разряда "сделай сам", когда кулер от одного сокета крепится на другой сокет при помощи умелых рук и еще чего-то там..
Это все были физические отличия, теперь давайте поговорим о том – чем же так отличаются сокеты друг от друга в плане технологическом. А в технологическом плане сокеты отличаются друг от друга:
- Наличием различных дополнительных контроллеров
- Наличием или отсутствием поддержки интегрированной в процессор графики (графическое ядро процессора)
- Более высокими параметрами производительности
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Недавно передо мной предстала задача собрать компьютер из разряда «печатная машинка со свистком». В моем распоряжении была материнская плата CHAINTECH 6VIA4 с процессорным гнездом Socket-370, в которую были благополучно воткнуты процессор Celeron 666 МГц(66*10), 160 мегабайт оперсклероза (128+32Мб), а в разъем AGP – видеокарта RIVA TNT2 с 16 Мб набортной памяти. Был подключен первый попавшийся CD-ROM и винт на 8 Гб.
