Теоретическое обоснование

Аппаратные средства вычислительной техники

Лабораторная работа 3

Исследование возможностей BIOS по управлению

Аппаратными средствами ПЭВМ

Цель работы:Усвоить структуру и возможности BIOS по управлению функционированием ЭВМ

Порядок выполнения работы

1. Изучить материалы теоретической части;

2. Оформить структуру меню в рабочей тетради;

3. Подготовить спецификацию BIOS персонального ЭВМ;

4. Подготовить ответы на вопросы преподавателя.

Теоретическое обоснование

BIOS (Basic Input Output System – базовая система ввода/вывода) обладает огромнейшим количеством настроек, относящихся к различным устройствам и функциям ПК.

В качестве примера рассмотрим наиболее распространенный на сегодняшний день AWARD BIOS. Чтобы войти в меню настроек BIOS Setup, необходимо сразу после включения компьютера нажать определенную клавишу (как правило, Delete, F1 или F2). Какую именно, подскажет сообщение типа Press Del to enter setup в нижнем углу экрана. Затем пользователь попадает в главное меню BIOS или же на первую страницу меню настроек (в нашем случае – Main). Во время работы в самом верху экрана видны заголовок с наименованием BIOS, ниже – список настроек, справа от них – маленькое поле, где выведена характеристика подсвеченного курсором параметра, а внизу – строка состояния с описанием используемых горячих клавиш.

Меню Main

Меню Main содержит следующие подпункты:

· System Time – настройка системного времени в формате Часы:Минуты:Секунды.

· System Date – установка системной даты в формате День недели (определяется автоматически по введенной дате), Месяц:Число:Год.

· Language – выбор языка меню BIOS, в нашем случае это английский (по умолчанию), немецкий или французский.

· Legacy Diskette A – определяет тип используемого в компьютере дисковода FDD, имеет следующие значения:

· Disabled (отключено) – если в системе вообще нет флоппи-дисковода,

· 360 K, 5.25 in (1.2 M, 5.25 in) – уже давно не применяемые дисководы формата 5,25",

· 720 K, 3.5 in (1.44 M, 3.5 in, 2.88 M, 3.5 in) – дисковод для дискет 3,5" емкостью 720 КВ (на сегодняшний день не используются), 1,44 MB и экзотических на 2,88 MB.

· Primary/Secondary IDE Master/Slave – позволяет менять настройки устройств IDE в компьютере: жестких дисков, приводов CD-DVD. Primary – основной контроллер, Secondary – вспомогательный. На некоторых современных материнских платах есть только один IDE-контроллер, соответственно, в меню BIOS не будет пункта Secondary IDE Master/Slave. Master – устройство, подключенное как основное (на крайний коннектор шлейфа), Slave – второстепенное (на средний коннектор). Имеет следующие параметры:

· Auto и Manual – автоматическая и ручная настройка параметров устройства. Если установлено значение Auto, BIOS автоматически определит все характеристики, но это займет некоторое время при загрузке компьютера. В случае выбора Manual можно указать параметры самостоятельно, но здесь легко ошибиться, так что лучше оставить Auto.

· Access Mode – тип доступа к устройству IDE, применимо к жесткому диску. Имеет значения Auto, CHS, LBA, Large. Изменять их следует с большой осторожностью, удостоверившись, что жесткий диск сможет функционировать в таком режиме (тип доступа, с которым работает устройство, указан производителем на наклейке сверху жесткого диска, а также в прилагаемом к нему руководстве). Неправильная установка параметра Access Mode приведет к тому, что жесткий диск перестанет опознаваться либо вообще выйдет из строя. Подробнее об этих значениях:

· CHS (сокращение от Cylinder, Head, Sector) и Large (L-CHS, где L – logical) – сейчас не используются, применялись в старых устройствах емкостью до 504 MB или 4 GB (для CHS и Large соответственно).

· LBA (Logical Block Addressing) – используется для всех современных жестких дисков большого объема.

· PIO Mode (Programmed Input/Output) – режим программной обработки операций ввода/вывода, принимает следующие значения:

§ 0 – 3,3 MBps,

§ 1 – 5,2 MBps,

§ 2 – 8,3 MBps,

§ 3 – 11,1 MBps,

§ 4 – 16,6 MBps.

· Auto – автоматическое определение режима PIO.

· UDMA Mode (Ultra Direct Memory Access) – обеспечивает прямой доступ к памяти при обработке операций ввода/вывода. Имеет два значения: Auto (автоматическое определение возможности включения UDMA) и Disable (отключение данной функции). Дальнейшая настройка осуществляется из операционной системы:

§ DMA Mode 0 – 4,16 MBps,

§ DMA Mode 1 – 13,3 MBps,

§ DMA Mode 2 – 16,6 MBps,

§ Ultra DMA 33 – 33,3 MBps,

§ Ultra DMA 66 – 66,7 MBps,

§ Ultra DMA 100 – 100 MBps.

· Capacity, Cylinder, Head, Sector, Transfer Mode – информационные параметры, не подлежащие редактированию.

· Capacity – емкость жесткого диска. Если на данном канале IDE установлен привод CD-DVD, параметр принимает значение 0, то же касается и следующего пункта.

· Cylinder, Head, Sector – физическая геометрия жесткого диска, т. е. количество цилиндров, головок и секторов на дорожке.

· Transfer Mode – режим передачи данных.

· Primary, Secondary, Third, Fourth SATA (Serial AT Attachment) Master – пункт отвечает за конфигурацию устройств с интерфейсом SATА, позволяющим достичь более высоких скоростей передачи данных: при протоколе SATA – до 100 MBps, при SATA2 – до 150 MBps. Присутствует только в случае, если материнская плата поддерживает подключение устройств c SATA. Количество таких пунктов (Secondary, Third и т. д.) зависит от числа каналов SATA на материнской плате. Имеет следующие параметры:

· Extended Drive – принимает значения None и Auto. Если установлен Auto, при загрузке BIOS опрашивает порт SATA о подключении к нему устройства, при None подобного не происходит.
Стоит заметить, что если значение None будет установлено для порта, к которому подключено устройство, последнее не обнаружится в операционной системе.

· Access Mode – здесь все подобно IDE Access Mode, но значений только два – Large и Auto.

· Capacity, Cylinder, Head, Sector – то же, что и для IDE: емкость, количество цилиндров, головок, секторов.

· Precomp (сокр. Precompen-sation) – неизменяемый информационный параметр, имеющийся только в жестких дисках с интерфейсом SATA и относящийся к функции компенсации задержек при доступе к дорожкам, находящимся на том или ином расстоянии от шпинделя.

· Landing Zone – устаревшее понятие, которое почему-то по-прежнему применяют в описании жестких дисков SATA. Определяет местоположение пустого (неиспользуемого) цилиндра жесткого диска, предназначенного для парковки головок. Информационный параметр.

· HDD SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) Monitoring – функция опроса результата самотестирования жесткого диска. Весьма сомнительный пункт BIOS, поскольку каждый из производителей назначает разные предельные состояния характеристик своих жестких дисков. В случае если какой-либо из параметров выйдет за границы этих значений (температура, нарушение работы головок чтения/записи и т. д.), на экран выводится соответствующее сообщение и загрузка компьютера приостанавливается.

· Installed Memory – информационный параметр. Отображает количество установленной в системе памяти.

Меню Advanced

Меню Advanced имеет следующие настройки:

· CPU Configuration – настройка режимов работы центрального процессора и оперативной памяти. В этом подменю доступны такие параметры:

· CPU Type, CPU Speed, Cache RAM – информационные характеристики, отображающие тип центрального процессора, реальную тактовую частоту, на которой он работает в данный момент, и объем кэш-памяти второго уровня.

· Hyper Transport Frequency – множитель частоты шины Hyper Transport. Этот параметр актуален лишь для материнских плат для процессоров AMD семейства К8 (Sempron, Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon FX) и используется только в BIOS. Имеет значения 1х, 2х, 3х, 4х, 5х, Auto. Реальная величина частоты шины Hyper Transport является произведением множителя и частоты тактового генератора (о нем мы поговорим ниже). Стоит помнить, что при выставлении этого параметра в положение, отличное от Auto, частота шины не должна превышать 1000 MHz.

· AMD K8 Coon`n`Quiet Control – так же, как и предыдущий пункт, имеет силу только для процессоров AMD K8. Отвечает за работу технологии Coon`n`Quiet – при низкой загрузке центрального процессора автоматически снижаются его множитель и напряжение на ядре. Стоит заметить, что включения этой функции недостаточно для полноценного использования технологии – в операционной системе необходимо установить специальный драйвер для процессора. Также Coon`n`Quiet не будет работать, если множитель центрального процессора задан вручную.

· DRAM Configuration – подменю, отвечающее за настройку работы памяти. Здесь можно изменять следующие параметры (как правило, чем ниже их значения, тем выше производительность подсистемы памяти):

o Timing Mode – автоматическая или ручная настройка таймингов (параметров) памяти Auto и Manual.Memclock Index Value MHz – определяет тактовую частоту памяти DDR, которая в два раза превышает частоту тактового генератора. К примеру, DDR400 соответствует частоте тактового генератора 200 MHz. Но так как в системах, построенных на базе процессоров AMD K8, частота работы памяти привязана не к тактовому генератору, а к реальной частоте процессора на данный момент, то этот параметр влияет лишь на делитель.

o CAS# (Column Address Strobe) Latency (Tcl) – характеристика чипа памяти, определяющая минимальное количество циклов от момента запроса данных до их получения (и возможности устойчивого считывания), измеряется в тактах. Может принимать значения 2Т, 2,5Т, 3Т.

o Min RAS# (Row Address Strobe) active Time (Tras) – то же самое, что и CAS# Latency, только по отношению к столбцу массива памяти: ячейки памяти описываются двумерной матрицей вида X×Y, где X – количество строк (CAS#), Y – количество столбцов (RAS#). Исчисляется в тактах (от 5T до 15Т).

o RAS# to CAS# Delay (Trcd) – операции обращения к столбцам и строкам памяти, выполняются отдельно друг от друга. Данный параметр описывает, сколько времени пройдет между этими событиями, измеряется в тактах: от 2Т до 7Т.

o Row Precharge Time (Trp) – может называться RAS# Precharge Time. Определяет время повторной выдачи RAS#, проще говоря, через какой срок (в тактах) возможна подача следующего запроса RAS#. Принимает значения от 2Т до 7Т.

o Row cycle time (Trc) – он же Row Active Time, Raw Pulse Width. Показывает, в течение какого периода строка (ряд) открыта для записи/перезаписи, т. е. время, за которое происходит полный цикл открытия и обновления строки памяти. Измеряется в тактах (от 7Т до 22Т).

o Row refresh cyc time (Trfc) – время, по прошествии которого память опять способна будет произвести операцию доступа к строке и ее обновление. Исчисляется в тактах, принимает значения от 7Т до 22Т.

o Read-to-Write time (Trwt), называемый также DRAM Leadoff R/W Timing, – промежуток времени между функциями чтения и записи. Показывает, как быстро чип памяти сможет перейти от одного состояния к другому. Измеряется в тактах (от 1Т до 6Т).

o Write Recovery Time (Twr) – время, необходимое для восстановления цикла записи. Данный параметр позволяет определить, через какой период (в тактах) возможно повторно вызвать функцию записи информации. Принимает значения 2Т/3Т.

o 1T/2T Memory Timing – иногда фигурирует как DRAM Command Rate. Определяет задержку поступления команд в память (задержка декодирования контроллером командно-адресной информации). Оказывает очень серьезное влияние на производительность памяти, измеряется в тактах (1Т/2Т).

o S/W DRAM Over 4G Remapping, H/W DRAM Over 4G Remapping – параметры, при включении которых появляется возможность адресовать объемы памяти от 4 GB и более. На сегодняшний день функция пока довольно редкая, но необходимая в будущем, ведь объем оперативной памяти, требуемой для комфортной работы, уже приближается к 2 GB, в то время как раньше мы выбирали между 256 или 512 MB. BIOS большинства современных материнских плат способен адресовать до 4 GB памяти.

Меню Advanced

Onboard Device Configuration – раздел с настройками устройств, инте-грированных на материнской плате. Содержит следующие опции:

· Onboard NV LAN (или просто Onboard LAN) – имеет значения Disabled и Enabled, т. е. выключен или включен интегрированный сетевой контроллер.

· Onboard LAN Boot ROM – активация удаленной загрузки операционной системы. Используется на рабочих станциях в больших корпоративных сетях, когда загрузка ОС происходит с одного центрального сервера.

· АС`97 Audio – активация контроллера интегрированного звукового кодека.

· Serial Port1 (Port2) Address – позволяет отключать и изменять прерывания и адрес I/O (Input/Output – ввод/вывод) для последовательного порта COM1 (COM2). Принимает значения Disabled, Auto – автоматическая настройка параметров порта, 3F8/IRQ4, 2F8/IRQ3, 3E8/IRQ4, 2E8/IRQ3 – ручная.

· Parallel Port Address – то же, что и для Serial Port Address, только в случае с параллельным портом LPT. Есть значение Disabled, режимы ручной настройки 378/IRQ7, 278/IRQ5, 3BC/IRQ7.

· Parallel Port Mode – позволяет изменить режим работы параллельного порта LPT. Возможные значения:

o SPP (Standard Parallel Port) – стандартный параллельный порт, позволяет работать с любыми устройствами, но при очень низкой скорости передачи данных.

o ЕРР (Enhanced Parallel Port) – расширенный параллельный порт, осуществляет асимметричный двунаправленный обмен данными. Рекомендуется использовать, если в системе присутствует только одно устройство, подключенное к параллельному порту, к примеру принтер.

o ECP (Enhanced Capabilities Port) – расширенный параллельный порт, использующий протокол DMA (скорость передачи данных до 2,5 Mbps) и осуществляющий симметричный двунаправленный обмен данными. Рекомендуется при подключении к порту нескольких разных устройств.

o ECP + EPP – объединение предыдущих параметров, выбор, какой из двух активировать, остается за операционной системой.

· ECP Mode Use DMA – номер канала DMA, который будет использоваться для параллельного порта с включенным параметром Parallel Port Mode в значении ECP или ECP + EPP, может иметь значение 1 или 3.

· Game Port Address – параметр, позволяющий отключить или настроить Game Port (специальный порт для подключения игровых устройств, сейчас практически не используется). Принимает значения – Disabled, 201 и 209 для ручной настройки адреса ввода/вывода.

· MIDI (Musical Instruments Digital Interface) Port Address – параметр, позволяющий отключить или настроить порт MIDI (дающий возможность использовать музыкальные устройства с компьютером). Значения – Disabled и ручная настройка адресов порта ввода/вывода – 330 или 300.

· MIDI Port IRQ – параметр, отвечающий за номер прерывания порта MIDI, принимает значения 5 или 10.

·

· IDE Function Setup – подменю, позволяющее управлять контроллером IDE на материнской плате. Имеет такие параметры:

o OnChip IDE Channel 0 (Channel 1) – активация каналов IDE. Channel 0 соответствует Primary IDE, Channel 1 – Secondary IDE. Имеет два зна-чения – Disable и Enable.

o IDE DMA (Direct Memory Access) transfer access – обеспечивает прямой доступ к памяти всех дисковых устройств IDE в системе. Имеет два значения – Disable и Enable.

o SATA Port 1 (2, 3, 4) – аналогично пункту OnChip IDE Channel, но в отношении контроллера SATA. Как и предыдущий, имеет два значения – Disable и Enable – выключить и включить соответственно.

o SATA (SATA2) DMA Transfer – так же, как и пункт IDE DMA Transfer Access, но для SATA-устройств. Имеет значения Disable и Enable.

o IDE Prefetch Mode – параметр имеет два значения – Disable и Enable. Отвечает за функцию предварительного чтения данных, которые могут быть затребованы системой в следующий момент времени. Когда включен, позволяет немного повысить производительность дисковой подсистемы для IDE-устройств.

· NVRAID Configuration – отвечает за настройку встроенного контроллера RAID. Название может отличаться в зависимости от того, какой именно чип установлен на материнской плате. Имеет такие параметры:

o RAID Enable – Enabled или Disabled – включает или отключает контроллер RAID.

o IDE Primary (Secondary) Master (Slave) RAID – имеет значения Enabled или Disabled – указывает, какие из дисковых устройств IDE будут использоваться при построении RAID-массива.

o First (Second, Third, Forth) SATA Master RAID – то же, что и в предыдущем пункте, но касательно устройств SATA.

· USB (Universal Serial Bus) Configuration – пункт, отвечающий за настройку контроллера USB. Имеет следующие параметры:

o USB Controller – Enabled и Disabled, включает или выключает устройство.

o USB 2.0 Controller – Enabled или Disabled, указывает, по какому протоколу (USB 1.1 или USB 2.0) функционирует контроллер. При значении Enabled все USB-порты на материнской плате будут работать в режиме USB 1.1 + 2.0, при значении Disabled – только USB 1.1.

o USB Legacy Support – параметр, аналогичный Plug and Play O/S. Имеет два значения – Enabled или Disabled. При установке Enabled все USB-устройства в системе (мыши, клавиатуры, принтеры и т. д.) определяются и настраиваются (и, соответственно, работают) на уровне BIOS. Если же параметр выключен, то пока не загрузится операционная система, такие устройства функционировать не будут. Если используется клавиатура USB, лучше активировать этот режим.

· JumperFree Configuration – раздел, предназначенный для разгона системы, потому следует быть очень осторожными, изменяя эти параметры: при неправильных установках есть риск вывести систему из строя. В меню входят следующие опции:

o Overclock Profile – режим разгона: Manual – полностью ручная настройка всех параметров, Auto – автоматическая, Standard – заводские установки, AI Overclock и AI N.O.S. (Non-Delay Overclocking System) – две опции с фиксированными установками разгона, отличие состоит в том, что AI Overclock всегда «держит» компьютер в разогнанном состоянии, AI N.O.S. включает разгон в момент, когда загрузка процессора достигает определенного уровня.

o При активации значения AI Overclock становиться доступным меню Overclock Options со значениями Disable – отключено и четыре пункта прироста основных характеристик – 3, 5, 8 и 10%.

o При установке значения AI N.O.S. появляется меню N.O.S. Options. Значения ничем не отличаются от Overclock Options.

o При установке Overclock Profile в положение Manual открываются для редактирования такие параметры:

§ CPU Frequency – частота тактового генератора, принимает значения от 200 до 400 MHz с шагом в 1 MHz.

§ PCI Express Clock – фиксирует частоту работы шины PCI Express – принимает значения от 100 до 145 MHz с шагом в 1 MHz. Стоит заметить, что если материнская плата имеет шину AGP, то этот параметр будет называться AGP Clock (или что-то созвучное). Тогда значения будут варьироваться от 66 до 100 MHz (в зависимости от модели).

§ DDR Voltage – напряжение, подающееся на модули памяти, – от 2,60 до 3,00 В с шагом в 0,5 В.

§ CPU Multiplier – множитель процессора. Из произведения множителя на частоту тактового генератора выводится реальная тактовая частота процессора. Принимает значения от х4 до номинала процессора.

§ CPU Voltage – напряжение на ядре процессора – от 0,80 до 1,55 В с шагом в 0,0125 В.

§ PCI Clock Synchronization Mode – режим синхронизации частоты шины PCI. Имеет три значения: Auto – автоматический, to CPU – привязка к частоте тактового генератора и 33,33 MHz – устанавливает значение 33,33 MHz – «родную» частоту шины. Рекомендуется выбирать последнее, чтобы избежать лишних проблем с работой PCI-устройств.

· LAN Cable Status – управление функцией тестирования встроенным сетевым контроллером состояния кабеля при включении питания. Имеет следующие параметры:

· POST (Power-On Self-Test) Check LAN Cable – включает или выключает функцию самотестирования.

Дальше следуют четыре информационные строки, отображающие данные о состоянии сетевого кабеля:

o Pair – LAN1 (1-2, 3-4, 5-6, 7-8) – номер пары и номера проводов в ней.

o Status – состояние пары.

o Length – длинна пары в метрах.

· PEG Link Mode – функция присуща только материнским платам производства ASUS. Нечто подобное, но под другим именем, есть в некоторых продуктах MSI. Предоставляет возможность управления разгоном видеокарты PCI Express из BIOS. Как именно она работает, к сожалению, до сих пор неизвестно. Имеет такие параметры:

o PEG Link Mode – режим работы функции: Auto – автоматический (система сама определяет необходимый уровень разгона в зависимости от загрузки видеокарты), Slow, Normal, Fast, Faster – параметры, указывающие на прирост производительности – немного (медленно), нормально, быстро, очень быстро.

o PEG Root Control – управление корневым портом PCI Express – принимает значения Enabled, Disabled и Auto. Соответственно включает и отключает функцию управления или же предоставляет все на усмотрение BIOS.

o PEG Buffer Length – размер (глубина) буфера PCI Express: Auto – автоматическое определение размера буфера, Long, Medium, Short – ручная установка – большой, средний и маленький размеры соответственно.

Меню Power

Следующий раздел Power имеет такие возможности настройки:

· ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Suspend Time – режим энергосбережения. Через определенное время (устанавливаемое пользователем в операционной системе) компьютер переходит в режим ожидания. Этот параметр позволяет определить стандарт, в соответствии с которым компьютер будет использовать функцию энерго-сбережения. Имеет несколько вариантов:

o S1 (POS) – Power on Suspend – при использовании этого значения в случае перехода в ждущий режим компьютер отключает питание только монитора и жесткого диска, все остальные устройства продолжают работать в штатном режиме.

o S3 (STR) – Suspend to RAM – в этом случае перед «засыпанием» информация о состоянии системы сохраняется в оперативной памяти. Питание подается только на модули памяти по резервному каналу 5 В, все остальные устройства отключаются.

o S1&S3 – комбинация двух предыдущих режимов. Сначала используется S1, а через определенный промежуток времени – S3.

· ACPI APIC (Application Specific Integration Circuit) Support – функция, которая реализует поддержку энерго-сбережения для многопроцессорных систем. Даже если в системе установлен один процессор, а чипсет поддерживает несколько (включая двухъядерные модели и версии с поддержкой Hyper-Threading), стоит активировать данную функцию, иначе ACPI может работать некорректно. Изменять этот параметр следует только до переустановки системы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: