Организация вычислительных систем
Инициализация ПЭВМ на базе i86-х
Архитектура вычислительной машины, прежде всего, определяет методы взаимодействия между составляющими ее элементами и построена на концепции ядра и расширяющих его возможности модулей. Ядро - это системные ресурсы, без которых ПК работать не может. Модули расширения представляют собой законченные подсистемы, взаимодействующие с ядром по заданному протоколу.
Системное ядро ПК включает в себя:
- ЦП;
- 2-3-канальных таймера;
- 2 контроллера прерываний с 8 уровнями каждый;
- 2-4-канальных контроллера ПДП;
- порты ввода/вывода;
- CMOS-память;
- часы реального времени;
- контроллер клавиатуры;
- минимум 64 Кб нижней памяти.
К модулям расширения относятся:
- контроллеры накопителей;
- накопители;
- видеоадаптеры;
- сетевые карты.
В соответствии с архитектурой ПК построен и механизм пробуждения. После включения питания выполняются следующие действия:
- самодиагностика, идентификация, проверка процессора и сопроцессора;
- проверка и инициализация системного ядра;
- включение механизма "Plug&Play";
- проверка и инициализация видеоадаптера;
- проверка CMOS-памяти и часов реального времени;
- определение объема и проверка оперативной памяти;
- проверка клавиатуры и инициализация портов (LPT, COM);
- инициализация дисковых накопителей;
- проверка модулей расширения BIOS;
- включение механизма APR;
- вызов системного загрузчика;
- загрузка ОС.
Все перечисленные выше действия выполняет центральный процессор ПК под управлением BIOS (Basic Input Output System), записанного в микросхемах ПЗУ. BIOS представляет собой подпрограммы, предназначенные для изоляции операционной системы (ОС) и прикладных программ от конкретной аппаратной реализации того или иного узла персонального компьютера. Поэтому все обращения ОС или прикладных программ переадресуются подпрограммам BIOS. Исключения составляют программы, напрямую работающие с аппаратурой.
Встроенное программное обеспечение, кроме BIOS, содержит программы: POST (Power On Self Test - тест при включении питания), BIOS SETUP (программа установки параметров ПК и взаимодействия с CMOS-памятью, где эти данные хранятся). На этапе пробуждения ПК основное значение приобретает программа POST, обеспечивающая поиск, инициализацию и проверку компьютера.
Последовательность и содержание подпрограмм POST и BIOS определяются общими принципами функционирования ПК и его компонентов и поэтому во многом схожи, независимо от фирмы-разработчика BIOS, от типа и модели ПК. Для более подробного ознакомления с работой компьютера можно использовать листинг BIOS любой фирмы.
В последнее время BIOS часто хранится во flash-памяти, что позволяет пользователю обновлять (дополнять) версию BIOS без привлечения специальной аппаратуры.
