Процесс загрузки BIOS/MBR.

Компьютерная загрузка

Вы должны знать, как компьютер загружает свои компоненты и что делает BIOS во время его работы.

П РИМЕЧАНИЯ.

Базовая система ввода/вывода, называемая BIOS, имеет программу, которая хранится на микросхеме материнской платы. Первая запись, которая происходит в компьютере после его выключения, контролируется BIOS.

При включении компьютера он ищет внутри устройства установленный видеоадаптер. При отсутствии видеоадаптера система перестает загружаться и издает звуковой сигнал об ошибке.

Изображение с подробной информацией об установленном в системе видеодекодере появляется после того, как видеоадаптер найден и инициализируется.

Как оказалось, поиск видеоадаптера происходит гораздо раньше, чем определение конфигурации процессора и оперативной памяти. Обычно система вообще ничего не отображает и издает звук только тогда, когда процессор либо не установлен, либо отключен.

Далее необходимо определить тип процессора. Его тактовая частота в данный момент устанавливается в соответствии с настройками BIOS. Тип процессора и тактовая частота представлены цифрами, которые появляются на экране.

Установленная оперативная память системы оценивается и определяется программой загрузки. На экране отображается табличное представление каждого процесса.

Затем инициализируются устройства, подключенные к контроллеру IDE. В качестве примера можно привести жесткие диски, приводы CD и DVD. Значения параметров системных файлов сообщаются BIOS. Система обнаружит диски автоматически, если в настройках включено автоопределение (звучит Auto). Но это занимает больше времени!

Программа начальной загрузки компьютера ищет его в системе после проверки дисковода для дискет. Для этого контроллер дает ей несколько команд, а система регистрирует ее ответы.

Следующий шаг — поиск и проверка любых установленных плат расширения, включая любые внутренние модемы, платы видеозахвата, ТВ-тюнеры и FM-радиоканалы. В этой ситуации управление может быть передано.

После выполнения всех вышеперечисленных действий на экране монитора отображается сводная таблица сведений о конфигурации компьютера, в которой указаны:

Какой процессор у вашего компьютера?

? Идентификационный номер процессора (если он есть);

? тактовая частота процессоров

? Объем установленной оперативной памяти;

? объем кэш-памяти

? Что определяет основные характеристики флоппи-дисковода?

? IDE-устройства с установленными приложениями

? Как называется видеосистема

? Введите адрес порта, на который они должны выводиться;

Информация об установленных модулях памяти;

? В этом разделе содержится подробная информация о поддержке карт расширения стандартом Plug and Play, а также об отсутствии таковой.

Возвращаясь к началу загрузки компьютера, рассмотрим процедуру самотестирования системы (POST). При успешном завершении процедуры обычно раздается короткий звуковой сигнал. Иногда звуковой сигнал может вообще отсутствовать.

Что происходит при возникновении проблемы? На экран выводятся сообщения о любых не очень серьезных ошибках, после чего компьютер может продолжить загрузку, если таковые обнаружены. Компьютерная система предупредит пользователя, если в ходе самодиагностики будет обнаружена более серьезная проблема. Однако иногда пользователь не может увидеть соответствующее сообщение на экране, поскольку экран остается темным.

В этом случае для выявления первопричины ошибки можно использовать звуковые сигналы. Система уведомляет пользователя о результатах самопроверки.

Нет ни одного ответа на запрос о том, что означает та или иная последовательность звуковых сигналов (например, : включите звук. Иногда такая информация полностью отсутствует. Проверьте веб-сайт производителя или обратитесь в службу технической поддержки для получения дополнительной информации.

Однако для обозначения одних и тех же ошибок могут использоваться определенные комбинации звуковых сигналов. После самотестирования, если система издает любую из следующих комбинаций звуковых сигналов, она сообщает об этом:

? Один короткий звуковой сигнал означает успешное тестирование и продолжение загрузки (некоторые системы не издают звуковых сигналов);

? Отсутствие звука указывает на неисправность процессора или блока питания (нет изображения на экране);

? Один непрерывный сигнал указывает на плохую батарею;

? Два коротких звуковых сигнала указывают на наличие незначительных ошибок, требующих изменения настроек BIOS (Award); эти ошибки могут быть связаны с чистотой памяти или AMI;

? Три длинных сигнала — ошибка контроллера клавиатуры;

? Ошибка работы с нижней памятью, сигнализируемая тремя короткими звуковыми сигналами;

? Ошибка оперативной памяти: один длинный и один короткий сигнал.

? Видеоадаптер не работает должным образом при наличии одного длинного и двух коротких сигналов.

? Один длинный и три коротких сигнала указывают на ошибку видеосистемы, например, отключенный монитор или аудио (Award), или проблемы с контроллером клавиатуры.

ВНИМАНИЕ!

Опыт показывает, что этот сигнал может быть использован во втором значении Award BIOS. Самая типичная ошибка, совершаемая в жизни, заключается в следующем.

? ошибка видеосистемы: не подключен монитор, нет интернета; один длинный и восемь коротких сигналов;

? Ошибка чтения BIOS: один длинный сигнал и девять коротких сигналов.

? Системный таймер подает только четыре звуковых сигнала, сигнализируя о сбое;

? 5 быстрых сигналов: Ошибка процессора;

Шесть коротких сигналов указывают на проблемы с контроллером клавиатуры;

? Семь кратких сигналов, которые могут означать проблему с материнской платой

Восемь коротких сигналов указывают на неисправность видеопамяти

Повторяющиеся короткие звуковые сигналы указывают на неисправный или отключенный модуль оперативной памяти;

? Многократный звуковой сигнал: неправильный источник питания

? Девять коротких сигналов — ошибка контрольной суммы при проверке содержимого BIOS.

? Ошибка при записи данных в микросхему CMOS — десять коротких сигналов;

? одиннадцать коротких сигналов — ошибка внешней кэш-памяти.

Все значения, представленные в данной ситуации, являются ориентировочными, т.е. в каждом примере может быть другое значение для одного или нескольких звуковых сигналов.

ВНИМАНИЕ!

При включении или перезагрузке компьютера материнские платы ASUS издают короткие тихие звуковые сигналы. Не обращайте на них внимания. Эти звуковые сигналы также могут быть слышны от одного USB-устройства. Если при загрузке компьютера вы слышите один тихий звуковой сигнал, это означает, что подключены два USB-устройства. Система не подаст звуковой сигнал при успешном самотестировании, если к порту USB не подключено ни одного устройства или если нет устройств, которыми может управлять компьютер.

Иногда в компьютерной системе во время самотестирования может возникнуть ошибка, которую невозможно определить по звуковым сигналам. Подобная ситуация исследуется с помощью платы POST.

Плата POST — это плата расширения шины PCI с уникальным цифровым дисплеем (или, реже, плата расширения шины ISA).

Для отображения результатов теста выделен специальный порт. Шестнадцатеричный адрес этого порта — 80. Устройство, которое уже находится в системе, нуждается в коде, прежде чем его можно будет инициализировать.

Система определит следующее устройство после успешной инициализации первого. На порт 80 будет отправлен код, приведенный ниже.

Коды порта 80, записанные во время инициализации устройства, считываются платой POST. По последнему коду порта 80 можно определить, была ли прервана работа системы. Эта информация может быть использована для определения того, какая операция завершилась неудачно и какое устройство не удалось включить. При использовании системы с Award BIOS, если значение 04 отображается последним, это говорит о том, что в системе не происходит реструктуризации оперативной памяти.

Хотя P OST может отличаться у разных производителей материнских плат и BIOS, обычно они одинаковы. Код процедуры POST, который обычно используется в системах на базе Award BIOS, приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Назначение POST-кодов

Платы POST иногда могут использоваться для поиска поврежденной или ненадежной системы.

Если это не было сделано при сборке системного блока, необходимо установить плату POST в нужный слот (PCI или ISA).

Некоторые производители материнских плат упрощают диагностику проблем с их продуктами или поверхностями. В некоторых случаях на материнской плате имеется контакт индикатора POST, и в комплект входит сигнал. Он также может быть помещен туда, если он находится где-либо на корпусе компьютера.

С помощью таких решений можно быстрее устранить неполадки. Но, к сожалению, они все еще довольно редки и не получили широкого распространения.

Как проверяются параметры компьютерной системы и параметры всех установленных устройств?

До этого момента микропрограмма BIOS управляла поведением системы. Теперь управление передается главной загрузочной записи жесткого диска.

Здесь должен присутствовать краткий код загрузчика с функцией передачи управления соответствующему логическому разделу жесткого диска.

Программа, которая считывает ядро в оперативную память и выполняет программы, называется загрузчиком операционной системы. Операционная система (ОС), под управлением которой выполняется вся последующая работа на данном конкретном компьютере, затем берет на себя управление компьютерной системой.

Однако вы также можете добавить в основную загрузочную запись жесткого диска более адаптированную программу, например «Выбрать на экране меню выбора операционной системы».

Кроме того, в настройках BIOS можно указать, что операционная система не должна загружаться с компакт-диска или жесткого диска. Вместо загрузки загрузчика с первичной записи жесткого диска или CD-ROM в этом сценарии BIOS начнет считывать в память только один сектор дискеты. Если это удастся, одна программа возьмет на себя управление.

Если на жестком диске или съемном носителе нет загрузочных секторов, появится предупреждающее сообщение. Затем система выключится.

B IOS задает список загрузочных файлов, которые выбираются с помощью параметров секции меню.

Это правда; все не так просто. Код, считанный из загрузочного сектора, будет находиться под контролем BIOS.

Последующее поведение программы может быть иным, если BIOS обнаружит бессмысленную последовательность в загрузочном секторе устройства вместо кода загрузки. Если в качестве загрузочного носителя используется съемный диск, а номер или код сектора диска не удается найти на экране диска (в том числе через «загрузочный» сектор). Компьютер заблокируется, а на экране появится сообщение с предложением вставить загрузочный диск. Код загрузочного сектора снова считывается BIOS. Компьютер пытается перейти к следующему устройству в списке загрузочных устройств, если носитель в приводе не найден.

Операционная система обычно загружается с жесткого диска. Жесткий диск содержит несколько разделов в зависимости от характеристик носителя. Кроме того, на жестком диске хранится главная загрузочная запись. Каждый из них имеет свой загрузочный сектор. Именно он находится в памяти, и его код передает управление загрузчику нужного раздела жесткого диска.

Этот загрузчик выполняет задачу обновления ядра операционной системы. Загрузчик обычно включает программы инициализации устройств, а также другие программные средства для настройки операционной системы для взаимодействия с пользователем после обнаружения ядра.

Теперь вы понимаете, что запуск операционной системы включает в себя несколько этапов. Это необходимо для точного определения причин сбоев в работе системы. Кроме того, эта информация необходима пользователям компьютеров, использующим несколько операционных систем.

Относительно организации операционных систем на жестком диске вашего компьютера. Это особенно актуально, если вы одновременно используете две или более операционных систем на жестких дисках.

Во-первых, имейте в виду, что имена логических системных разделов часто не совпадают с именами физических жестких дисков. Это совершенно ничего не значит, если в системе MS-DOS или Windows есть три жестких диска с метками C: DOC и E:. Можно предположить, что жесткий диск только один.

Жесткий диск также должен быть разбит на разделы, чтобы его можно было использовать с любой операционной системой. Например, в Windows, если диск имеет объем 80 ГБ, необходимо создать большой логический раздел, который займет почти весь диск.

Таблица разделов жесткого диска всегда должна присутствовать в начале; если разделов нет, доступ к данным невозможен. Каждый раздел позволяет получить доступ к данным, а способ доступа зависит от того, как настроены данные раздела.

Используя fdisk или аналогичную программу. Программы на разных операционных системах могут быть совершенно разными. Существуют также специализированные инструменты для управления памятью, такие как Acronis OS Selector (рисунок 4.2) или рисунок 3.1.

Рис. 3.1. Окно программы PartitionMagic.

Поскольку по умолчанию в начале жесткого диска недостаточно места для таблицы разделов, на физическом жестком диске по умолчанию можно разместить только четыре логических раздела. Но это ограничение можно преодолеть.

Страницы со списком основных разделов диска также содержат сведения о первичных подразделах этих разделов. Это означает, что физический жесткий диск может поддерживать не более четырех первичных разделов.

Некоторые операционные системы, например, могут быть загружены только с основного раздела. Если имеется несколько физических дисков, этот раздел должен находиться на первом из них и быть отмечен как активный для MS-DOS или Windows. Физическое расстояние от края диска иногда может быть предпочтительнее физического расстояния от его центра.

Кроме того, каждый жесткий диск может иметь только один основной раздел, используемый операционными системами MS-DOS и Windows 9/99.

Расширенные логические разделы могут быть созданы на жестком диске в дополнение к основным разделам. Ограничение в четыре раздела на одном диске, скорее всего, стало причиной разработки этой технологии.

Можно обозначить один из четырех основных разделов как расширенный раздел. В таком разделе содержится еще одна таблица разделов, не имеющая ограничений по размеру и содержащая информацию по широкому кругу отделов.

Существуют различные способы представления этого изображения. Например, при использовании программы fdisk пользователь визуализирует все логические разделы внутри расширенного.

Рис. 3.2 Как организованы логические разделы на жестком диске?

Расширенный раздел — это единственный метод разделения одного физического жесткого диска на несколько логических в операционных системах MS-DOS или Windows. В этих системах, если диск имеет только один первичный раздел, остальные данные должны храниться в расширенном разделе.

Логические разделы расширенного раздела теоретически идентичны основному разделу. Однако операционные системы этих разделов не смогут загрузиться с них.

Существуют некоторые дополнительные особенности в том, как они применяются. В частности, Windows или MS-DOS обозначают диски следующим образом. Сначала перечисляются первичные разделы (основной, второй и т.д.), а затем (сначала на первом диске, затем на втором) — логические разделы. Если вы установили второй физический диск с новым первичным разделом после использования одного физического диска с разделами C: и D. Другой пользователь форума недоумевает, как можно было такое написать.

Обновления операционной системы могут позаботиться об этом. Linux и BeOS вообще не имеют таких проблем, поскольку дискам в этих операционных системах не присваиваются буквенные обозначения, в отличие от Windows 2000/XP, где каждому разделу можно присвоить любые буквы.

Разбиение данных внутри каждого раздела, в частности, влияет на то, как можно получить доступ к данным на диске. Поскольку данные на диске располагаются в виде именованных последовательностей, или файлов, эти организации называются файловыми системами.

Методы, используемые различными операционными системами для организации данных внутри раздела, различны. Типичным является то, что для использования определенной файловой системы необходимо создать файловую систему внутри раздела диска. Раздел форматируется, когда в нем создается файловая система.

Наиболее распространенные файловые системы.

? 16-разрядная таблица компоновки файлов является основой файловой системы FAT16. Хотя ее можно использовать с некоторыми ограничениями практически во всех операционных системах, она является «родной» в операционных системах MS-DOS и Windows 9. Однако пользователи из России до сих пор не знают о ней, что объясняется ограниченностью дискового пространства из-за большого объема файлов (особенно маленьких) и ее малой популярностью. Элементы раздела FAT16 ограничены 2 Гбайтами.

? FA16 был модернизирован до FAT32, в котором используется 32-битная таблица компоновки файлов. Не может использоваться с Windows 9 и MS-DOS, и имеет довольно низкую производительность.

? Файловая система FAT12 — это новая итерация, основанная на таблице размещения файлов (12-битная). Эта вариация используется для носителей небольшой емкости, таких как дискеты. Жесткие диски практически никогда не используют ее.

? Для операционной системы OS/2 была создана высокопроизводительная файловая система под названием HPFS. Старые версии Windows NT (до 3.5) могут использоваться с новыми версиями.

? Кроме того, NTFS — это довольно быстрая файловая система, которая была создана для конкуренции с HP FS. Она используется в режиме только для чтения в Windows NT/2000, FreeBSD и других компьютерных системах.

? Для операционной системы Linux EXT2FS является очень эффективной и небольшой файловой системой. Она может применяться в таких системах, как FreeBSD, NX и некоторых других. Кроме того, существуют программы для чтения EXT2FS из различных версий Windows.

? Журналируемая файловая система CIP2Fs называется EXT3FS.

? Операционная система FreeBSD почти исключительно использует UFS. Ее можно определить по тому, что внутри дискового раздела (среза) в этой системе организована другая система разделов, и только там находится собственно файловая система.

? Другой быстрой журналируемой файловой системой, которая часто используется в Linux, является ReiserFS.

Сегодня существует множество файловых систем, каждая из которых создана для работы с конкретной операционной системой. Например, BeOS и NX имеют уникальные файлы.

Самыми рискованными операциями на компьютере являются те, которые связаны с системными операциями над разделами диска. Не случайно, если вы используете любое программное обеспечение для разметки диска, одно неосторожное движение может уничтожить файловую систему и лишить вас доступа к содержащимся в ней данным. Большинство пользователей не в состоянии удалить с диска каждый файл.

Единственные манипуляции, которые можно выполнить в нормальном режиме, — это перечисленные ниже:

Если на диске есть свободное место и нет других разделов, то создание раздела;

? удаление раздела, при котором стираются все содержащиеся в нем данные

? изменение типа раздела (данные будут потеряны, если программа поддерживает различные файловые системы);

? порядок размещения информации раздела в различных местах.

В различных программах эти действия могут иметь разные названия. Кроме того, программа fdisk пакета DOS/Windows 95-98/Me распознает только разделы FAT; все остальные типы разделов — это просто разделы не-DOS. Кроме того, эта программа требует выполнения двух отдельных операций для создания расширенного раздела и логического раздела внутри него.

Например, изменение размера раздела невозможно при использовании простых программ. Однако иногда это необходимо. После создания одного раздела FAT32 для всей дискеты вы хотите установить Linux или Windows NT, используя соответствующие форматы файловой системы ext3fs этих операционных систем. Кроме того, данные уже были записаны на раздел. Если вас не интересует жизнь, то вы должны:

? Это может стать проблемой, если все данные можно сохранить на внешнем носителе;

Стирание раздела диска приведет к потере всей информации;

? Для этого сначала необходимо предварительно установить операционную систему на два новых (и, при необходимости, восстановить их на внешних носителях).

Чтобы избежать такого затяжного процесса, были разработаны программы, позволяющие изменить размер раздела без потери данных. Первой программой, когда-либо созданной, была программа FIPS. Конечно, она только делит раздел пополам без потери данных; она не изменяет размер раздела в истинном смысле этого слова.

П РИМЕЧАНИЯ.

F IPS — это программа, за безопасность которой автор не несет никакой ответственности.

Программа OS Selector от Acronis более полезна. Вы можете перемещать разделы по диску или на другой физический раздел, а также изменять их размер в графическом режиме. Кроме того, можно изменить тип файловой системы раздела и даже скрыть его от любой операционной системы.

Вы можете легко настроить параметры BIOS с соответствующими параметрами теперь, когда вы понимаете, как загружать компьютер после включения.

Этот текст является ознакомительным фрагментом.