Transcript 最低限BIOS
最低限BIOS 中神 雄一 (北大・理) [email protected] パソコンを起動時に こんな画面が出たはず Award Medallion BIOS v6.0, An Energy Star Ally Copyright (C) 1984-99, Award Software, Inc. ASUS P3B-F ACPI BIOS Revision 1004 Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor Memory Test : 131072 OK Award Plug and Play BIOS Extension v1.0A Initialize Plug and Play Cards... Card-01: Creative ViBRA16X PnP PNP Init Completed Trend ChipAwayVirus(R) On Guard Detecting Detecting Detecting Detecting Primary Master Primary Slave Secondary Master Secondary Slave ... ... ... ... ST36421A ASUS CD-S400/A None None BIOS （バイオス） Basic Input/Output System コンピュータに接続される装置や機器の基 本的な制御手順をプログラムで用意してOS が必要に応じて読み出すことでハードウエア を正しく利用する仕組み 目次 BIOS ？ BIOS はどこにある？ BIOS の仕事 BIOS の設定方法 なぜ なぜ BIOS ？ ハードウエア毎に接続方法や制御方法 伝送速度に違いがある... ハードディスク メモリ CPU 拡張カード （ビデオカード、NIC、サウンドカード） バス ハードウエアの制御には細かい設定が必要 BIOS はどこにあ る？ ROM (Read Only* Memory) • マザーボード上の ROM に記録さ れている • 最近は書き換え可 能なROM (フラッシ ュ ROM) で提供さ れ簡単にアップグレ －ドできる BIOS の仕事 基本入出力プログラム 起動時のハードウエアの認識 ・ ハード情報の取得・初期化 ・ リソース分け OS の起動 プラグアンドプレイ/電源管理 BIOSの役割 基本入出力プログラム ハードウエアに固有な 制御プログラムを提供 現在はあまり利用されて いない OS BIOS ・ BIOS はシングルタスク → いわゆる「デバイスドライバ」 にその役目を譲渡 ハードウェア キーボード、マウス モニタ、HDD、NIC 起動時のハードウエアの認識 POST (Power on Self Test) ・ 電源を入れると IPL （Initial Program Laoder） が BIOS ROM 上から CPU に展開・実行 1) ハードウエアの初期化 ・ ビデオサブシステムから 2) 動作チェック 3) 異常が無ければハードウエアリソースの割り当て ・ I/Oポートアドレス、IRQ, DMAチャンネル 起動時のメッセージ… BIOSの役割 CPU、メモリ、HDD、 CD-ROMドライブのチェック Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor Memory Test : 131072 OK : Detecting Detecting Detecting Detecting Primary Master Primary Slave Secondary Master Secondary Slave ... ... ... ... ST36421A ASUS CD-S400/A None None 起動時のメッセージ… BIOSの役割 ハードウェア / PCIデバイスの一覧 ｜ CPU Type : Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor ｜ ｜ Cache Memory : 512K Memory Installed : 128M ｜ ｜―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――-| ｜ Diskette Drive A : 1.44M, 3.5 in. Serial Port(s) : 3FB 2FB ｜ ｜ Diskette Drive B : None Parallel Port(s) : 37B ｜ ｜ Pri. Master Disk : 6449MB, UDMA 2 DRAM Type : SDRAM ｜ ｜ Pri. Slave Disk : CD-ROM, UDMA 2 SPD On Module(s) : Yes ｜ ｜ Sec. Master Disk : None Data Integrity : Non-ECC ｜ ｜ Sec. Slave Disk : None ｜ └―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――-| PCI device listing..... Bus No. Device No. Func No. Vendor ID Device ID Device Class IRQ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 0 4 1 8886 7111 IDE Controller 14/15 0 4 2 8886 7112 Serial bus controller 11 0 11 0 1317 8901 Network controller 7 0 12 0 1882 4753 Display controller 5 OS の起動プロセス（概略） 電源 投入 ROMの中のプログラム をCPUへ転送 ハードウェアの 検出・検査・設定 起動ディスクの先頭 からブートローダー を読み込み， メインメモリへ転送 BIOS(IPL)の仕事 パーティション1 ブートローダーが パーティションの先頭 からカーネルローダーを 読み込み，メインメモリ へ転送 カーネルローダーが OSのカーネルをメイン メモリへ転送 ハードディスクの構造 パーティション2 パーティション3 プラグアンドプレイ/電源管理 プラグアンドプレイ 電源管理 ・差し込む(Plag)だけで自動認 - APM 識され，動作(Play)するように， (Advanced Power Management) 最適なハードウェア環境を提 供する． ・ ソフトウエアレベルで供給電源 ・NIC やビデオカードの自動認 を制御する機能 識、USB ・ OSをシャットダウンするだけで PC本体の電源が停止 Award Plug and Play BIOS Extension v1.0A ・ハードウエア、BIOS、OS の 3 つが連携していることが必要 Initialize Plug and Play Cards... Card-01: Creative ViBRA16X PnP PNP Init Completed BIOSの設定 BIOS の設定方法：設定画面 • PCの起動時に呼び 出し可能 • 情報実験機ではDel キーを押す BIOSの設定 BIOS の設定方法：IDE接続 ※ 実験機では自動認識 (Auto) を選択する BIOSの設定 ＩＤＥ 接続設定 • 接続したドライブが，指定 したIDで認識されているか を確認 Primary Primary Secondary Secondary master slave master slave ■IDE とは？ ハードディスクインターフェ スの規格. 1 コネクタで2 台のHDD を接続できる. Secondary Primary BIOSの設定 起動ドライブの設定 • 起動ドライブの優先 順位を設定する FDD, HDD, CDROM, Other ? 本日の実習で実際にやってみましょう!! まとめ BIOS は専用の ROM で管理されている BIOS なしに OS は機能しない ・ ハードウエアの基本的な制御手順を提供 ・ ハードウエアの状態をチェック ・ OS の起動 BIOS の設定は変更可能 参考資料 渡邉郁郎．AT互換機のBIOS． エーアイ出版, ISBN4-87193-652-X 日経BPソフトプレス編, 体系的に学び直すパソコンの仕組み, BPソフトプレス, ISBN4-89100-383-9 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 I/O ポート CPU が直接データをやり取り出来るのはメモリーだけ.. CPUがアクセスできるメモリー上に、周辺機器 とデータをやり取りするための窓口のこと CPU I/O ポート メモリー 周辺機器 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 IRQ （Interrupt ReQuest） ■ 割り込み処理 突然の要求 (IRQ) に対して CPU に 現在行っている処理に割り込ませて先に 処理をすること ■ IRQコントローラ CPU には割り込みを通知する信号線がついており， IRQコントローラはこの信号線とつながっている。 BIOSの設定 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 IRQコントローラの構成 CPU 0 システムタイマー 8 リアルタイムクロック 1 キーボード 9 (ACPI) 2 (PICカスケード) 10 3 COM2 11 4 COM1 12 PS/2マウス 13 数値演算プロセッサ 5 メ モ リ 6 フロッピーディスク 14 IDE(Primary) 7 LPT1 15 IDE(Secondary) 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 DMA チャンネル DMA コントローラ とメモリーが情報をやり 取りする際の専用の通信窓口 ■ DMA 伝送 (Direct Memory Access) データを伝送の際に CPU を通さずにメモリー上で処理 することで, CPU の負担を小さくする伝送方法 DMA コントローラ データ領域 CD-RW チェンネル I/Oポート HDD