И в-четвертых,собственно то,ради чего в свое время разрабатывалась BIOS-обработка операций ввода-вывода.Например,дисковод понимает только простейшие команды типа:поместить головку на такую-то дорожку,считатьсектор и т.п.Если бы все программы содержали в себе инструкции подобного рода,то они занимали бы много места,да и работали весьма и весьма неэффективно.Кроме этого,при появлении новых устройств все существующие программы приходилось бы модифицировать.Чтобы избежать подобных проблем,большую часть работы по обработке операций ввода-вывода переложили на BIOS.Это,конечно,не решило всех проблем,но по меньшей мере значительно упростило их решение.

Примечание:Справедливости ради надо отметить,что современные операционные системы практически не используют (Windows 95/98/Windows Me) или вообще не используют (Windows NT / Windows 2000 / Windows XP) возможности BIOS по обработке операций ввода-вывода.Определяющее значение эти функции имели во времена операционной системы MS-DOS.

Здесь обязательно надо отметить,что сказанное выше во многом условно-на самом деле все эти задачи выполняются совместно,функционально дополняя друг друга.

BIOS Setup.

Рядовой пользователь чаще всего сталкивается с частью BIOS,называемой BIOS Setup.Это специальная подпрограмма,позволяющая настроить работу отдельных аппаратных компонентов компьютера.Основная ее сложность-непонятные названия опций,мало что говорящие не слишком искушенному пользователю.Проблему усугубляет практически полное отсутствие справочных сведений.В остальном ничего особенного в BIOS Setup нет,можно выделить только несколько архаичный интерфейс.

Все значения,установленные пользователем,хранятся в микросхеме CMOS-памяти наряду с информацией об аппаратной конфигурации компьютера.

2.Функциональная схема работы компьютера.

Наглядное представление об устройстве компьютера и взаимодействии отдельных компонентов дает периведенная на рис.1.1.блок-схема.На ней показаны только устройства,находящиеся в системном блоке,серым цветом отмечены компоненты,являющиеся частью материнской (основной) платы компьютера.

Чтобы синхронизировать работу всех частей компьютера,обмен данными между ними осуществляется с фиксированными частотами-по тактам.Так,системная шина современного компьютера функционирует на частотах 66,100 или 133 Мгц,одна из этих частот используется и при обмене с памятью.Шина PCI в штатном режиме работает на частоте 33 Мгц,а шина AGP-на частоте 66 Мгц.

Все эти частоты жестко связаны друг с другом.Проиллюстрируем это на примере.Пусть частота системной шины равна 133 Мгц.При использовании оптимальной,с точки зрения производительности,оперативной памяти частота шины памяти будет равна частоте системной шины.При этом частота шины PCI будет равна 1/4 от частоты системной шины, а частота шины AGP-1/2 от частоты системной шины.Естественно,все эти частоты задаются одним-единственным тактовым генератором,а нужное значение получается с помощью программируемых делителей.Таким образом,если повысить (или понизить) частоту системной шины,соответсвующим образом изменятся и все остальные частоты.

Примечание:Немного другая картина будет наблюдаться при частоте системной шины 100 Мгц. Частота шины PCI в этом случае будет равна 1/3 от частоты системной шины,а частота шины AGP-2/3 от частоты системной шины.Достигается это использованием других коэффициентов в соответствующих делителях частоты.При частоте системной шины 66 Мгц шина PCI функционирует на половинной частоте системной шины,а AGP-на полной.

Многие современные компоненты способны передавать за такт не одно значение,а два (процессоры Athlon и Duron,память DDR SDRAM),или даже четыре (процессор Pentium 4).Таким образом,скажем,для процессора Pentium 4 при частоте системной шины 100 Мгц скорость обмена данными будет составлять 400 Мгц.Очень важно различать эти два понятия.

Центральный процессор,кэш-память и системная шина.

Главным компонентом компьютера,безусловно,является центральный процессор.Он управляет работой всех частей компьютера,производит все вычисления,определяет общее быстродействие.Как правило,это самый высокоскоростной компонент-частота работы современного процессора может достигать 2 ГГц и выше.

“Общение” с остальными устройствами процессор осуществляет посредством системной шины.К сожалению,все остальные компоненты способны вести обмен данными со скоростями,заметно меньшими,чем допускает вычислительная мощность процессора,это и обуславливает намного более низкую частоту системной шины.Чтобы избежать непродуктивных задержек,в процессоре имеется высокоскоростная кэш-память.Она содержит наиболее часто использовавшиеся за последнее время данные и инструкции,в результате обращения к ним практически не вызывает дополнительных тактов ожидания.И только если необходимые данные или инструкции отсутствуют,они запрашиваются из оперативной памяти или других устройств.

В большинстве случаев (а это все современные модели процессоров) кэш-память является двухуровневой:сверхбыстрая кэш-память небольшого объема первого уровня и немколько более медленная,но и заметно большего объема каш-память второго уровня.И если обращение к первой действительно происходит без каких-либо задержек,то получение данных или инструкций из кэш-памяти второго уровня сопряжено пусть с небольшими,но все же простоями процессора.Но все равно это заметно быстрее,чем запрашивать данные из оперативной памяти.

Поскольку связка процессор-кэш-память-системная шина во многом определяет быстродействие компьютера,то при конфигурировании BIOS Setup необходимо обратить особое внимание на те опции,которые позволяют настроить частоту системной шины процессора и выюрать режимы функционирования кэш-памяти.Часто можно указать и коэффициент умножения процессора (отношение частоты функционирования процессора к частоте системной шины),но полезность этой опции весьма сомнительна-у всех современных процессоров коэффициент умножения заблокирован.

Чипсет.

Важную роль в работе компьютера играет набор системных микросхем материнской платы (иначе-чипсет).Это своего рода интеллектуальная “прокладка”между всеми компонентами.

В большинстве случаев чипсет состоит из двух основных микросхем:системного контроллера (часто называемого северным мостом) и функционального контроллера (называемого южным мостом).Естественно,этими двумя микросхемами дело не ограничивается,и в чипсет входит еще множество более мелких состовляющих.Просто две эти микросхемы-основа чипсета.

К системному контроллеру через системную шину подключается процессор,а через шину памяти-оперативная память.Видеокарта подключается через свою собственную шину-AGP.

Функциональный контроллер соединяется с системным посредством внутренней высокоскоростной шины.

Примечание.

В большинстве случаев (за исключением новейших сверх быстрых чипсетов) соединение системного и функционального контроллеров осуществляется с помощью шины PCI.Это позволяет упростить чипсет и сделать его более дешевым.