bios همه چیز درباره ی بایوس و cmos

[bigbang]

در این تاپیک مطالب مرتبط با بایوس قرار خواهد گرفت امیدوارم این مطالب مورد استفاده و مفید باشد

[bigbang]

بایوس مخفف کلمه Basic Input/Output System است و تراشه‌ای است که معمولا روی مادربوردها زیاد می‌بینید. این تراشه اولین وظایف سیستم برای راه‌اندازی را مدیریت می‌کند اما کاربرد آن محدود به همین موضوع نیست. به همین دلیل است که نام آن را در مواردی که از تنظیمات پایه سیستم صحبت می‌شود، زیاد می‌شنوید. به این تراشه سیستم بایوس یا ROM BIOS هم گفته می‌شود. به‌طورکلی می‌توان گفت بایوس این امکان را به عناصر سخت افزاری مثل تراشه‌ها‌، هارددیسک‌، پورت‌ها‌، پردازنده و … خواهد داد که به درستی عملیات خود را در کنار یکدیگر انجام دهند.

بایوس دارای وظایف متعددی است ولی بدون شک مهم‌ترین وظیفه آن استقرار سیستم‌عامل در حافظه است. زمانیکه کامپیوتر روشن و پردازنده سعی در اجرای اولین دستورالعمل‌های خود داشته باشد‌، می‌بایست دستورالعمل‌های اولیه از مکان دیگر در اختیار آن گذاشته شوند، زیرا در حافظه اصلی کامپیوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است. دستورالعمل‌های مورد نظر را نمی‌توان از طریق سیستم‌عامل در اختیار پردازنده قرار داد چرا که هنوز سیستم‌عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان روی هارددیسک است.
مشکل اینجاست که ‌باید با استفاده از روش‌هایی به پردازنده اعلام شود که تا با اجرای فرامین پردازشی اولیه و مدیریت بخش‌های مختلف سیستم‌عامل را به درون حافظه مستقر کند. بایوس دستورالعمل‌های لازم را در این خصوص ارایه خواهد داد.
بنابراین زمانیکه کلید پاور فشرده می‌شود اولین فرمان‌ها از سوی بایوس اجرا می‌شوند. برخی از خدمات متداول که بایوس ارایه می‌دهد‌، به شرح زیر است:
- یک برنامه تست با نام POST به‌منظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افراری
- فعال کردن تراشه‌های مربوط به سایر قسمت‌های نصب شده در سیستم نظیر کارت گرافیک و یا کنترل‌کننده بخش‌های ذخیره‌سازی
- مدیریت مجموعه‌ای از تنظیمات در رابطه با هارددیسک، فرکانس‌ها و غیره
بایوس ترکیبی از سخت‌افزار و نرم‌افزار است به‌طوریکه از یک تراشه با حافظه داخلی و نرم‌افزارهای مرتبط تشکیل شده است. این نرم‌افزار به عنوان رابط بین عناصر اصلی، سخت‌افزارهای نصب شده روی سیستم و سیستم‌عامل ایفای وظیفه می‌کند. نرم‌افزار فوق اغلب در حافظه‌هایی از نوع فلش و به‌صورت یک تراشه روی بورد اصلی نصب می‌شود. در برخی حالات تراشه فوق یک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.
زمانیکه کامپیوتر روشن می‌شود بایوس عملیات متفاوتی را انجام خواهد داد:
- بررسی محتویات CMOS برای آگاهی از تنظیمات خاص انجام شده
- بارگذاری درایورهای استاندارد و Interrupt handlers
- مقدار‌دهی اولیه رجیسترها و مدیریت توان
- اجرای برنامه POST به‌منظور اطمینان از صحت عملکرد عناصر سخت‌افزاری
- تشخیص درایوی که سیستم می‌باید از طریق آن راه‌اندازی شود (Booting).
- مقدار دهی اولیه برنامه مربوط به استقرار سیستم‌عامل در حافظه (Bootstrap)

اولین موردی را که بایوس بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخیره شده در یک نوع حافظه RAM است. اطلاعات فوق روی تراشه‌ای با نام CMOS ذخیره می‌شود. CMOS شامل اطلاعات جزیی در رابطه با سیستم بوده و درصورت بروز هرگونه تغییردر سیستم، اطلاعات فوق نیز تغییر خواهند کرد. بایوس از اطلاعات فوق به‌منظور تغییر و جایگزینی مقادیر پیش فرض خود استفاده می‌کند.
Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار است که به عنوان یک مترجم بین عناصر سخت‌افزاری و سیستم‌عامل ایفای وظیفه می‌کند. مثلا زمانیکه کلیدی را روی صفحه کلید فعال می‌کنید، سیگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کلید ارسال شده تا از این طریق به پردازنده اعلام شود که کدامیک از کلیدهای صفحه‌کلید فعال شده‌اند.
درایورها یک نوع خاص از نرم‌افزارها هستند که مجموعه عملیات مجاز روی یک دستگاه را مشخص می‌کنند و راهکارهای (توابع) مربوطه را ارایه می‌دهند. اغلب دستگاه‌های سخت افزاری مثل صفحه کلید، ماوس‌، هارد و درایو نوری و پورت‌ها هر کدام دارای درایورهای اختصاصی خود هستند. با توجه به اینکه بایوس به‌صورت دایم با سیگنال‌های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است‌، معمولا یک نسخه از آن در حافظه RAM تکثیر خواهد شد.

راه‌اندازی (بوتینگ، Booting) کامپیوتر

پس از روشن کردن کامپیوتر، بایوس بلافاصله عملیات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سیستم‌ها‌، بایوس در زمان انجام عملیات مربوطه پیام‌هایی را نیز نمایش می‌دهد (میزان حافظه، نوع هارددیسک و غیره) و به‌منظور آماده‌سازی کامپیوتر برای ارایه خدمات به کاربران، بایوس مجموعه‌ای از عملیات را انجام می‌دهد.
پس از بررسی و آگاهی از تنظیمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM‌، کارت گرافیک بررسی می‌شود. اغلب کارت‌های گرافیک‌، دارای بایوس اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافیک را مقدار‌دهی اولیه کنند. در صورتیکه بایوس اختصاصی برای کارت گرافیک وجود نداشته باشد از درایور استانداردی که در ROM ذخیره شده است‌، استفاده و درایور مربوطه فعال خواهد شد (درایور استاندارد کارت گرافیک) در ادامه بایوس نوع راه‌اندازی یعنی راه‌اندازی مجدد (Rebbot) و یا راه اندازی اولیه (Cold Boot) را تشخیص خواهد داد. به عنوان مثال برای تشخیص موضوع فوق، از محتویات آدرس ۰۰۰۰:۰۴۷۲ حافظه استفاده می‌شود. در صورتیکه در آدرس فوق مقدار ۱۲۳h موجود باشد‌، به منزله «راه‌اندازی مجدد» بوده و برنامه‌ بایوس بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غیر اینصورت، در صورت وجود هر مقدار دیگر در آدرس فوق، یک «راه اندازی اولیه» تلقی می‌شود.
در این حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت‌های سریال و USB برای اتصال صفحه کلید و ماوس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت‌های PCI نصب شده روی سیستم بررسی می‌شوند. در صورتیکه در هر یک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد کند با نواختن چند بوق معنی دار، مورد خطا را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سیستم مربوط می‌شود.
برنامه بایوس، اطلاعاتی در رابطه با نوع پردازنده‌، فلاپی درایو‌، هارد دیسک‌، حافظه تاریخ و شماره برنامه بایوس، نوع صفحه نمایشگر را نمایش خواهد داد. در صورتیکه روی سیستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد‌، بایوس درایور مربوطه آن را از بایوس اختصاصی آداپتور فعال و بایوس اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمایش خواهد داد. در ادامه برنامه بایوس نوع درایوی را که ‌باید فرآیند انتقال سیستم‌عامل از آن آغاز شود را تشخیص خواهد داد. برای نیل به هدف فوق از تنظیمات موجود در CMOS استفاده می‌شود. اولویت درایو مربوطه برای بوت سیستم متغیر و به نوع سیستم بستگی دارد. اولویت فوق می‌تواند شامل مواردی نظیر: A,C,CD و یا C,A,CD و … باشد. (A نشان‌دهنده فلاپی درایو، C نشان‌دهنده هارددیسک و CD نشان‌دهنده درایو CD-ROM است) در صورتیکه درایو مشخص شده شامل برنامه‌های سیستم‌عامل نباشد پیام خطایی نمایش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )

پیکربندی بایوس

در بخش قبل اشاره شد که بایوس در موارد ضروری از تنظیمات ذخیره شده در CMOS استفاده می‌کند. برای تغییر دادن تنظیمات مربوطه می‌بایست برنامه پیکربندی CMOS فعال شود. برای فعال کردن برنامه فوق ‌باید در زمان راه‌اندازی سیستم کلیدهای خاصی را فعال تا زمینه استفاده از برنامه فوق فراهم شود.
در اغلب سیستم‌ها به‌منظور فعال شدن برنامه پیکربندی کلید Esc یا Del یا F1 یا F2 یا Ctrl-Esc یا Ctrl-Alt-Esc را باید فعال کرد. (معمولا در زمان راه‌اندازی سیستم نوع کلیدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پیکربندی می‌شود، به‌صورت یک پیام روی صفحه نمایشگر نشان داده خواهد شد) پس از فعال شدن برنامه پیکربندی با استفاده از مجموعه‌ای از گزینه‌ها می‌توان اقدام به تغییر پارامترهای مورد نظر کرد.
تنظیم تاریخ و زمان سیستم‌، مشخص کردن اولویت درایو بوت، تعریف یک رمز عبور برای سیستم‌، پیکربندی درایوها (هارد، فلاپی‌، CD) و … نمونه‌هایی از گزینه‌های موجود در این زمینه هستند. در زمان تغییر هر یک از تنظیمات مربوطه در CMOS باید دقت لازم را به‌عمل آورد زیرا در صورتیکه عملیات فوق به‌درستی انجام نشود اثرات منفی روی سیستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سیستم خواهد شد.
بایوس از تکنولوژی CMOS به‌منظور ذخیره کردن تنظیمات مربوطه استفاده می‌کند. در این تکنولوژی یک باتری کوچک لیتیوم انرژی (برق) لازم برای نگهداری اطلاعات به‌مدت چندین سال را فراهم می‌کند.

ارتقای برنامه بایوس

تغییر برنامه بایوس به‌ندرت انجام می‌شود. ولی در مواردیکه سیستم قدیمی باشد، ارتقای بایوس ضروری خواهد بود. با توجه به اینکه بایوس در نوع خاصی از حافظه ROM ذخیره می‌شود، تغییر و ارتقای آن مشابه سایر نرم‌افزارها نخواهد بود. بدین منظور به یک برنامه خاص نیاز است. برنامه‌های فوق از طریق تولید‌کنندگان کامپیوتر و یا بایوس عرضه می‌شوند.

در زمان راه‌اندازی سیستم می‌توان تاریخ‌، شماره و نام تولید کننده بایوس را مشاهده کرد. پس از مشخص شدن نام سازنده بایوس، با مراجعه به وب‌سایت سازنده‌، اطمینان حاصل شود که برنامه ارتقا بایوس از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است. در صورتیکه برنامه موجود باشد باید آن را دانلود کرد. پس از اخذ فایل(برنامه) مربوطه آن را روی دیسکت قرار داده و سیستم را از طریق درایو A (فلاپی درایو) راه‌اندازی کرد.
در این حالت برنامه موجود روی دیسکت، بایوس قدیمی را پاک و اطلاعات جدید را در بایوس می‌نویسد. در زمان ارتقا بایوس حتما ‌باید به این نکته توجه شود که از نسخه‌ای که کاملا با سیستم سازگاری دارد، استفاده شود در غیر اینصورت بایوس با اشکال مواجه شده و امکان راه‌اندازی سیستم وجود نخواهد داشت البته می‌شود بدون فلاپی نیز این کار را انجام داد که بستگی به شرکت سازنده دارد زیرا نرم افزار ارایه شده‌، می‌تواند از طریق ویندوز اجرا و بایوس آپدیت شود.

[bigbang]

همانطور که می دانید یکی از اصلی ترین عملیات کامپیوتردرهنگام روشن شدن عملیات POST یا Power On Self Test می باشد که تمامی نرم افزارها و قطعات سخت افزاری لازم برای بوت سیستم را تست کرده و آماده به کار میکند و در واقع کامپیوتر شما بعد از فشردن کلید Pwoer توسط شما، در ابتدا تمامی فرمانها را از بایوس کامپیوتر دریافت می کند. از اینرو بایوس وظیفه دارد که مشکلات سخت افزاری را به شما گوشزد کند. همه بایوس ها در هنگام درست بوت شدن سیستم یک بوق کوتاه در شروع کارد میزنند که این بوق به معنی درست و کامل کار کردن تمامی نرم افزارها و سخت افزارهای اصلی سیستم است، اما گاهی نیز اتفاق می افتد که یک یا چندی از برنامه ها یا قطعات معیوب شده یا به عللی از انجام وظیفه باز می مانند، اینجاست که بایوس با تنها راه ارتباطی مستقیم با کاربر ( بوق ) شما را آگاه می سازد. اما تا وقتی که از مفهوم بوقهای بایوس اطلاع نداشته باشید تشخیص اینکه کدام یک از قطعات وظیفه خود را به خوبی انجام نمیدهد، تقریبا غیر ممکن است. ورفع اشکال را با سختی و مشقت بسیار همراه میکند. در ادامه بوقهای اصلی دو شرکت بزرگ تولید کننده تراشه بایوس (AWARD و AMIBIOS) را شرح داده ایم.


کدهای بوقی بایوس AWARD :

بایوس آوارد عمدتا به پیامهای خطا برای آگاه کردن کاربران از وجود مسئله اتکا دارد، اما چند کد بوقی مشهور وجود دارد که این تراشه بایوس تولید میکند:
تعداد بوقها در عملیات Post ——>مفهوم بوق
نا محدود (تکرار شوند) —— خطای حافظه سیستم
یک بوق بلند پس از دو بوق کوتاه —— خطای کارت گرافیک
یک بوق باند پس از سه بوق کوتاه —— خطای گرافیک یا حافظه گرافیک
بوقهای با ارتفاع بالای نا محدود (تکرار شونده) —— خطای داغ شدن پردازنده
بوقهای با ارتفاع بالا ،با ارتفاع پایین ( تکرار شونده) —— خطای پرازنده

کدهای بوقی بایوس AMIBIOS :


بایوس AMIBIOS محصول شرکت American Megatrends یکی از بایوسهای متداول است و آخرین نگارش تعدادی کد بوقی دارد که اشکالات زمان بوت شدن را به کاربران می گوید:
تعداد بوقها در زمان راه اندازی (پیش از POST )——>مفهوم بوقها:
۱ دیسکت را در دیسکران A: قرار دهید
۲ فایل AMIBOOT.ROM بر روی دیسکت بوت شدنی نیست
۳ خطای حافظه سیستمی
۴ عملیات روز آمد سازی بایوس موفقیت آمیز بوده است
۵ خطای خواندن دیسک
۶ خرابی فرمان صفحه کلید
۷ حافظه فلش بایوس تشخیص داده نشده است
۸ خرابی کنترل کننده دیسکت ران
۹ خطای مجموع بررسی (checksum) بایوس
۱۰ خطای پاک کردن حافظه فلش
۱۱ خطای برنامه سازی حافظه فلش
۱۲ اندازه فایل AMIBOOT.ROM درست نیست ( یا حضور ویروس)
۱۳ نا همسانی تصویر BIOS ( فایل ROM دقیقا همان نسخه درون بایوس نیست)

تعداد بوقها در زمان POST :

1 خطای Timer احیای حافظه سیستم
۲ خطای پریتی حافظه سیستم
۳ خطای آزمایش خواندن / نوشتن حافظه سیستم
۴ زمان دار تخته مدار مادر کار نمیکند
۵ خطای پردازنده
۶ کامپیوتر نمی تواند به حافظه حالت حفاظت شده برود
۷ خطای استثنای عمومی (مربوط به پردازنده)
۸ خطای حافظه نمایش ( مربوط به کارت ویدئویی)
۹ خطای مجموع بررسی AMIBIOS ROM
10 خطای خواندن / نوشتن رجیستر CMOS
11 اشکال آزمایش حافظه نهانگاهی (cache)
نکته : اگر موقع عملیات POST یک ، دو یا سه بوق بشنوید، تعویض کارتهای RAM را در نظر بگیرید یا دست کم آنها را بررسی کنید تا اطمینان یابید که درست نصب شده اند. اگر در عملیات POST هشت بوق بشنوید اطمینان یابید که کارت ویدئویی درست نصب شده است، ممکن است لازم باشد که آن را عوض کنید. اگر موقع عملیات POST تعداد بوقها با آنچه گفته شد متفاوت بود ( چهار تا هفت یا ۹ تا یازده بوق)، ممکن است یک مسئله جدی در تخته مدار مادر یا قطعات دیگر وجود داشته باشد، کامپیوتر را به یک تعمیرگاه تخصصی ببرید.

[bigbang]

رایانه شما برخی از تنظیمات سطح پایین نظیر تاریخ سیستم و تنظیمات سخت افزار را بر روی CMOS ذخیره می کند. این تنظیمات در منوی ستاپ بایوس پیکربندی می گردند. اگر مشکلات سازگاری سخت افزاری و انواع مختلف مشکل را تجربه نموده اید، شاید بخواهید تلاش نمایید تا CMOS را پاک کنید. پاک سازی CMOS سبب رست شدن تنظیمات BIOS می گردد و آن را به حالت تنظمات کارخانه باز می گرداند. در بیشتر موارد برای پاک کردن CMOS می توانید از طریق منوی BIOS اقدام کنید. اما در برخی از موارد حتما باید درب کیس را گشوده و عمل پاک سازی CMOS را از طریق مادربرد و به شکل سخت افزاری انجام دهید. برای این که انجام این کارها را بیاموزید ما در ادامه مطلب روش های مختلف این کار را توضیح داده ایم.

استفاده از منوی بایوس

راحت ترین راه برای پاک سازی CMOS رایانه از طریق BIOS setup menu است. برای دسترسی به منوی تنظیمات بایوس رایانه خود را ریستارت کرده و سپس کلیدی که شرکت سازنده مادربرد شما برای ورود به منوی تنظیمات بایوس در نظر گرفته است را بفشارید. در اغلب مدل های مختلف مادربرد این کلیدها Delete یا F2 است. ولی با کمی دقت به پایین صفحه نمایش هنگام روشن شدن رایانه به این نکته پی خواهید برد.
اگر در صفحه نمایش نتوانستید بیابید که کدام کلید را باید بفشارید تا وارد تنظیمات بایوس شوید و دو کلید معرفی شده Delete و F2 هم کار نکردند بهتر است به سراغ دفترچه راهنمای همراه مادربرد خود رفته تا کلید مورد نظر را بیابید.

اکنون در BIOS به دنبال تنظیمات رست بگردید. ممکن است شرکت های گوناگون نام های گوناگونی بر آن نهاده باشند نظیر چیز هایی به این شکل: Reset to default ، Load factory defaults ، Clear BIOS settings ، Load setup defaults و یا عناوینی دیگر به این سبک و روش.
برای انتخاب گزینه ها می توانید از کلیدهای جهت استفاده کنید و برای تایید آن مورد از Enter استفاده کنید. حال بایوس شما به تنظیمات پیش فرض خود باز خواهد گشت.

استفاده از جامپر CLEAR CMOS مادربرد

تعداد زیادی از مادربرد ها دارای یک جامپر (jumper) برای پاک سازی تنظیمات CMOS می باشند. این جامپر زمانی که شما دسترسی به تنظیمات بایوس ندارید بسیار کاربردی خواهد بود. به عنوان مثال زمانی که تنظیمات بایوس رایانه توسط پسورد محافظت می شود و شما هم نمی دانید کلمه عبور چیست بسیار مفید خواهد بود.
محل دقیق این جامپر بر روی مادربرد را می توانید از دفترچه راهنمای مادربرد (رایانه) بیابید. چگونگی پاک سازی CMOS را می توانید از دفترچه راهنمای مادربرد فرابگیرید.
با این حال اصول انجام این کار در تمامی رایانه ها شبیه هم است. رایانه را خاموش کنید و ترجیحا کلید پاور را هم بزنید و سپس آن را از برق کشیده تا کلا رایانه فاقد برق باشد. اکنون درب کیس رایانه را گشوده و به دنبال جامپر بگردید. اگر هنوز به دفترچه مادربرد مراجعه نکرده اید و یا آن را نیافته اید می توانید به دنبال کلماتی نظیر CLEAR CMOS، CLEAR، CLR CMOS، PASSWORD و یا CLR PWD بر روی مادربرد بگردید. البته معمولا این جامپر نزدیک باتری بایوس (باتری مادربرد) می باشد و با کمی نگاه کردن به دور و بر ان می توانید آن را مشاهده کنید.
جامپر را بر روی مکان “clear” قرار دهید و سپس رایانه را به برق متصل نموده و پس از زدن کلید پشت پاور آن را روشن کنید. دوباره رایانه را خاموش نموده و جامپر را به مکان اصلی خود بازگردانید.

خارج نمودن باتری CMOS

اگر مادربرد شما دارای جامپر CLEAR CMOS نبود یا می خواهید CMOS یک نوت بوک را ریست کنید و یا اصلا حوصله دردسر روش جامپری را ندارید، اغلب می توانید با خارج نمودن باتری CMOS و دوباره قرار دادن آن در جای خود تنظیمات CMOS را پاک کنید.

توجه داشته باشید قبل از انجام این کار حتما باید کابل برق و یا باتری نوت بوک را از ان جدا کنید؛ زیرا در صورتی که رایانه یا نوت بوک برق داشته باشد با خارج کردن باتری CMOS تنظیمات به حالت پیشفرض نخواهد رفت.

پس از خارج نمودن باتری CMOS پنج، شش دقیقه ای دندان روی جگر خود بزارید و سپس آن را به جای خود بازگردانید.

توجه داشته باشید برخی از مادربردها دارای باتری CMOS قابل جداسازی نیستند. پس فکر نکنید با زور می توانید این کار را انجام دهید!

پاک سازی CMOS همیشه باید به یک دلیل، نظیر عیب یابی مشکلات رایانه و یا فراموش کردن کلمه عبور BIOS انجام بگیرد. و هیچ نیازی نیست که بی دلیل زمانی که رایانه به خوبی خوشی در حال فعالیت است این کار را انجام دهید.