BTL TÌM HIỂU VỀ BIOS ROM TRONG MÁY TÍNH IPM PC VÀ TƯƠNG THÍCH IPM – PC

MỤC LỤC1.ĐỊNH NGHĨA42.NHẬNDIỆNBIOS43. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA BIOS73.1 Đặc điểm của BIOS73.2 Vai trò của BIOS83.3 Chức năng của BIOS94.NỘI DUNG BIOS115.HOẠT ĐỘNG145.1 Cơ chế vận hành145.2 Dụng cụ để nạp BIOS ROM15 5.3Thực hiện nạp ROM:185.4 Tương thích IBMPC18III.CÁC TÀI LIỆU ĐÃ THAM KHẢO21LỜI NÓI ĐẦUĐây là bản báo cáo cho đề tài:” Tìm hiểu về BIOS – ROM trong máy tính IPMPC và tương thích IPMPC” mã đề 14 là trình bày những hiểu biết của em về đề tài trên Bản báo cáo gồm 3 phần: Phần 1: Trình bày về nội dung của BIOSROM1. Đưa ra định nghĩa về BIOS trong máy tính, cung cấp cho người đọc những kiến thức về BIOS.2. Trình bày về vai trò và những chức năng chính của BIOS.3. Trình bày về hoạt động chính của BIOS. Trong phần này sẽ trình bày về hoạt động của chu trình POST trong BIOSROM. Qua đó thấy được tầm quan trọng của BIOSROM trong máy tính. Phần 2: Kết luận sau khi tìm hiểu về đề tài này Phần 3: Danh mục các tài liệu đã tham khảo trong quá trình tìm hiểu về đề tài trên.Trong quá trình nghiên cứu, không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự thông cảm và những đóng góp bổ sung của các thầy cô giáo và của các bạn học sinh,sinh viên.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Các thành viên: -Bùi Thị Phương Linh

-Nguyễn Duy Dương -Phạm Thị Thủy -Phạm Xuân Toàn -Nguyễn Thị Thu Hương

MỤC LỤC

1.ĐỊNH NGHĨA 4

2.NHẬNDIỆNBIOS 4

3 VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA BIOS 7

3.1 Đặc điểm của BIOS 7

3.2 Vai trò của BIOS 8

3.3 Chức năng của BIOS 9

4.NỘI DUNG BIOS 11

5.HOẠT ĐỘNG 14

5.1 Cơ chế vận hành 14

5.2 Dụng cụ để nạp BIOS ROM 15

5.3Thực hiện nạp ROM: 18

5.4 Tương thích IBM-PC 18

III.CÁC TÀI LIỆU ĐÃ THAM KHẢO 21

LỜI NÓI ĐẦU

Đây là bản báo cáo cho đề tài:” Tìm hiểu về BIOS – ROM trong máy tính IPM-PC vàtương thích IPM-PC”- mã đề 14 là trình bày những hiểu biết của em về đề tài trên

Bản báo cáo gồm 3 phần:

- Phần 1: Trình bày về nội dung của BIOS-ROM

1 Đưa ra định nghĩa về BIOS trong máy tính, cung cấp cho người đọc những kiếnthức về BIOS

2 Trình bày về vai trò và những chức năng chính của BIOS

3 Trình bày về hoạt động chính của BIOS Trong phần này sẽ trình bày về hoạtđộng của chu trình POST trong BIOS-ROM Qua đó thấy được tầm quan trọng củaBIOS-ROM trong máy tính

- Phần 2: Kết luận sau khi tìm hiểu về đề tài này

- Phần 3: Danh mục các tài liệu đã tham khảo trong quá trình tìm hiểu về đề tài trên.Trong quá trình nghiên cứu, không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự thôngcảm và những đóng góp bổ sung của các thầy cô giáo và của các bạn học sinh,sinh viên

Em xin chân thành cảm ơn!

1.ĐỊNH NGHĨA

BIOS ROM là bộ nhớ ROM, lưu trữ các chương trình điều khiển vào/ra cơ bản của hệ

thống máy tính.Trong khoa học máy tính, BIOS là cụm từ viết tắt của Basic Input/Output

System, nghĩa là hệ thống nhập/xuất cơ bản BIOS nằm bên trong máy tính cá nhân, trên

bo mạch chính BIOS được xem như là chương trình được chạy đầu tiên khi máy tính khởiđộng Chức năng chính của BIOS là chuẩn bị cho máy tính để các chương trình phần mềmđược lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ (chẳng hạn như ổ cứng, đĩa mềm và đĩa CD) có thểđược nạp, thực thi và điều khiển máy tính Quá trình này gọi là khởi động

Thuật ngữ này xuất hiện lần đầu trong hệ điều hành CP/M, là phần CP/M được tải lêntrong suốt quá trình khởi động, tương tác trực tiếp với phần cứng (các máy CP/M thường

có duy nhất một trình khởi động trong ROM) Các phiên bản nổi tiếng của DOS có một tập

tin gọi là "IBMBIO.COM" hay "IO.SYS" có chức năng giống như BIOS CP/M.

Tuy nhiên, thuật ngữ BIOS ngày nay chỉ một chương trình phần mềm khác được chứatrong các chip có sẵn trên bản mạch chính như PROM, EPROM và nó nắm giữ các chứcnăng chuẩn bị cho máy đồng thời tìm ra ổ nhớ cũng như liên lạc và giao sự điều hành máylại cho hệ điều hành

Loại đời mới: dạng flash; chip dán 8 chân.

Hoặc chip gán 8 chân ghim bình thường:

-Hiện nay có 2 loại ROM được sử dụng trên các máy laptop

+ROM 40 chân thường sử dụng trên các máy đời trung đời cũ

+ROM 8 chân thường sử dụng trên các máy tính đời mới

ROM BIOS thường đứng cạnh SIO hoặc các chipset nam, ROM 8 chân thường có các số

là 25L ,25X

Có 2 loại BIOS :

- BIOS dạng text Người dùng sẽ di chuyển phím hướng để đưa vệt sáng đi tới các lựachọn Nhấn Enter để quyết định, Esc để thoát (gõ Y khi muốn lưu thay đổi, N là khônglưu)

- BIOS Win Đây là loại BIOS mới được phát triển Thay vì màn hình dạng text thôngthường, các thông số hiện ra trên màn hình màu với nhiều cửa sổ Người dùng có thể dichuột hoặc phím hướng để chọn lựa

3 VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA BIOS

3.1 Đặc điểm của BIOS

BIOS viết tắt của Basic Input/Output System, tạm dịch là hệ thống nhập/xuất cơ bản.

BIOS giữ nhiều vai trò khác nhau nhưng vai trò quan trọng nhất là nạp hệ điều hành Khibạn mở máy tính lên, bộ vi xử lí sẽ thực hiện chỉ thị đầu tiên của nó cho nên nó phải tìmchỉ thị Nó không thể lấy chỉ thị từ hệ điều hành vì hệ điều hành nằm trên ổ đĩa cứng, và bộ

vi xử lí không thể đến đó mà không có hướng dẫn

BIOS cung cấp những hướng dẫn này Một trong những nhiệm vụ mà BIOS phải thi hành:

+ Tự kiểm tra các thiết bị phần cứng của thệ thống khi nguồn bật (power-on self-test – POST) để chắc chắn rằng mọi thứ đều làm việc bình thường.

+ Kích hoạt các chip BIOS khác trên những card được gắn vào máy tính của bạn Nhữngcard như card SCSI và card đồ họa thường có BIOS của riêng chúng

+ Cung cấp một tập các đường kết nối để hệ điều hành giao tiếp với các thiết bị phần cứng– chính nhờ những đường kết nối này mà BIOS được gọi là hệ thống xuất nhập cơ bản.Đặc biệt khi khởi động máy, các đường kết nối này quản lí bàn phím, màn hình, các cổngtiếp nối và các cổng song song

+ Quản lí một loạt các thiết lập cấu hình cho ổ cứng, tốc độ xung, v v

BIOS là một phần mềm đặc biệt, nó giao tiếp các thiết bị phần cứng chính yếu trong máytính của bạn với hệ điều hành BIOS thường được chứa trong chip bộ nhớ flash trên bomạch chủ, nhưng đôi khi chip lại là một loại ROM khác

3.2 Vai trò của BIOS

Khi bạn mở máy, BIOS thực hiện một số việc Sau đây là trình tự thông thường:

1.Kiểm tra giao diện CMOS để xem các thiết lập của người dùng

2.Nạp bộ điều khiển ngắt và trình điều khiển của thiết bị

3.Khởi nạp bộ điều khiển ngắt và trình điều khiển của thiết bị

4.Kiểm tra các thiết bị phần cứng khi nguồn bật

5.Thể hiện các thiết lập cấu hình của hệ thống

6.Xem xét đâu là thiết bị có thể khởi động được

7.Nhập các quá trình khởi động mồi

Việc đầu tiên mà BIOS làm là kiểm tra thông tin được trong một lượng rất nhỏ RAM (64byte) được đặt trên chip CMOS (một loại vi mạch tích hợp) Giao diện CMOS cung cấpthông tin chi tiết về hệ thống và có thể được chỉnh sửa khi hệ thống thay đổi BIOS sửdụng những thông tin này để chỉnh sửa hoặc bổ sung những lập trình ban đầu khi cần

Bộ điều khiển ngắt là một mảng phần mềm nhỏ hoạt động như thông dịch viên giữa các bộphận phần cứng với hệ điều hành Ví dụ, bạn nhấn một nút trên bàn phím, tín hiệu đượcgửi tới bộ điều khiển ngắt của bàn phím để nói cho CPU biết tín hiệu đó là gì và chuyển nótới hệ điều hành Trình điều khiển thiết bị là những mảng phần mềm dùng để xác định cácthiết bị phần cứng cơ sở như bàn phím, chuột, ổ cứng, ổ mềm Vì BIOS liên tục chắn tínhiệu đến và đi từ phần cứng nên nó được thường xuyên copy vào RAM để chạy nhanhhơn

3.3 Chức năng của BIOS

ROM (Read Only Memory) - IC nhớ chỉ đọc

BIOS ( Basic In Out System) – Chương trình vào ra cơ sở - BIOS là một chương trìnhphần mềm được nhà sản xuất Mainboard nạp vào ROM trong quá trình sản xuất.

Chương trình BIOS có các chức năng chính sau đây:

- Khởi động máy tính

- Cung cấp bản CMOS SETUP Default

- Cung cấp chương trình kiểm tra Card Video và bộ nhớ RAM

- Quản lí trình điều khiển cho các thành phần trên Mainboard như Chipset, SIO, Card Video Onboard, Bàn phhím

Các chương trình phần mềm của BIOS giúp cho máy tính có thể hoạt động được trongmôi trường không có hệ điều hành, ví dụ: Khi ta sử dụng máy tính trong màn hình thiếtlập CMOS SETUP

Mục đích cơ bản của BIOS trong máy tính hiện đại là để khởi tạo và kiểm tra các thànhphần phần cứng của hệ thống, và để tải một bộ nạp khởi động hoặc một hệ điều hành từmột ổ đĩa chung BIOS cung cấp thêm một lớp trừu tượng cho các phần cứng, tức là, mộtcách phù hợp cho các chương trình ứng dụng và hệ điều hành để tương tác với bàn phím,màn hình hiển thị, và các đầu vào / đầu ra (I / O) thiết bị

Phần mềm BIOS đảm nhiệm nhiều vai trò khác nhau, nhưng chức năng quan trọng nhất

là nạp hệ điều hành Khi bật máy tính và bộ vi xử lý cố gắng để thực hiện lệnh đầu tiên, nócần phải nhận được lệnh từ một nơi nào đó Nó không thể nhận lệnh từ hệ điều hành bởi vì

hệ điều hành được đặt trên một ổ đĩa cứng, và bộ vi xử lý không thể bắt đầu mà không cócác câu lệnh chỉ dẫn cách thức thực hiện BIOS sẽ cung cấp những câu lệnh này, địa chỉcủa lệnh đầu tiên là CS:IP = FFFF:0000 Đối với máy theo kiến trúc 8086, khi CPU bắtđầu hoạt động nó lập tức cài đặt vào chế độ thực và tìm đến vị trí của 16 byte trên đỉnh củamega byte của chế độ thực tại địa chỉ 0FFFF0h chính tại đĩa chỉ này, một lệnh jump sẽ dẫtới nơi mà mã BIOS được bắt đầu thi hành Một vài chức năng phổ biến khác mà BIOSđảm nhiệm bao gồm:

- Kiểm tra nội bộ máy được tiến hành khi khởi động hoặc khởi động lại máy tính( power -on self-test ) , được viết tắt là POST Với tất cả các thành phần khác nhau củaphần cứng trong hệ thống để chắc chắn rằng mọi thứ vẫn đang hoạt động tốt Kích hoạt các

chip BIOS khác trên các board mạch điện tử khác nhau được cài đặt trong máy tính Ví dụ,SCSI và graphics cards thường có các chip BIOS riêng cung cấp một bộ các routine (tệptin thi hành) bậc thấp mà hệ điều hành sử dụng để ghép nối với các thiết bị khác của phầncứng Chính những routine này đã tặng cho BIOS tên của nó Chúng quản lý bàn phím,màn hình, các cổng nối tiếp và các cổng song song, đặc biệt khi máy tính đang khởi độngQuản lý các bộ cài đặt đối với các đĩa cứng, đồng hồ BIOS là một phần mềm đặc biệtghép nối các thành phần chính của phần cứng máy tính với hệ điều hành Nó thường đượclưu giữ trên một chip của Flash Memory trên board mẹ, nhưng một vài trường hợp chip lại

là một dạng khác của ROM (bộ nhớ chỉ đọc ra)

Khi chúng ta bật máy tính, BIOS thực hiện nhiều công việc theo trình tự thông dụngnhư sau:

- Kiểm tra CMOS Setup đối với các cài đặt tuỳ chỉnh: Nhập các trình xử lý ngắt và cáctrình điều khiển thiết bị; khởi chạy các thanh ghi và quản lý nguồn điện;thực hiện chứcnăng POST; hiển thị các cài đặt hệ thống; xác định thiết bị nào có thể khởi động được;khởi động bootstrap sequence Công việc đầu tiên mà BIOS thực hiện là kiểm tra thông tinđược lưu giữ trong một RAM nhỏ (64 byte) được đặt trên chip CMOS (complementarymetal oxide semiconductor) CMOS Setup cung cấp các thông tin chi tiết đặc biệt tới hệthống của bạn và có thể được thay đổi như các thay đổi hệ thống của bạn BIOS sử dụngthông tin này để sửa đổi hay bổ sung chương trình mặc định của nó theo nhu cầu

- Các trình xử lý ngắt (Interrupt handlers): là các phần mềm nhỏ hoạt động với vai trò làcác bộ chuyển đổi giữa các thành phần của phần cứng với hệ điều hành Ví dụ, khi bạn ấnmột phím trên bàn phím của bạn, tín hiệu được gửi đến trình xử lý ngắt bàn phím, thôngbáo cho CPU biết đó là cái gì và chuyển nó vào hệ điều hành Device drivers (Các trìnhđiều khiển thiết bị) là các phần mềm khác xác định các thành phần cơ bản của phần cứngnhư bàn phím, chuột , đĩa cứng, và đĩa mềm Vì BIOS không ngừng ngăn chặn các tín hiệu

và từ phần cứng, nó thường được sao chép, hay shadowed vào RAM để chạy nhanh hơn

4.NỘI DUNG BIOS

Phần này sẽ giới thiệu thiết lập cơ bản liên quan đến ngày, giờ trên máy tính, khaibáo các loại ổ, màn hình hay bàn phím Đây là những thành phần chính mà BIOStrên các loại PC phải nhận biết để quản lý và điều khiển chúng

Khi vào chương trình này, chọn Standard CMOS Setup

Date: Đây là nơi khai báo ngày tháng với các định dạng khác nhau, tùy theo máy Ví dụ:

mm/dd/yy là kiểu ghi tháng/ngày/năm

Time: Có loại máy yêu cầu dùng hệ giờ 24 Chỉ cần di chuyển con trỏ đến các vị trí của

giờ, phút, giây, bạn có thể nhập số từ bàn phím

Trong các bản Windows mới, người dùng thay đổi được thông số về thời gian trong Start >Control Panel > Date and Time Dù BIOS dùng hệ giờ 24 nhưng bạn vẫn có thể cho hiểnthị trên khay đồng hồ theo hệ giờ 12 (AM/PM) bằng cách thiết lập trên Windows

IDE Primary Master

Đây là nơi khai báo các thông số của ổ cứng Nếu khai báo sai, ổ có thể không hoạt động,thậm chí bị hỏng Ví dụ, khi nhập số dung lượng cao quá mà tiến hành các lệnh Fdisk hayFormat, thiết bị này sẽ bị "đơ"

Tuy nhiên, những BIOS đời mới có phát triển thêm tính năng dò tìm thông số ổ cứng IDEmột cách tự động Bạn chỉ cần bấm Enter > tại IDE HDD Auto-Detection, nhấn Enter tiếp.Các chế độ tiếp theo, để ở mặc định Auto

Nếu máy chỉ có 1 ổ cứng hoặc 2 ổ chia ổ chính (Master), phụ (Slave) thì đây là nơi đặtMaster Việc khai báo này phải đúng với cách đặt chân răm (jumper) trên 2 ổ Hiện nay,các loại ổ đời mới chỉ có 1 jumper cho 3 vị trí: ổ duy nhất, Master và Slave (sơ đồ cắmchân răm đã in sẵn trên ổ cứng) Loại ổ thế hệ cũ có nhiều chân răm nên nếu dùng, bạnphải tuân theo tài liệu hướng dẫn một cách cẩn thận

IDE Primary Slave

Đây thường là nơi khai báo ổ cứng thứ 2 cắm ở chế độ Slave Bạn cũng có thể nhập thông

số bằng tay hoặc dò tìm tự động Nếu máy không cài ổ này thì phần khai báo để None

IDE Secondary Master

Do BIOS đời mới hỗ trợ cắm đến 4 ổ cứng, người dùng có thể lắp ổ cứng thứ 3 và khai báo

DVD) nên đây thường là nơi khai báo loại ổ này Cách cắm jumper cho ổ CD cũng giốngnhư trường hợp ổ cứng

Người dùng cũng có thể nhập thông số bằng tay hoặc để ở chế độ dò tìm tự động

Nếu không có ổ nào cắm ở dây IDE thứ 2 này, bạn để ở trạng thái None

IDE Secondary Slave

Đây là nơi khai báo cho ổ cứng thứ 4 hoặc ổ quang thứ 2 Một dây IDE có thể nối 2 ổ cùngloại hoặc 1 ổ cứng, 1 ổ CD, miễn là cách đặt chân răm phải tuân theo luật chính - phụ

All Error: Khi chọn mục này, máy sẽ treo khi phát hiện bất cứ lỗi nào Bạn không nên

chọn vì Bios sẽ treo máy khi gặp lỗi đầu tiên và bạn sẽ không thể biết các lỗi khác, nếu có

No Errors: Quá trình tự kiểm tra của máy sẽ được thực hiện cho đến khi hoàn tất Máy

không treo dù phát hiện bất cứ lỗi gì Người dùng nên chọn mục này để biết bộ phận nào bịtrục trặc và tìm cách giải quyết

All But Keyboard: Tất cả các lỗi, ngoại trừ bàn phím

All But Diskette/Floppy: Máy treo với tất cả các lỗi, trừ lỗi ổ đĩa và bàn phím.

5.HOẠT ĐỘNG

5.1 Cơ chế vận hành

Một trong những tính năng sử dụng phổ biến nhất của Flash memory (bộ nhớ cựcnhanh) là basic input/output system (hệ vào/ra cơ sở) trong máy tính của bạn, thường đượcbiết đến với tên gọi BIOS

Hầu như trên tất cả các máy tính, BIOS đảm bảo tất cả các chip, các ổ đĩa cứng, cáccổng và CPU đều hoạt động Ngày nay, trong tất cả các máy tính để bàn và máy tính xáchtay đang thịnh hành đều chứa một bộ vi xử lý đóng vai trò như một đơn vị xử lý trung tâm

Bộ vi xử lý là phần hợp thành phần cứng Để hoạt động, bộ vi xử lý thực hiện một tập cáclệnh như phần mềm (tham khảo chi tiết tại How Microprocessors Work) Chắc chắn là bạnrất quen thuộc với hai loại phần mềm khác nhau:

- Hệ điều hành: Hệ điều hành cung cấp một loạt các dịch vụ về các ứng dụng vậnhành trên máy tính của bạn, và nó cũng cung cấp giao diện người dùng cơ bản đối với máytính của bạn Windows 98 và Linux là những ví dụ về các hệ điều hành (Tham khảo chitiết tại How Operating Systems Work)

- Các ứng dụng: Các ứng dụng là các phần mềm được lập trình để thực hiện cácchức năng cụ thể Ngay bây giờ, trên máy tính của bạn chắc chắn đang có một ứng dụngtrình duyệt, một ứng dụng xử lý văn bản, một ứng dụng về chương trình email Bạn cũng

có thể mua các ứng dụng mới và cài đặt chúng Trở lại với BIOS, nó là loại phần mềm thứ

ba mà máy tính của bạn cần để hoạt động thành công

* Khi BIOS bị lỗi

Ví dụ, chiếc máy tính sử dụng mainboard Gigabyte GA-8IK1100, ổ cứng đời mớiSATA 150 Samsung 120 GB, hệ điều hành Windows XP của nó không thể nào khởi độngđược, kể cả nạp ở chế độ Safe Mode Mọi linh kiện lần lượt được dùng phép "thử loại trừsai", cuối cùng đi đến kết luận mainboard có lỗi Giải pháp sử dụng bản BIOS phòng bị(back up BIOS) để khởi động máy, kết quả không khá hơn Vào Internet, truy cập trangweb của Gigabyte, download bản BIOS mới nhất của GA-8IK1100 Rev 2.0 là Model củamainboard, thực hiện thao tác cập nhật BIOS Khởi động lại máy, màn hình Windows XPquen thuộc lại hiện lên nhanh chóng

*Các bước cập nhật BIOS

Tập tin download được có dạng nén tự bung EXE Khi chạy, nó nhận được tập tinthực hiện FLASH879.EXE và 8IKK12.FI vào đĩa mềm Nhét đĩa mềm này vào máy, bậtmáy lên, ấn phím Del trong quá trình POST để vào chương trình Setup CMOS Nhất phímF8 để vào chế độ cập nhật BIOS Chọn chức năng update main BIOS from floppy Mộtcảnh báo với khung màu đỏ hiện lên hỏi lại có chắc chắn không (Enter Dual BIOS/Q-FlashUtility: Y/N) Gõ Y, ấn phím Enter, quá trình F10 để tắt máy, như vậy là đã xong

Lưu ý là quá trình cập nhật BIOS tuy rất ngắn nhưng vẫn có khả năng sự cố mất điệnxảy ra Trong trường hợp đó, BIOS chắc chắn sẽ hỏng hẳn Tốt nhất là nên sử dụng bộ lưuđiện UPS cho máy khi thực hiện thao tác này

Cách nạp lại BIOS ROM Đây là cáikhó khăn nhất vì ta không thể chỉ dùngphần mềm là có thể “Nạp lại BIOSROM” mà cần phải có “tools”(công cụ)