BIOS. Basic Input Output System

Transkript

1 BIOS Basic Input Output System

2 Übersicht der Dokumentation 1. Definition und Aufgabe des BIOS 2. Geschichte und Entstehung des BIOS 3. BIOS-Versionen 4. Dual BIOS 5. Der Aufbau des BIOS 6. Die BIOS Setup Optionen 7. Weitere Optionen Standard CMOS Features Advanced BIOS Features Advanced Chipset Features Integrated Peripherals Power-Management Setup Plug & Play- Setup PC- Health Status Load BIOS Defaults Load Optimized Settings Set Password HDD Low Level Format

3 BIOS (Basic Input Output System) Definition und Aufgabe des BIOS BIOS ist das grundlegende Eingabe und Ausgabesystem eines PC. Es stellt die wichtigsten Routinen für die Kommunikation und Steuerung zwischen dem Prozessor und der Peripherie zur Verfügung und ist dem Betriebssystem vorgelagert. Das heißt, dass beim Einschalten des PC zunächst das BIOS startet und die Konfiguration übernimmt. Dabei werden Geräteeinstellungen von Komponenten, wie Laufwerke, Arbeitsspeicher, Cache, etc. spezifiziert. BIOS testet und initialisiert die gesamte Hardwareumgebung. Erst wenn der Vorgang abgeschlossen ist, wird das Betriebssystem gestartet. Kurz kann man das BIOS als Schnittstelle zwischen Hard- und Software beschreiben. Als zentrales Steuerungsprogramm ist das BIOS auf einem elektrischen Bauteil, dass auf dem Mainboard platziert ist, verankert, dem sogenannten EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, also einem elektrisch lösch- und programmierbaren Festwertspeicher). Der EEPROM- Baustein kann im Gegensatz zum älteren EPROM im Computer gelöscht und beschrieben werden, was ein BIOS- Update möglich macht. Das später erwähnte CMOS ist dabei ein sehr kleiner Bereich in einem Speicher, hier das EEPROM, in dem BIOS die Einstellungen speichert. Durch eine Batterie bleiben die Informationen auch nach Ausschalten des PC erhalten. Geschichte und Entstehung des BIOS Das BIOS entwickelte sich Ende der Siebziger Jahre bei der Herstellung des 8088 Prozessors von Intel. Die Fa. IBM war dabei mit der Entwicklung beauftragt, eine Art Steuerungssystem ausschließlich für die Geräteansteuerung zu gestalten. Die gesamten Hardwarekomponenten sollten damit bedienbar und frei zu konfigurieren sein. Damit wollte man erreichen, dass Software rechnerunabhängig einsetzbar ist. BIOS-Versionen Allgemein ähnelt sich der Aufbau der BIOSe stark und die Einstellungen sind bei allen Herstellern beinahe gleich. Jedoch variieren der Umfang bzw. die Konfigurationsmöglichkeiten untereinander enorm. Man kann generell Award, AMI und Phönix als die am häufigsten vertretenen Hersteller nennen. Vor allem darf man davon ausgehen, dass mit jeder Mainboardhersteller und -Serie eine neue BIOS- Version vorhanden ist.

4 Dual BIOS Eine neue Entwicklung im BIOS Bereich stellt das Doppelte BIOS dar. Dabei sorgen ein, eventuell auch zwei, Bausteine dafür, dass der Rechner auch bootet, wenn durch technische Schäden, fehlerhafte Eingaben oder durch Viren, das BIOS nicht mehr aufrufbar bzw. zerstört ist. Das Start- BIOS wird dabei beim Einschalten überwacht und auf Fehler überprüft. Treten Fehler auf, wird das zweite BIOS aktiviert und der Rechner kann gestartet werden. Diese Methode macht das System in diesem Bereich extrem ausfallsicher und man kann eventuell auch Einstellungen testen. Der Aufbau des BIOS Generell kann man BIOS in vier Teile gliedern: Power On Self Test (POST) Während des POST wird der Rechner zahlreicher Prüfungsroutinen unterzogen. Prozessor, Arbeitsspeicher, Mainboard und alle weitere Komponenten werden auf Funktion getestet. Bei Fehlern gibt das System eine Fehlermeldung aus und zusätzlich auch einen Warnton, den sogenannten Beep- Code. Daran und auch an den POST- Codes, die mit Hilfe spezieller Karten ausgelesen werden können, lassen sich Fehler erkennen. BIOS Setup Utility Hier können mit Hilfe des Standard CMOS Setup die Systemeinstellungen konfiguriert und die Komponenten optimiert werden. Diagnosehilfe Mit der IDE Auto Detection, dem Power Management und der Plug & Play Verwaltung werden Arbeitsschritte automatisiert. System- BIOS Während der Computer eingeschaltet ist, stellt das System- BIOS eine Art Übersetzerfunktion dar. Ab den neueren Betriebssystemen wird diese Funktion nicht mehr in diesem Maße benötigt und dient nur noch zum Start des Rechners. Danach greift beispielsweise Windows NT auf die Hardware direkt zu.

5 Die BIOS Setup Optionen Beim Start der Rechners ist es möglich durch Tastendruck in das BIOS Setup zu gelangen. Meist sind dies die Tasten Del also Delete oder Entfernen und eine der Funktionstasten z.b. F2. In der zentralen Menüführung kann dann das System konfiguriert werden. Die Menüführung wird im laufenden am Beispiel eines Award- BIOS beschrieben. Standard CMOS Features: Das Standard CMOS Feature stellt die Ausgangskonfiguration des PC dar. Dabei können grundlegende Informationen in das BIOS eingetragen werden. Date: Time: dient zum Einstellen des Systemdatums. Programme, wie beispielsweise Windows beziehen daraus Ihre Datumseinstellungen. dient zum Einstellen der Systemzeit. Programme, wie beispielsweise Windows beziehen daraus Ihre Zeiteinstellungen. IDE Primary Master: IDE Primary Slave: IDE Secondary Master: IDE Secondary Slave: Alle am PC angeschlossenen IDE-Geräte, also Festplatten, CD- Rom, CD-Brenner werden hier eingestellt und können konfiguriert werden. IDE HDD Auto Detection: Das Gerät wird bei diesem Punkt automatisch erkannt und eingerichtet. Primary Master: Auto: aktiviert die Selbstkonfiguration. None: der gesamte Anschluss wird inaktiv gesetzt. Manual: Einstellungen können selbst vorgenommen werden. Access Mode: Einstellungsmöglichkeiten Auto, Normal, CHS, LBA, Large. Legen die Einstellungen beim Zugriff auf das IDE-Gerät fest. LBA muss z.b. bei Ultra/ATA Festplatten aktiviert sein, es empfiehlt sich hier die Einstellung Auto.

6 Drive A / Drive B: Floppy 3 Mode: Hier lässt sich die Speichergröße für das Diskettenlaufwerk festlegen (1.44 MB sollten genügen). Nichteuropäische Floppys können hier konfiguriert werden. Video: Die Einstellungen sind für die Grafikkarte gedacht (EGA/VGA). Alle anderen Einstellungen sind veraltet bzw. für alte Karten. Halt On: Legt fest, wann ein Systemstop bei Fehlern der Hauptplatine vorgenommen werden soll. Bei No Errors werden alle Fehler ignoriert, bei All führen alle Fehler zum Systemstop. Base Memory, Extended Memory, Total Memory: Ist für die einwandfreie Funktion der Ram-Bausteine verantwortlich, Einstellungen können nicht vorgenommen werden.

7 Advanced BIOS Features: Das Advanced BIOS Feature bietet Einstellungsmöglichkeiten die Einfluss auf die Systemleistung und die angeschlossenen Peripheriegeräte haben. Virus Warning: Untersucht den Bootsektor der Festplatte auf Viren und verhindert bei Alarm das Starten des Systems und damit einen weiteren Schaden. CPU Level 1 Cache: Der Level 1 Cache der CPU kann hier wahlweise ein- und ausgeschaltet werden. Auf jeden Fall sollte die Option aktiviert sein. CPU Level 2 Cache: Der Level 2 Cache der CPU kann hier wahlweise ein- und ausgeschaltet werden. Auf jeden Fall sollte die Option aktiviert sein. CPU L2 Cache ECC Check: Processor Nr. Feature: Fehler im Level 2 Cache werden eigenständig korrigiert. Für die Stabilität des Systems sollte hier enabled eingestellt sein. Die Einstellung ist für das Abfragen der CPU-ID verantwortlich. (Anonymität?) Quick Power On Self Test: Hier werden Systemtests durchgeführt (z.b. Ram-Speicher wird hochgezählt). Die Einstellung enabled bringt einen Geschwindigkeitsvorteil und kann durchaus aktiviert sein, disabled testet das System bei jedem Start und kann Fehler erkennen. First Boot Device Second Boot Device Third Boot Device: Swap Floppy Drive: Boot up Floppy Seek: Boot Up Num Lock: Typematic Rate Setting: Hier wird die Boot-Reihenfolge der angeschlossenen IDE- Geräte festgelegt. Bei aktiver Einstellung kann man ohne Umbau Drive A und Drive B tauschen. Die automatische Suche nach dem Diskettenlaufwerk kann hier aktiviert und deaktiviert werden. Spart vor allem Zeit. Wahlweise kann hier die Num Lock-Taste beim Booten automatisch aktiviert werden. Die Wiederholrate des Tastaturcursors kann hier ein- und ausgeschaltet werden. Typematic Rate (Chars/Sec): Typematic Delay (MSec): Einstellungen der Wiederholrate pro Sekunde können hier verändert werden. Die Verzögerung, bevor die Cursorwiederholung aktiv wird kann hier festgelegt werden.

8 Security Options: OS Select For DRAM > 64MB: Report No FDD For Win95: Delay IDE Initial: Der PC kann durch ein Passwort gesichert werden. Durch Setup kann man ungewollte Veränderungen am BIOS verhindern. Bei System wird vor dem Booten eine Passwortabfrage eingebaut. Ist das Betriebssystem OS/2 und der Arbeitsspeicher hat mehr als 64 MB RAM, muss die Funktion aktiviert werden. Bei der Konstellation von Windows 95 ohne Diskettenlaufwerk sollte hier enabled eingestellt sein. Hier kann eine Verzögerung vor dem Ansteuern eines IDE-Geräts eingestellt werden. Beim Nichterkennen von alten Festplatten kann man hier Abhilfe schaffen.

9 Advanced Chipset Features: Das Advanced Chipset Feature dient zur Steuerung der Zugriffsgeschwindigkeiten und Refreshzeiten der einzelnen Speicher. Die Konfiguration steht in Abhängigkeit des Speichers zur Prozessortaktfrequenz und steuert den Chipsatz. SDRAM CAS Latency Time: Stellt die CAS (Column Address Strobe) Latenzzeit ein. Diese Latenzzeit bestimmt, legt fest, wie lange der Chipsatz nach der Adressierung (Angabe einer Adresse die einen bestimmten Wert in einem Speicher bezeichnet) warten muss bis die Daten ausgelesen werde können. SDRAM Cycle Time (Tras/Trc): Hier stellt man die Anzahl der SDRAM-Takte pro Zugriffzyklus ein. SDRAM RAS To CAS Delay: SDRAM RAS Precharge Time: Legt die Zeit zwischen Schreiben und Lesen und dem Refresh-Signal für den Arbeitsspeicher fest, also wie lange der Chipsatz warten muss, bevor eine neue Adressierung erfolgen kann. Ebenfalls eine Verzögerungseinstellung für das Schreiben und Lesen des Speichers. System BIOS Cachable: Die Einstellungen des Bios werden hier in den Level 2 Cache des Prozessors geschrieben, was das System beim Booten beschleunigt. Video BIOS Cachable: Memory Hole at 15M-16M: CPU Latency Time: Delayed Transaction: AGP Aperature Size: AGP Data Transfer Rate: Das BIOS der Grafikkarte kann hier ebenfalls in den Level 2 Cache geschrieben werden (Performance). ISA Karten wird hier ein Speicherblock reserviert. Um die CPU-Leistung voll einsetzten zu können muss man hier enabled einstellen. Ebenfalls bei ISA Karten wird hier eine Synchronisation der Daten durchgeführt, was das System stabiler macht. Hier stellt man die Speicherbelegung/ bedarf der Grafikkarte ein. Bei guter Grafikperformance wird ca. die Hälfte des Speichers empfohlen. Die Übertragungsrate des AGP- Bussystems wird hier konfiguriert. 1x entspricht ungefähr 66 MHz. 4x sollte bei heutigen Karten eingestellt sein.

10 Integrated Peripherals: In diesem Menüpunkt kann man die Mainboardfunktionen und die Anschlüsse steuern, aktivieren und deaktivieren. Onboard IDE-1 Controller / Onboard IDE-2 Controller: Wahlweise kann man hier den IDE-Controller ausschalten, dies empfiehlt sich, wenn man ausschließlich SCSI-Geräte verwendet. Jedoch ist fast immer ein IDE oder ATAPI Gerät im System. Master Drive PIO Mode und Slave Drive PIO(eine ältere Möglichkeit des Datentransfers) Mode steht für Einstellungen am Master- bzw. Slave Kanal (Auto). Master Drive Ultra DMA und Slave Drive Ultra DMA aktiviert die DMA Funktion bei Festplatten. USB Controller: Init Display First: Dient zur Konfiguration der USB-Controllers des Chipsatzes. Man kann die Schnittstelle hier aktivieren und deaktivieren. USB Keyboard Support Via und USB Mouse Support Via steht hier dafür, ob die USB Unterstützung schon vom BIOS oder erst vom Betriebssystem gemanagt werden soll. Hier steuert BIOS, OB eine PCI oder eine AGP Grafikkarte beim Systemstart gebootet werden soll. Onboard AC97 Codec: IDE HDD Block Mode: Bei Onboard Komponenten, hier Audio und Modem, können hier deren Funktion ein- und ausgeschaltet werden. (AC97 Audio, AC97 Modem). Die Festlegung der Lese- und Schreibeblöcke der Festplatte je Sektor stellt man hier ein (heutige Festplatten). ATA100 RAID IDE Controller: Power On Funktion: Ist im Mainboard ein RAID- Controller integriert kann man ihn hier ansteuern. Wenn er nicht benötigt wird kann man einen IRQ einsparen. Hier kann man den PC auch durch die Tastatur oder Mouse hochfahren. KB Power On Password legt dabei fest, das ein Passwort vor dem Starten abgefragt wird und Hot Key Power On lässt den Start durch eine Tastenkombination zu.

11 Onboard FDC Controller: Onboard Serial Port 1 / 2: Onboard Parallel Port: PWRON After PWR-Fail: Regelt Ansteuerungen des Floppy-Laufwerks und sollte bei Diskettenlaufwerken im System aktiv sein. Die seriellen Schnittstellen (COM-Port) sind damit einund ausschaltbar. Die parallele Schnittstellen (Drucker) sind damit ein- und ausschaltbar. Bei einem Fehler mit der Stromversorgung schaltet sich das System wahlweise an bzw. aus.

12 Power-Management Setup: Das Power-Management Setup regelt die Strom und stromsparenden Einstellungen. Bei Wartezeiten, kann z.b. die Festplatte und der Monitor ausgeschaltet werden. ACPI Suspend Mode: ACPI ermöglicht den Informationsaustausch für das Power- Management zwischen BIOS und Betriebssystem. S1 (POS): Hier kann man den Sleep-Modus aktivieren (z.b. durch die Sleeptaste auf Keyboard). S3 (STR): Die Funktion Suspend To Ram wird hier aktiviert. Nur noch der RAM- Speicher werden mit Strom versorgt, alle anderen Komponenten werden abgeschalten. USB KB Wake Up For S3: Hier kann man per USB Keyboard den PC aus Suspend To Ram aufwecken. Power Management: Video Off Method: Suspend Type: Modem Use: Soft Off By PWR BTTN: Die Dauer bis zum obigen Suspend- Modus lässt sich hier einstellen. Bei Suspend Mode stellt man dann die Zeit ein und bei HDD Power Down, geht die Festplatte runter. Aktivierung des Suspend- Modus für den Monitor. Regelt den CPU- Suspend. Stop Grant bedeutet ganz aus und PWROn Suspend lässt sie weiterlaufen. Hier erfolgt die Einstellungen der IRQ- Belegung, wenn ein Modem angeschlossen ist. Bei längerem Betätigen des Einschaltknopfes wir hier festgelegt, ob eine Verzögerung vor dem Ausschalten eingestellt werden soll. Wake Up On PCI Card / LAN und Power On By Ring: Hier ist der PC durch das Netzwerk bzw. durch Modemanruf einschaltbar. CPU Thermal Throttling: Resume By Alarm: Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann man hier das System starten lassen.

13 Plug & Play- Setup: Im Plug & Play Setup kann man manuell Ressourcen für Erweiterungskarten belegen, den sogenannten Interrupts. PnP OS Installed: Force Update ESCD: Wenn das BIOS die IRQ (Interrupts) Verwaltung übernehmen soll wählt man hier No, bei Yes steuert das Betriebssystem die IRQ Belegung. Hier kann das BIOS die Einstellungen im System neu auslesen. Ressources Controlled By: Hier legt das BIOS die Adressierung des Speichers und die IRQ Konfigurationen fest. PCI / VGA Palette Snoop: Bios kann hier die Grafikkarteneinstellungen auslesen. Assign IRQ For VGA: Assign IRQ For USB: PIRQ_0 Use IRQ Nr, PIRQ_1 Use IRQ Nr, PIRQ_2 Use IRQ Nr, PIRQ_4 Use IRQ Nr: Der Grafikkarte wir ein IRQ zugeteilt. Dem USB Port wir ein IRQ zugeteilt. Steuert die Verteilung der IRQ für jeden PCI Steckplatz.

14 PC- Health Status: Beim PC- Health Status kann man die Temperatur des Prozessors und der anderen Komponenten überwachen und die Stromversorgung einsehen. CPU Fail Alarm Selectabel: CPU Warning Temperature: Hier kann der Lüfter der CPU überwacht werden. Bei Ausfall des Lüfters kann dann das System abgeschaltet werden (Auswahl=Anschlussart). Beim Überschreiten der ausgewählten CPU Temperatur wird ein Warnton ausgegeben. Auch Abschaltung ist manchmal möglich. Weitere Optionen: Load BIOS Defaults: Hier kann die Standardeinstellung des BIOS wieder hergestellt werden. Wurden Veränderungen vorgenommen, die sich nicht mehr nachvollziehen lassen und die Stabilität negativ beeinflussen, empfiehlt sich die Grundeinstellung zu wählen. Load Optimized Settings: Die vom Hersteller als optimal angesehenen Einstellungen können hier aufgerufen werden. Set Password: Man kann durch das Setzen eines Passwortes die Manipulation der BIOS- Einstellungen verhindern. Wenn kein Passwort gesetzt wird ist die Passwortabfrage inaktiv. Nur durch Löschen des CMOS Bausteins kann man bei vergessenem Passwort wieder ins BIOS gelangen. HDD Low Level Format: Hier kann man eine Formatierung auf niedrigster Ebene, eine Art Vorformatierung, durchführen. Danach erst kann ein Betriebssystem ein Format mit Verwaltungsstrukturen anlegen. Die heutigen Platten benötigen diese Formatierung nicht mehr. Durch die diversen Anbieter und Versionen und unter dem Hintergrund, dass jedes BIOS auf das jeweilige Mainboard abgestimmt und sogar vom Hersteller des Rechners noch gewünschte Einstellungen enthält, weichen die Konfigurationspunkte ab oder es stehen zusätzliche Möglichkeiten zur Verfügung.

15 Quellenangaben: Nickles BIOS Guide BIOS- Grundlagen von Bernd Funke BIOS- Kompendium 5.4 PC- Lexikon 2001/2002 bereitgestellte BIOS- Infosammlung von Klassenlehrer von Detten E1IT1 diverse Online- Artikel und Hilfen PC Welt und Chip BIOS- Referat by Christian Schneider all rights reserved