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什么是系统调用?它与一般的过程作用区别

发布时间:2019-07-22 21:56 来源:未知 编辑:admin

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  计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。

  BIOS是英文Basic Input Output System的缩略语,直译过来后中文名称就是基本输入输出系统。它的全称应该是ROM-BIOS,意思是只读存储器基本输入输出系统。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。有人认为既然BIOS是程序,那它就应该是属于软件,感觉就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不这么认为,因为它与一般的软件还是有一些区别,而且它与硬件的联系也是相当地紧密。形象地说,BIOS应该是连接软件程序与硬件设备的一座桥梁,负责解决硬件的即时要求。一块主板性能优越与否,很大程度上就取决于BIOS程序的管理功能是否合理、先进。主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片,一般它是一块32针的双列直插式的集成电路,上面印有BIOS字样。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失),不能随便撕下。586以后的ROM BIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对EEPROM进行重写,方便地实现BIOS升级。常见的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等,在芯片上都能见到厂商的标记。

  1.自检及初始化:开机后BIOS最先被启动,然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现问题,分两种情况处理:严重故障停机,不给出任何提示或信号;非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号,等待用户处理。如果未发现问题,则将硬件设置为备用状态,然后启动操作系统,把对电脑的控制权交给用户。

  2.程序服务:BIOS直接与计算机的I/O(Input/Output,即输入/输出)设备打交道,通过特定的数据端口发出命令,传送或接收各种外部设备的数据,实现软件程序对硬件的直接操作。

  3.设定中断:开机时,BIOS会告诉CPU各硬件设备的中断号,当用户发出使用某个设备的指令后,CPU就根据中断号使用相应的硬件完成工作,再根据中断号跳回原来的工作。

  从上面的描述可以看出:BIOS可以算是计算机启动和操作的基石,一块主板或者说一台计算机性能优越与否,从很大程度上取决于板上的BIOS管理功能是否先进。大家在使用Windows 95/98中常会碰到很多奇怪的问题,诸如安装一半死机或使用中经常死机;Windows 95/98只能工作在安全模式;声卡解压卡显示卡发生冲突;CD-ROM挂不上;不能正常运行一些在DOS、Windows 3.x下运行得很好的程序等等。事实上这些问题在很大程度上与BIOS设置密切相关。换句话说,你的BIOS根本无法识别某些新硬件或对现行操作系统的支持不够完善。在这种情况下,就只有重新设置BIOS或者对BIOS进行升级才能解决问题。另外,如果你想提高启动速度,也需要对BIOS进行一些调整才能达到目的,比如调整硬件启动顺序、减少启动时的检测项目等等。

  BIOS是一组设置硬件的电脑程序,保存在主板上的一块ROM芯片中。而CMOS通常读作C-mo-se(中文发音“瑟模室”),是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片,用来保存当前系统的硬件配置情况和用户对某些参数的设定。CMOS芯片由主板上的充电电池供电,即使系统断电,参数也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能,而对CMOS中各项参数的修改要通过BIOS的设定程序来实现。

  BIOS(Basic Input / Output System)——基本输入输出系统,通常是固化在只读存储器(ROM)中,所以又称为ROM-BIOS。它直接对计算机系统中的输入输出设备进行设备级、硬件级的控制,是连接软件程序和硬件设备之间的枢纽。ROM-BIOS是计算机系统中用来提供最低级、最直接的硬件控制的程序。计算机技术发展到今天,出现了各种各样新技术,许多技术的软件部分是借助于BIOS来管理实现的。如PnP技术(Plug and Play—即插即用技术),就是在BIOS中加上PnP模块实现的。又如热插拔技术,也是由系统BIOS将热插拔信息传送给BIOS中的配置管理程序,并由该程序进行重新配置(如:中断、DMA通道等分配)。事实上热插拔技术也属于PnP技术。

  讲到BIOS的工作原理,我们先来介绍一下BIOS系统的两类载体:EPROM和EEPROM的相关知识。EPROM——可擦除可编程只读存储器,从外观上可以看见,在芯片的中央有一个透明的小窗口,紫外线光即是通过这个小窗口将芯片上保存的信息擦除掉的,因为在日光和荧光中都含有紫外线,因此,我们通常用一块不透明的标签将已保存了信息的EPROM芯片的紫外线窗口封住。当然,写入EPROM芯片时,我们首先必须先用紫外线擦除器将EPROM中的信息清除掉,使它变为空的芯片后才能进行写操作,应该说明的是这里“空芯片”的“空”并非我们通常意义上的“空白”,而是此时芯片内部变为全“1”信息,因此,芯片的写入原理实际上是将指定位置上的“1”改为“0”。到这里,有的朋友一定想问:既然日光和荧光均含有紫外线,为什么我们不让EPROM芯片在这些光线下暴露一段时间来擦除呢?要知道,完全擦除一块EPROM中的内容,在日光下至少要一周,在室内荧光下至少要三年了!而且随着芯片容量的增大,时间也得相应拉长。EEPROM是电可擦除可编程只读存储器。在平常情况下,EEPROM与EPROM一样是只读的,需要写入时,在指定的引脚加上一个高电压即可写入或擦除,而且其擦除的速度极快!通常EEPROM芯片又分为串行EEPROM和并行EEPROM两种,串行EEPROM在读写时数据的输入/输出是通过2线线或SPI总线等接口方式进行的,而并行EEPROM的数据输入/输出则是通过并行总线进行的。另外还有一种EEPROM即是我们现在主板上常见到的FLASH ROM——闪速存储器,其读写速度更快,更可靠,而且可以用单电压进行读写和编程,为便携式设备的在线操作提供了极大的便利,也因此广泛应用 扑慊靼迳稀?br 通常,486以及486档次以下电脑的BIOS芯片基本上均是EPROM芯片,而586以及PⅡ、PⅢ档次的BIOS芯片基本上均是EEPROM。另外我们也可以从BIOS芯片上的型号来识别:像27C010、27C512等以“27”打头的芯片均是EPROM,而28C010、29C010、29C020、29C040等,均为EEPROM,其中28C010是128K×8,即1M比特并行EEPROM,29C010是128K×8(1M比特)、29C020是256K×8(2M比特)、29C040是512K×8(4M比特)的FLASH ROM。串行EEPROM在计算机主板上较少见,而提供这些芯片的厂家多为MX、WINBOND、ATMEL等厂家。应注意的是:不同厂家生产的芯片命名方式不同。以上介绍的芯片是以ATMEL公司的产品为例。

  下面我们以当前最常见的AT29C020为例,介绍一下BIOS的工作原理和程序的烧录过程。

  AT29C020是ATMEL公司生产的256K×8的FLASH ROM芯片,采用单5V供电,由于AT29C020的容量为256K×8,所以需要18根地址线位双向数据线,另外图中还有几个用于控制芯片工作状态的引脚。“”引脚是控制芯片写入的使能端,“”引脚是控制芯片输出数据的使能端,这两个引脚控制芯片在选中后的工作状态,“”引脚为芯片的片选端。当处理器需要对该芯片进行读写操作时,首先必须选中该芯片,即在“”端送出低电平,然后,再根据是读指令还是写指令,而将相应的“”引脚或”引脚拉至低电平,同时处理器要通过A0~A17地址线送出待读取或写入芯片指定的存储单元的地址,AT29C020芯片就将该存储单元中的数据读出到数据线上或者将数据线上的数据写入到指定的存储单元中,从而就完成了一次读或写操作。

  当上电后,计算机即从BIOS芯片中读取出指令代码进行系统硬件的自检(含BIOS程序完整性检验、RAM可读写性检验、进行CPU、DMA控制器等部件测试)。对PnP设备进行检测和确认,然后依次从各个PnP部件上读出相应部件正常工作所需的系统资源数据等配置信息。BIOS中的PnP模块试图建立不冲突的资源分配表,使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之后,系统要将所有的配置数据即ESCD——Extended System Config Data写入BIOS中,这就是为什么我们在开机时看到主机启动进入Windows前出现一系列检测:配置内存、硬盘、光驱、声卡等,而后出现的“UPDATE ESCD..SUCCESSED”等提示信息。所有这些检测完成后,BIOS将系统控制权移交给系统的引导模块,由它完成操作系统的装入。

  第一代BIOS技术通常见于586以及现在的大部分440LX、440BX、i810等芯片组的主板上,这些主板通常只有一块BIOS芯片,而且基本上均采用EEPROM芯片,因此在给予电脑爱好者提供便利的BIOS升级、提升主板性能、充分发挥主板潜力的大好机遇的同时,也给CIH之类的病毒造成了可乘之机。病毒通过程序指令给BIOS芯片加上编程电压,然后向BIOS芯片写入一大堆乱码,从而达到破坏主机引导、瘫痪系统之目的。1999年的4月26日,想必许多人至今还刻骨铭心。于是厂家集思广益迅速推出了第二代双BIOS技术,以技嘉科技推出的DUALBIOS技术最早也最为出名,其原理是在计算机主板上安排了两个BIOS芯片,一块为Master BIOS,另一块为Slave BIOS。两块BIOS中的内容完全一样,Slave BIOS只是提供简单的备份功能,每次系统启动,Slave BIOS就会主动检查Master BIOS的完整性,若发现主BIOS内容有损坏,立即用备份BIOS重写主BIOS,一旦重写失败,则直接从备份BIOS启动。微星公司的SAFEBIOS技术原理也一样,但其配备了一片容量为普通BIOS芯片容量两倍的4MB Flash ROM作为BIOS芯片,平均划分为两个独立的区域,并且这两个区域的BIOS均可启动系统。近来一些厂家又提出了更为先进实用的双BIOS技术,像承启科技提出TWIN BIOS技术,其与DUAL BIOS技术所不同的是,TWIN BIOS技术中两块BIOS可以按完全不同配置进行配置,两块BIOS芯片地位完全对等,无主从之分,可以在开机时通过键盘按键选择从哪一块BIOS芯片上启动,这样大大地提高了另一片BIOS芯片的利用率,又能在一台电脑上实现按不同系统环境进行不同系统配置的要求。如可实现中文Windows与英文/日文Windows共存等,而不需用System Conmand等软件来实现复杂的多重启动来引导,从而使双BIOS技术从单一的系统安全保护作用跃升为兼备独立配置系统硬件设备的强大功能。随着科技的发展,可以预见不久的将来BIOS芯片的容量将会越来越大,提供给我们设置和监视系统的功能也将越来越大,当然也会越来越方便。

  1.自检及初始化:开机后BIOS最先被启动,然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现问题,分两种情况处理:严重故障停机,不给出任何提示或信号;非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号,等待用户处理。如果未发现问题,则将硬件设置为备用状态,然后启动操作系统,把对电脑的控制权交给用户。

  2.程序服务:BIOS直接与计算机的I/O(Input/Output,即输入/输出)设备打交道,通过特定的数据端口发出命令,传送或接收各种外部设备的数据,实现软件程序对硬件的直接操作。

  3.设定中断:开机时,BIOS会告诉CPU各硬件设备的中断号,当用户发出使用某个设备的指令后,CPU就根据中断号使用相应的硬件完成工作,再根据中断号跳回原来的工作。

  从上面的描述可以看出:BIOS可以算是计算机启动和操作的基石,一块主板或者说一台计算机性能优越与否,从很大程度上取决于板上的BIOS管理功能是否先进。大家在使用Windows 95/98中常会碰到很多奇怪的问题,诸如安装一半死机或使用中经常死机;Windows 95/98只能工作在安全模式;声卡解压卡显示卡发生冲突;CD-ROM挂不上;不能正常运行一些在DOS、Windows 3.x下运行得很好的程序等等。事实上这些问题在很大程度上与BIOS设置密切相关。换句话说,你的BIOS根本无法识别某些新硬件或对现行操作系统的支持不够完善。在这种情况下,就只有重新设置BIOS或者对BIOS进行升级才能解决问题。另外,如果你想提高启动速度,也需要对BIOS进行一些调整才能达到目的,比如调整硬件启动顺序、减少启动时的检测项目等等。

  BIOS是一组设置硬件的电脑程序,保存在主板上的一块ROM芯片中。而CMOS通常读作C-mo-se(中文发音“瑟模室”),是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片,用来保存当前系统的硬件配置情况和用户对某些参数的设定。CMOS芯片由主板上的充电电池供电,即使系统断电,参数也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能,而对CMOS中各项参数的修改要通过BIOS的设定程序来实现。

  CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指微机主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了微机系统的实时钟信息和硬件配置信息等,共计128个字节。系统在加电引导机器时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源和后备电池来供电,系统掉电后其信息不会丢失。 BIOS是基本输入输出系统的缩写,指集成在主板上的一个ROM芯片,其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统开机自检程序等。它负责开机时,对系统各项硬件进行初始化设置和测试,以保证系统能够正常工作。 由于CMOS与BIOS都跟微机系统设置密切相关,所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。CMOS RAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法,也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。

  常常听到计算机高手或者非高手说“口令忘啦?给CMOS放电吧。”,这到底是什么意思呢?

  如果你在计算机中设置了进入口令,而你又碰巧忘记了这个口令,你将无法进入计算机。不过还好,口令是存储在CMOS中的,而CMOS必须有电才能保持其中的数据。所以,我们可以通过对CMOS 的放电操作使计算机“放弃”对口令的要求。具体操作如下:

  打开机箱,找到主板上的电池,将其与主板的连接断开(就是取下电池喽),此时CMOS将因断电而失去内部储存的一切信息。再将电池接通,合上机箱开机,由于CMOS已是一片空白,它将不再要求你输入密码,此时进入BIOS设置程序,选择主菜单中的“LOAD BIOS DEFAULT”(装入BIOS缺省值)或“LOAD SETUP DEFAULT”(装入设置程序缺省值)即可,前者以最安全的方式启动计算机,后者能使你的计算机发挥出较高的性能。

  接通微机的电源,系统将执行一个自我检查的例行程序。这是BIOS功能的一部分,通常称为POST——上电自检(Power On Self Test)。完整的POST自检包括对CPU、系统主板、基本的640KB内存、1MB以上的扩展内存、系统ROM BIOS的测试;CMOS中系统配置的校验;初始化视频控制器,测试视频内存、检验视频信号和同步信号,对CRT接口进行测试;对键盘、软驱、硬盘及CD-ROM子系统作检查;对并行口(打印机)和串行口(RS232)进行检查。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。当自检完成后,系统转入BIOS的下一步骤:从A驱、C驱或CD-ROM以及网络服务器上寻找操作系统进行启动,然后将控制权交给操作系统。

  BIOS,(Basic Input/output system)即基本输入/输出系统。它实际上是被固化到计算机中的一组程序,为计算机 提供最低级的、最直接的硬件控制。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序) ,负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。程序员可以通过对INT 5、INT 13等中断的访问直接调用BIOS中断例程。

  BIOS是固化在主板上的ROM芯片,而系统设置程序,微机部件配置情况是则是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的,它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息,关机后,系统通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。当微机接通电源后,系统将有一个对内部各个设备进行检查的过程,这是由一个通常称之为POST(Power On Self Test,上电自 检)的程序来完成的。这也是BIOS的一个功能。完整的POST自检将包括CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、 CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。自检中若发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。在完成POST自检后,ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,由引导记录完成系统的启动。

  目前市场上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失),不能随便撕下。 586以后的ROM BIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对EEPROM进行重写,方便地实现BIOS升级,这就是我们常说的BIOS升级。

  CMOS,(是指互补金属氧化物半导体——一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料)是微机主板上的一块可读写的RAM芯 片,用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。CMOS可由主板的电池供电,即使系统掉电,信息也不会丢失。 CMOS RAM本身只是一块存储器,只有数据保存功能,而对CMOS中各项参数的设定要通过专门的程序。早期的CMOS设置程序驻留 在软盘上的(如IBM的PC/AT机型),使用很不方便。现在多数厂家将CMOS设置程序做到了BIOS芯片中,在开机时通过特定的按键 就可进入CMOS设置程序方便地对系统进行设置,因此CMOS设置又被叫做BIOS设置。 早期的CMOS是一块单独的芯片MC146818A(DIP封装),共有64个字节存放系统信息,见CMOS配置数据表。386以后的微机一般将 MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中(如82C206,PQFP封装),最新的一些586主板上更是将CMOS与系统实时时钟和后备电池集 成到一块叫做DALLDA DS1287的芯片中。随着微机的发展、可设置参数的增多,现在的CMOS RAM一般都有128字节及至256字节 的容量。为保持兼容性,各BIOS厂商都将自己的BIOS中关于CMOS RAM的前64字节内容的设置统一与MC146818A的CMOS RAM格式 一致,而在扩展出来的部分加入自己的特殊设置,所以不同厂家的BIOS芯片一般不能互换,即使是能互换的,互换后也要对 CMOS信息重新设置以确保系统正常运行.

  系统开机启动 BIOS,即微机的基本输入输出系统(Basic Input-Output System),是集成在主板上的一个ROM芯片,其中保存有微机系统 最重要的基本输入/输出程序、系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动自举程序。在主板上可以看到BIOS ROM芯片, 请参见微机主板图。一块主板性能优越与否,很大程度上取决于板上的BIOS管理功能是否先进。

  一、BIOS中断例程 即BIOS中断服务程序。它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口,用于程序软件功能与微机硬件实现的衍接。 DOS/Windows操作系统对软、硬盘、光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的基础上。程序员也可以通过 对INT 5、INT 13等中断的访问直接调用BIOS中断例程。

  二、BIOS系统设置程序 微机部件配置情况是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的,它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息。 关机后,系统通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。如果CMOS中关于微机的配置信息不正确,会导致系统性能降 低、零部件不能识别,并由此引发一系统的软硬件故障。在BIOS ROM芯片中装有一个程序称为“系统设置程序”,就是用来 设置CMOS RAM中的参数的。这个程序一般在开机时按下一个或一组键即可进入,它提供了良好的界面供用户使用。这个设置 CMOS参数的过程,习惯上也称为“BIOS设置”。新购的微机或新增了部件的系统,都需进行BIOS设置。

  三、POST上电自检 微机接通电源后,系统将有一个对内部各个设备进行检查的过程,这是由一个通常称之为POST(Power On Self Test,上电自 检)的程序来完成的。这也是BIOS的一个功能。完整的POST自检将包括CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、 CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。自检中若发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。

  四、BIOS系统启动自举程序 在完成POST自检后,ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,由引导记录完成系统的启动。

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