Драконоведение. Тестовое аппаратное обеспечение и настройки BIOS

Аппаратное обеспечение. Материнская плата, BIOS

Матер. плата– осн. компонент ПК, ее называют главной или системной платой. Мат. плата управляет внутренними связями и с пом. системы прерываний взаимодействует с внеш. устройствами. Система прерываний обеспечивает немедленную реакцию комп-ра на запрос пользователя. Материнская плата (системная) представляет собой печатную плату, на которой расположены контроллеры и соединители и на которую устанавливаются другие системные компоненты.

На мат. плате расположены осн. элементы: процессор, память, видеоадаптер, звуковая и сетевая карты, линии соединения.

Контроллеры– устройство ввода и вывода информации, имеющее механический принцип действия. Чтобы освободить процессор от простоя при ожидании окончания работы таких устройств, в компьютер вставляются специализированные микропроцессоры-контроллеры (от англ. controller — управляющий). Получив от центрального процессора компьютера команду на вывод информации, контроллер самостоятельно управляет работой внешнего устройства.

Материнская плата управляет внутренними связями компьютера и с помощью системы прерываний взаимодействует с внешним устройством. При выборе материнской платы необходимо учитывать ФОРМ-ФАКТОР- стандарт определяющий размер материнской платы, место ее крепления к корпусу, расположения на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъемов для оперативной памяти. Наиб распростр ATX, mini ATX, BTX. Большой размер платы(BTX) позволяет производителям интегрировать на нее много функций, разъемов. Небольшой размер ограничивает потенциал для расширения.

BIOS — Базовая система ввода-вывода (“встроена” в материнскую плату компьютера). Включает в себя обширный набор программ ввода-вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами, как самого компьютера, так и подключенными к нему.

BIOS содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания. Тестируются основные компоненты, такие как процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Если при включении питания компьютера возникают проблемы, BIOS сообщит об этом звуковыми сигналами.

BIOS позволяет производить загрузку ОС через интерфейсы, изначально для этого не предназначенные, например, USB и IEEE 1394. Также возможна загрузка по сети.

Место для хранения системы BIOS — флэш-память. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять дополнительные функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

BIOS содержит множество настроек, изменение которых может повысить быстродействие компьютерной системы в целом. Настройка BIOS вызывается нажатием клавиши DEL при начальной загрузке компьютера.

Процессор

Основным устройством ПЭВМ является процессор, кот. обеспечивает выполнение различных операций, содержащихся в программе. Процессор характеризуется: а) тактовой частотой, которая выражается в МГц. За 1 с компьютер выполняет столько млн. элементарных операций, сколько в процессоре МГц; б) разрядностью, т.е. кол-вом двоичных разрядов, кот. процессор обрабатывает за один такт. Чем больше тактовая частота и разрядность, тем выше производительность процессора.

Степень интеграции микросхемы – кол-во транзисторов на единице площади.

Внутренняя разрядность данных – кол-во бит, которое процессор обрабатывает за 1 этап (сегодня 64)

Внешняя разрядность данных – кол-во данных, Которыми процессор может обменяться с устройствами по системной шине. Разрядность процессора определяется внутренней разрядностью.

Тактовая частота – сколько элементарных операций может выполнить процессор в секунду (ГГц). Увеличение тактовой частоты системной шины дает больше положительный эффект, чем у процессора. Когда говорят о тактовой частоте системы имеют ввиду системную шину, т.к. тактовая частота основных компонентов кратна тактовой частоте системной шины.

Кол-во ядер – кол-во основных элементов процессора, выполняющее команды (сегодня 4)

Объем кэш памяти

Адресация памяти – процессор находится в постоянном контакте с ОЗУ, где временно хранятся данные. Ширина адресной шины определяет кол-во ячеек, где может образоваться процессор для чтения или записи (V=64 Гб)

Системная шина. Хар-ки шины

Системная шина — главная магистраль, по которой происходят обмен информацией внутри компьютера и связь компьютера с периферийными устройствами.

Различают следующие шины: шину данных, шину адресов и шину управления.

Шина передачи данных обеспечивает: запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылку данных на устройства вывода. Данные по шине данных могут передаваться как от процессора к какому-либо устройству, так и в обратную сторону, т. е. шина данных является двунаправленной.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного устройства, а для ОЗУ — код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине, сигналы передаются в одном направлении.

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией, и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.

Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса. Под интерфейсом понимают совокупность различных характеристик какого-либо периферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором.

Чтобы устройства, входящие в состав компьютера, могли взаимодействовать с центральным процессором, в IBM-совместимых компьютерах предусмотрена система прерываний (Interrupts). Система прерываний позволяет компьютеру приостановить текущее действие и переключиться на другие в ответ на поступивший запрос, например, на нажатие клавиши на клавиатуре. Ведь с одной стороны, желательно, чтобы компьютер был занят возложенной на него работой, а с другой — необходима его мгновенная реакция на любой требующий внимания запрос. Прерывания обеспечивают немедленную реакцию системы.

1. разрядность (ширина) шины – определяется кол-вом данных, параллельно проходящих через нее

2. Тактовая частота – кол-во данных передаваемых за 1 такт.

3. пропускная способность шины– опред-ся кол-вом бит информации, передаваемых по шине за секунду. (3=2*1)

1. ISA (Промышленная стандартная архитектура) самая старая в системе шин. Бывают 8 и 16 разрядные. Данные по такой шине не могли передаваться с той же скоростью, с какой их обрабатывал процессор.

2. Шина USB-последовательный интерфейс передачи данных. В настоящее время действуют USB стандарта 2,0, кот. предоставляет 3 скорости работы(низкую=10-1500 Кбит/с, среднюю=0,5-1,2 Мбит/с и высокую=25-480 Мбит/с – видео устройство с накопителем информации)

Память

Аппаратное обеспечение включает в себя все физические части компьютера (ЭВМ), но не включает информацию (данные), кот. он хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет: материнская плата, системная шина, память, микропроцессор, накопители информации, видеоподсистема, аудиоподсистема, устройства ввода, устройства вывода, устройства связи. Производительность ПК зависит от памяти, с которой она работает. Память – внутренняя память компьютера, кот классифицируется:

1)ОЗУ (RAM) – оперативное запоминающее устройство. Предназначена для хранения данных команд, необходимых процессору для выполнения операций. Данные процессору передаются либо непосредственно, либо через кэш-память. ОЗУ является энергозависимым.

2)ПЗУ (ROM) – постоянное запоминающее устройство. Энергетически независимая память для хранения информации длительное время. Существует несколько разновидностей ПЗУ:

а) ROM изготовлен фабричным методом. В дальнейшем изменить данные нет возм.сти.

b) PROM – программируемые ПЗУ. На данную микросхему памяти данные м.б.только один раз. Данные записываются с помощью специального устройства.

c) EPROM – перепрограммируемые ПЗУ. Специальный тип памяти PROM, данные с которой м.б.удалены с помощью УФ.

d) EEPROM – электрическое стираемое перепрограммируемое ПЗУ.

Данные м.б.удалены несколько десятков тысяч раз с помощью эл заряда. Спец тип – флэш-память. Разница м/у флэш и EEPROM в том, что EEPROM способен считывать или записывать данные побайтно, а флэш-память – блоками, т. е. флэш более быстрая. Предназначена для хранения информации и/или переноса м/у мобильными устройствами и ПК. Для исполнения программы на ПК в моменты программирования и стирания флэш-памяти требуется ОЗУ. Подобно ОЗУ, флэш-память модифицируется электрически внутрисистемно, но подобно ПЗУ, flash-память энергонезависима и хранит данные даже после отключения питания. Наибольшее распространение получили карты памяти и тип Boot Block. Flash-память типа Boot Block служит для хранения обновляемых программ и данных в сотовых телефонах (SIM-карта), модемах, BIOS-ах, системы управления автомобильными двигателями и т. п.

BIOS содержит множество настроек, кот. позволяют повысить не только быстродействие, но и его безопасность.

· Cashe-память (Кэш-память) – сверхоперативная память (СОЗУ), является буфером м/у ОЗУ и процессором (несколькими процессорами) и другими абонентами системной шины. В основе кэширования лежит правило 80:20. Это означает, что около 20% предложений и данных при вычислении исп только около 80% машинного времени. Для того, чтобы знабжать процессор наиболее востребованными командами и используют кэш-память

· Характеристики памяти.

1. Тип памяти. Обозначает статическая (SRAM – Static RAM) она или динамическая (DRAM – Dynamic RAM).
статическую память исп в качестве кэш-памяти. Ячейки статической памяти имеют малое время срабатывания, микросхемы на их основе имеют низкую удельную плотность данных и высокое энергопотребление. Поэтому статическая память используется в основном в качестве буферной (кэш-память).
динамическая память. Ячейки динамической памяти имеют большее время срабатывания, но большую удельную плотность и меньшее энергопотребление. Динамическая память используется в качестве основной.

2. Объем памяти. Показывает общую емкость микросхемы. Измеряется в Мб.

3. Структура памяти. Обозначает кол-во ячеек памяти и разрядность каждой ячейки. Разрядность памяти – это кол-во байт (или бит), с которыми операция чтения или записи м.б. выполнена одновременно. Разрядность основной памяти обычно согласуется с разрядностью внешней шины процессора.

4. Время доступа (время такта для синхронных устройств). Характеризует скорость работы микросхемы и обычно указывается в наносекундах (нс) через тире в конце наименования

5. Корпуса и форм-факторы микросхем памяти.

Printer Memory – 100pin DIMM – специальная память, предназначенная для принтеров. Имеет вырез (ключ) “со смещением”, ответственным за контроль рабочего напряжения (3,3 вольт).

Память бывает основная и внешняя. Основная память состоит из двух компонентов: постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (RAM или ОЗУ). Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) также бывают разных типов.

Как работать с BIOS и UEFI компьютера или ноутбука

Большинство пользователей компьютеров и ноутбуков знают о существовании BIOS или UEFI, но заходить в них и менять какие-либо настройки им просто нет нужды. Но рано или поздно может возникнуть ситуация, когда это придется сделать. Давайте разберемся, как входить в BIOS и какие его параметры нужно уметь менять начинающим пользователям.

Как зайти в BIOS компьютера или ноутбука?

Для простоты чтения в блоге под BIOS иногда будет подразумеваться и UEFI.

Первая проблема, с которой можно столкнуться — это сам вход в BIOS. На большинстве стационарных компьютеров это сделать легко, нажав кнопку Delete при включении. Иногда пользователи сталкиваются с тем, что не успевают нажать клавишу вовремя. Чтобы гарантированно войти в BIOS, нужно нажимать кнопку Delete циклически, несколько раз в секунду, пока компьютер включается.

А вот с ноутбуками ситуация уже сложнее. По нажатию на кнопку Delete не всякий ноутбук войдет в BIOS, обычно надо нажимать F2.

Некоторые модели могут потребовать нажатия F1, F3 или F10. А старые или редкие модели ноутбуков Dell или Lenovo иногда требуют совсем редкие клавиатурные сочетания — Ctrl+Alt+Enter, Ctrl+Alt+F3 или Ctrl+Alt+Ins.

Многие клавиатуры ноутбуков не имеют отдельных F-кнопок, поэтому нужно будет нажимать дополнительную кнопку Fn. Например, Fn+F2.

Модели SONY VAIO имеют специальную кнопку ASSIST, с помощью которой можно войти в BIOS.

Иногда подобная кнопка имеется и на ноутбуках Lenovo.

Обычно подсказка по кнопкам будет видна при загрузке, внизу экрана, но очень непродолжительное время.

Если вам не удается зайти в BIOS на ноутбуке по сочетанию Fn+F2, то начнется загрузка операционной системы, которая в случае устаревшего железа может занять одну-две минуты, и ждать возможности перезагрузки ноутбука бывает очень утомительно.

Поэтому проще поступать так: нажимаете Fn+F2 и, если вход в BIOS не произошел, быстро нажимаете сочетания кнопок Ctrl+Alt+Del и пробуете еще раз или другое сочетание кнопок. Лучше заранее почитать руководство по эксплуатации ноутбука, если оно имеется, или скачать его из интернета.

Однако бывают ситуации, когда и интернета под рукой нет, а ноутбук очень экзотический, и подсказка по сочетаниям клавиш появляется на долю секунды. В таком случае выручит смартфон — включайте запись видео экрана ноутбука при загрузке и потом рассмотрите подсказку по клавишам на видео, поставленном на паузу.

Вообще, смартфон часто выручает и опытных пользователей при работе с BIOS, ведь им очень удобно сфотографировать настройки, которые трудно запомнить.

Виды интерфейса BIOS и UEFI, поддержка мыши в современных системах

Итак, мы вошли в BIOS, и нас встречает его главный экран, который выглядит по-разному в зависимости от производителя и возраста материнской платы компьютера или ноутбука.

Один из самых старых видов BIOS — это AMI BIOS от разработчика American Megatrends inc. Он начал массово распространяться еще в 90-х, но встретить его можно и сейчас на технике конца нулевых годов.

Более массовый и знакомый многим BIOS от Award имеет привычный синий экран с желтыми символами.

Phoenix-Award BIOS более похож по цветам на AMI BIOS и часто используется в ноутбуках.

Обычные виды BIOS уже давно не отвечали новым требованиям рынка ПК, имели мало возможностей и постепенно их заменяет интерфейс UEFI (Unified Extensible Firmware Interface).

Если ваш компьютер куплен в 2010-х годах, то скорее всего на нем уже стоит UEFI.
Интерфейс UEFI является графическим, имеет поддержку мыши и нескольких языков. По сути, это небольшая операционная система с множеством функций, которых не было в BIOS.

Итак, мы разобрались с тем, как войти в BIOS и с тем, как он будет выглядеть на большинстве систем. Теперь давайте рассмотрим функции, изменять которые может понадобиться начинающему пользователю компьютера или ноутбука.

Выбор устройства загрузки в BIOS

Первое и самое частое, что приходится делать пользователям — это менять устройство, с которого будет загружаться компьютер. Например, нужно выбрать флешку с которой будет устанавливаться Windows. Или при покупке нового SSD нужно установить загрузку с него, а не со старого HDD.

Однократно выбрать устройство загрузки при установке Windows будет удобнее горячей клавишей. В таблице в начале блога есть списки кнопок, которыми можно зайти в «Меню загрузки» (Boot menu) при старте компьютера. Обычно это F8, F11 или F12.

Но не только для установки Windows может потребоваться загрузка с флеш-накопителя. Иногда компьютер настолько плохо работает из-за заражения вирусами, что лечение от них в операционной системе невозможно.

В таком случае на помощь придет загрузочная флешка с антивирусом. Создать такую флешку предлагают все ведущие разработчики антивирусных программ, например, Kaspersky или Dr.Web.

Если же вы добавили новый накопитель в компьютер, и нужно, чтобы он загружался с него, придется зайти в BIOS и изменить настройки.

Покажем это на примере компьютера с материнской платой MSI B450-A PRO MAX с графическим интерфейсом. На других моделях плат настройки будут похожими.

При входе в UEFI MSI B450-A PRO MAX мы попадаем в так называемое EZ Mode меню, где настройки рассчитаны на начинающего пользователя.

Вкладка Storage покажет, какие диски и к каким SATA-портам материнской платы подключены.

Панель Boot Priority показывает иконки накопителей, порядок загрузки которых можно менять перетаскиванием.

Однако у меня эта панель показывает только один из трех дисков, поэтому мне придется переключиться в Advanced Mode нажатием кнопки F7 или выбрать его мышью в верхней части экрана.

Advanced Mode предлагает уже заметно больше настроек. И что особенно удобно, они логически выстроены. Я перехожу в раздел Settings и в подраздел Boot.

Далее в Hard Disk Drive BBS Priorities.

И в строке Boot Option #1 выбираю SSD, с которого будет загружаться Windows.

Отключаем встроенную аудиокарту в BIOS

Все чаще в компьютеры ставят качественную дискретную звуковую карту, при этом встроенную надо отключить. Делается это просто, заходим в меню Settings и подраздел AdvancedIntegrated Peripherals.

HD Audio Controller переводим в режим Disabled.

Автоматическое включение компьютера при подаче электричества

Многим пользователям будет удобно настроить включение компьютера при наличии электропитания в его розетке. Это удобно тем, что, включив удлинитель питания кнопкой, у вас автоматически включится ПК вместе с монитором и периферией. И кнопку Power на системном блоке нажимать не придется.

Для этого идем в раздел Settings и подраздел Advanced. Далее — в подраздел Power Management Setup.

И параметр Restore after AC Power Loss переводим в значение Power On.

Устанавливаем пароль на BIOS

Если вы нуждаетесь в более надежной защите от проникновения посторонних в компьютер, чем просто пароль при входе в Windows, то желательно установить пароль и в BIOS.

Его можно установить в разделе Settings и подразделе Security.

Пароль нужно ввести в поле Administrator Password. Постарайтесь не забыть пароль, иначе придется делать сброс настроек BIOS.

Настраиваем обороты вентиляторов ПК

Бывают такие случаи, когда охлаждение компьютера избыточно и слишком шумно. Исправить это можно в настройках UEFI, в подразделе Fan Info.

В моем случае в эти настройки удобно попасть из EZ Mode.

MSI B450-A PRO MAX позволяет задать кривую оборотов вентилятора с PWM в зависимости от температуры выбранных компонентов: процессора, чипсета или системы питания.

А обычные вентиляторы можно настроить, отрегулировав подаваемое напряжение. Не стоит сразу сильно снижать обороты вентиляторов. Снизьте их на 20 % и проверьте в работе компьютера под нагрузкой температуры и уровень шума. Если температуры в порядке, а шум еще присутствует, снизьте еще. Однако при снижении питания или оборотов вентилятора на 50 % и ниже, он может просто не запуститься.

Итоги

Мы с вами рассмотрели наиболее часто встречающиеся причины, по которым начинающим пользователям придется воспользоваться BIOS или UEFI. Не стоит бояться применять эти настройки, ничего критического в компьютере или ноутбуке они не затрагивают.

А по мере накопления опыта, вы сможете настраивать и более серьезные вещи в BIOS, например, увеличить производительность компьютера с помощью разгона. Или снизить его нагрев и уровень потребления электричества с помощью андервольта. Но эти обширные темы уже для отдельных блогов.

kpet-ks.ru

Итоги

День пятый

День четвёртый ( часть вторая)

День четвёртый

День третий

День второй

День первый

Загадка о загадке

Свойство информации, которого нет…

“Проект при поддержке компании RU-CENTER”

Тестирование системной платы. Настройка параметров BIOS

Тема программы: Системная плата персонального компьютера.

Цель работы: изучить тестовую программу (Aida или CPU-z); изучить основные настройки базовой системы ввода вывода.

Время выполнения: 2 часа

Оборудование: учебный персональный компьютер.

Программное обеспечение: операционная система, презентация, тестовые программы.

Теоретические основы

Утилита (англ. utility или tool) — вспомогательная компьютерная программа в составе общего программного обеспечения для выполнения специализированных типовых задач, связанных с работой оборудования и операционной системы (ОС).

Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его).

Утилиты могут входить в состав операционных систем, идти в комплекте со специализированным оборудованием или распространяться отдельно.

BIOS (Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода) — небольшая программа, находящаяся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) и отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена. Другими словами, можно сказать, что BIOS — основа работы вычислительной системы, так как отвечает за самые базовые функции компьютера (аналогично системе рефлексов у человека).

Наиболее широко среди пользователей компьютеров известна BIOS материнской платы, но BIOS присутствуют почти у всех компонентов компьютера: у видеоадаптеров, сетевых адаптеров, модемов, дисковых контроллеров, принтеров. BIOS материнской платы отвечает за инициализацию (подготовку к работе), тестирование и запуск всех ее компонентов.

Операционная система и прикладные программы работают с аппаратным обеспечением компьютера посредством BIOS, которая переводит понятные пользователю команды операционной системы на язык, понятный компьютеру.

BIOS материнской платы

Физически BIOS — это набор микросхем постоянной памяти (ROM, Read Only Memory — только для чтения), расположенных на материнской плате. Поэтому микросхему иногда называют ROM BIOS.

Если заглянуть под крышку системного блока, то на материнской плате можно обнаружить микросхему с голографической наклейкой с надписью и логотипом, означающим производителя BIOS. Рядом обязательно будет круглый аккумулятор, питающий микросхему CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor — энергозависимая память, применяемая для хранения установок BIOS).

BIOS Setup Utility

Среди программ, содержащихся в BIOS, имеется программа настройки параметров BIOS Setup Utility, которая позволяет изменять данные, хранящиеся в памяти CMOS, с помощью системы меню.

Для обеспечения правильной работы операционной системы и прикладных программ с помощью BIOS Setup Utility вводятся параметры всех компонентов компьютера, начиная от оперативной памяти и рабочей частоты процессора и заканчивая режимом работы принтера и других периферийных устройств. Правильно настроив содержимое BIOS вашего компьютера, можно увеличить производительность его работы до 30%.

Замечание: неосторожные действия пользователя, как правило, не могут привести к физическому повреждению компьютера — он может лишь перестать загружаться. Это легко исправить. Современные BIOS имеют довольно обширные средства автоконфигурирования, поэтому роль пользователя в установке «правильных» параметров можно свести к минимуму. В последнее время в программе установки параметров появился пункт «Загрузить оптимизированные параметры». Выбор этого пункта позволяет пользователю установить параметры «параметры по умолчанию» для имеющегося оборудования.

Как войти в BIOS Setup Utility

Программа установки параметров BIOS Setup Utility недоступна пользователю во время работы компьютера. Вход в BIOS Setup Utility обычно выполняется путем нажатия клавиши [Del] во время загрузки компьютера. Так же встречаются версии BIOS, вход в настройки которой выполняется с использованием других клавиш или их сочетаний.

В данной лабораторной работе для входа в BIOS будет использован наиболее распространенный вариант (клавиша [Del]).

Порядок выполнения работы

1 часть

На персональном компьютере включить программу для тестирования материнской платы и заполнить таблицу (например, программа CPU-Z)