Ви натискаєте кнопку живлення. Вентилятори починають обертатися, індикатори блимають. Але перш ніж побачите логотип або робочий стіл, важку роботу виконує стародавня система.
Не магія. Це BIOS.
Більшість людей вважають, що “мозком” комп’ютера є операційна система. Вони помиляються. На етапі запуску “мозку” ще навіть не існує. Цю роль виконує BIOS. Його головне завдання – завантажити операційну систему. Без неї ваш жорсткий диск це просто мовчазна коробка з магнітними пластинами або флеш-чіпами. Мікропроцесор не знає, як читати. Йому потрібні інструкції. BIOS їх надає.
Але він робить більше, ніж просто свідчить про завантажувальний сектор.
Коли ви вмикаєте ПК, BIOS виконує певну послідовність дій. Це чек-лист, який запобігає розвалу вашого обладнання ще до того, як ви відкриєте вкладку в браузері.
Пояснення послідовності завантаження
Процес починається з CMOS Setup.
Це крихітна 64-байтова ділянка оперативної пам’яті на вашій материнській платі. У ньому зберігаються налаштування користувача. Час системи. Порядок завантаження. Особливості обладнання. BIOS спочатку зчитує ці дані, щоб скоригувати параметри за замовчуванням. Якщо ви змінили пріоритет завантаження, щоб система стартувала з USB-накопичувача, а не з SSD, тут зберігається це рішення.
Після перевірки CMOS BIOS починає ініціалізувати обладнання.
Він завантажує обробники переривань. Це невеликі фрагменти програмного забезпечення, які діють як перекладачі. Коли ви натискаєте клавішу, сигнал не йде безпосередньо у Windows чи Linux. Він надходить у обробник переривань клавіатури. Обробник повідомляє процесору, що сталося, та передає інформацію далі. Без цих обробників ваш комп’ютер був би сліпим і глухим.
Потім завантажуються драйвери пристроїв. Вони ідентифікують базове обладнання: клавіатуру, мишу, жорсткий диск, дисковод (навіть якщо у вас немає дисководу, код все ще там).
BIOS також перевіряє наявність інших BIOS-чіпів. Якщо у вас є відеокарта або SCSI-контролер зі власною прошивкою, основний BIOS активує їх. Це гарантує, що кожен пристрій може взаємодіяти з рештою системи.
Навіщо існує BIOS
Сама назва видає його суть. Basic Input/Output System (Базова система вводу-виводу).
Вона надає низькорівневі routines (підпрограми). Це інструкції, які операційна система використовує взаємодії з устаткуванням. Зокрема під час завантаження. Вона керує клавіатурою, екраном, послідовними та паралельними портами.
Це спеціальне програмне забезпечення. Зазвичай воно зберігається на чіпі флеш-пам’яті на материнській платі. Іноді це ROM (постійний пристрій). Це розташування критично важливе, тому що це перше, до чого може отримати доступ процесор. Воно незалежно від основного накопичувача.
Тіньове копіювання та швидкість
Код BIOS має один нюанс. Він мешкає на повільних чіпах пам’яті.
Але процесор бажає швидкості.
Тому BIOS копіює сам себе на оперативну пам’ять. Цей процес називається тіньовим копіюванням (shadowing). Запускаючись із ОЗУ замість повільних EEPROM або флеш-чіпів, підпрограми BIOS виконуються набагато швидше. Процесор може перехоплювати сигнали, що йдуть до обладнання та від нього, не чекаючи, поки чіп материнської плати встигне обробити дані.
Самодіагностика при включенні живлення
Перш ніж це станеться, виконується POST.
Power-On Self-Test (Самодіагностика при включенні живлення).
BIOS перевіряє всі основні компоненти: пам’ять, процесор, клавіатуру, мишу. Він переконується, що нічого не зламано. Якщо вентилятор не обертається або планка пам’яті погано вставлена, BIOS видасть звуковий сигнал або покаже код помилки. Він виступає у ролі контролера.
Якщо POST успішно проходить, BIOS визначає, які завантажувальні пристрої. Він шукає завантажувальний сектор. Потім він ініціює послідовність завантаження (bootstrap sequence).
Це передає управління операційною системою.
Чому вам варто про це знати
Ви можете не часто думати про BIOS. Вам не обов’язково робити це. Але він є сполучною ланкою.
Він поєднує ваше фізичне обладнання з програмним забезпеченням, яким ви користуєтесь щодня. Коли ви встановлюєте нову відеокарту, BIOS цієї картки має коректно взаємодіяти з BIOS материнської плати. Коли ви оновлюєте драйвери, ви замінюєте програмне забезпечення, яке раніше оброблялося BIOS.
Установки CMOS можуть змінювати поведінку комп’ютера. Розгін? Це відбувається у BIOS. Secure Boot (Захисне завантаження)? Це функція BIOS.
Це стара технологія. Але вона все ще лишається фундаментом.
Без BIOS немає комп’ютера. Є лише набір дорогих деталей, які чекають на інструкції, які ніколи не надійдуть.
Тож наступного разу, коли ви почуєте цей звуковий сигнал, прислухайтеся. Це не є помилкою. Це просто система прокидається. Готова завантажити ОС. Готовий до роботи.
Або ні. Якщо POST не проходить, ви залишаєтеся віч-на-віч із проблемою. Екран залишається чорним, вентилятори обертаються і вам доводиться з’ясовувати, що саме зламалося.
