ЛКБ :: Зачем пищит материнская плата? | 35

Сегодня у нас очень специфическая тема. Мы будем разговаривать об одной из неотъемлемых составляющих компьютера, на которую обычно никто не обращает никакого внимания, а именно о BIOS. Согласитесь, пока компьютер работает нормально, мы практически никогда даже не вспоминаем, что есть такая вот микросхемка на материнской плате. Но как только компьютер перестаёт работать или подвергается усовершенствованию, эта микросхемка выходит на передний план.

Итак, сегодня мы попытаемся разобраться, как понимать таинственные писки, которые можно услышать из недр системного блока, если компьютер отказывается работать, да и не только тогда.

| Немного теории

BIOS – Basic Input/Output System, что в переводе с английского означает базовая система ввода вывода, однако, зачастую можно услышать определение Basic Integrated Operating System, что означает базовая встроенная операционная система и является в корне неверным! BIOS содержит встроенный программный код, который исполняется при подаче питания на компьютер.

Основной задачей BIOS является подготовка компьютера к работе, для того, чтобы другое программное обеспечение, хранящееся на различных типах носителей (жёстких дисках, дисководах и так далее) могло загрузиться, выполниться и взять управление компьютером на себя. Этот процесс и именуется загрузкой.

Также можно сказать, что BIOS – это программа, помещенная в микросхему (так называемая "микропрограмма"), которая идентифицирует и проводит первичную диагностику ключевых устройств, установленных на компьютере. Термин BIOS относится только к персональным компьютерам – IBM совместимым. Среди других классов компьютеров обычно используются такие термины как boot monitor (монитор загрузки), boot loader (загрузчик) или boot ROM (загрузочное постоянное запоминающее устройство).

Термин BIOS впервые появился в операционной системе CP/M и обозначал ту часть операционной системы, которая использовалась в процессе загрузки и общалась непосредственно с железной составляющей компьютера.

| А что значит IBM PC compatible?

Термин "IBM PC compatible" дословно переводится как IBM PC-совместимый. В начале 1980 года корпорация IBM решила создать свой первый персональный компьютер, он же ПК, или по-английски PC (personal computer). Под ПК понимался по-настоящему малогабаритная ЭВМ.

То ли по недальновидности, то ли от простой халатности, IBM не только не залицензировала своё изобретение, но и опубликовало спецификации на него. Более того, IBM собрала свой PC не полностью из своих компонентов, к примеру, в качестве процессора был установлен Intel 8088, а в роли ОС выступала первая версия DOS от Mirosoft..

Шутка ли, но за короткое время появилось огромное множество 100% совместимых с IBM PC клонов, собранных по открытым спецификациям, именно эти клоны и принято называть IBM PC-совместимыми компьютерами.

Принцип такой открытости в документации принято называть "открытой архитектурой". Именно открытая архитектура позволила PC проникнуть во все уголки нашей сегодняшней деятельности. Теперь не нужно собирать весь компьютер целиком – каждая компания может делать отдельный компонент, поскольку будет уверена, что этот компонент станет совместим с ПК пользователей. Пользователи же знают, что какой бы компонент они не приобрели для своего ПК, если ПК поддерживает такой тип компонентов в данной спецификации, то независимо от производителя этого компонента всё будет работать.

Именно благодаря открытой архитектуре, буквально любой может собрать компьютер из купленных по отдельности запчастей у себя дома.

| Что же такое POST?

Словечко POST – Power-on self-test, дословно можно перевести, как самотестирование при включении.

Вообще говоря, POST – набор процедур, хранящихся в ПЗУ, и выполняющих тестирование систем компьютера при подаче питания для проверки их правильного подключении. POST выполняются BIOS, который может передать часть из них другим программам, разработанным для инициализации специфических периферийных устройств. Эти дополнительные программы известны под общим названием option ROM, а если по отдельности, то video BIOS (BIOS видеокарты), SCSI BIOS и так далее. Особенно актуальна такая передача обязанностей при идентификации видеоадаптеров в связи со сложностью данного процесса и большим объемом информации, который необходим видеокарте для корректного включения. Кроме того, каждый производитель video BIOS знает свой продукт гораздо лучше любой сторонней компании, поэтому логично предположить, что именно на плечи каждого такого производителя и ложиться тестирование своего же оборудования (написание video BIOS).

Основные функции BIOS в течении POST проверки:

- Проверка целостности самого кода BIOS.
- Определение причины, по которой выполняются POST-инструкции.
- Нахождение, определение и проверка основной памяти системы.
- Обнаружение, инициализация и каталогизирование всех системных шин и устройств.
- Передача контроля другим специализированным BIOS (лишь в том случаи, если они есть и если это требуется).
- Обеспечение пользовательского интерфейса для конфигурирования системы – те самые легендарные синие окна BIOS Manager’ов.
- Идентификация, упорядочивание и выбор устройств, доступных для загрузки.
- Построение системной среды, необходимой для загружаемой операционной системы.

| Сообщение об ошибках

Теперь рассмотрим то, что нас, собственно, и интересует в этом материале, а именно, как же BIOS сообщает о произошедших ошибках.

Первородный IBM BIOS сообщал об обнаруженных ошибках выводом номера ошибки на определенный (восьмидесятый) порт ввода/вывода (I/O port). Используя логический анализатор или специальную POST-карту, позволявшую просматривать информацию, поступившую на 80 порт на маленьком дисплее, специалист мог определить причину неисправности.

Но после того, как на компьютеры начали устанавливать операционные системы, код, выводимый на этом мониторе, стал бесполезен, особенно после того, как некоторые ОС (например, Linux), стали использовать 80 порт для операций определения времени. В дальнейшем производители для сигнализации ошибок стали применять последовательность звуковых сигналов, которые издаются специальным встроенным в ПК динамиком – спикером (от англ. "speaker" – оратор). Такие последовательности принято называть beep-кодами (beep code).

В наше время существует достаточно большое количество BIOS от различных производителей, в качестве примера самых распространённых можно назвать следующие:

- AMI BIOS
- Phoenix ISA/MCA/EISA BIO
- Award BIOS
- AST BIOS
- Mylex BIOS
- Mylex 386 BIOS
- IBM Desktop BIOS

Так уж сложилось, что подавляющее большинство BIOS, которые можно встретить на домашних персоналках, это первые три представителя данного списка, поэтому рассмотрим именно их значения их beep-кодов.

| < | Содержание | > |

36 | ЛКБ :: Зачем пищит материнская плата?

| AMI BIOS

Звуковой сигнал | Описание ошибки | Подробно
1 короткий | Ошибок не обнаружено | Компьютер готов к загрузке операционной системы
2 коротких | Ошибка четности памяти | Ошибка четности памяти. Возможно, неисправна микросхема памяти
3 коротких | Ошибка первых 64К памяти | Ошибка памяти в первых 64K. Возможно, неисправна микросхема памяти
4 коротких | Ошибка системного таймера | Неисправность системного таймера или первого банка памяти
5 коротких | Ошибка процессора | Неисправность процессора
6 коротких | Неисправен контроллер клавиатуры | Неисправность микросхемы контроллера клавиатуры, которая не позволяет переключить процессор в защищенный режим. Замените клавиатурный контроллер
7 коротких | Ошибка виртуального режима процессора | Неисправность в процессоре или в системной плате
8 коротких | Ошибка чтения/записи видеопамяти | Отсутствует или неисправен видеоадаптер
9 коротких | Несовпадение контрольной суммы ПЗУ BIOS | Возможно, неисправна и должна быть заменена микросхема ПЗУ BIOS
10 коротких | Ошибка чтения/записи регистра управления питанием в энергонезависимой памяти | Неисправность цепей управления питанием
11 коротких | Ошибка кэша | Неисправен кэш второго уровня
1 длинный, 2 коротких | Ошибка видеосистемы | Обнаружена ошибка в ПЗУ видео-BIOS или ошибка гашения обратного хода строчной развертки
1 длинный, 3 коротких | Ошибка при проверке памяти | Обнаружена ошибка в памяти выше 64К
1 длинный, 8 коротких | Ошибка при проверке дисплейного адаптера | Отсутствует или неисправен видеоадаптер

| Phoenix BIOS

Условные записи в колонки "Звуковой сигнал" стоит понимать как число сигналов и число пауз между ними. Например, 1-4-3 – это один сигнал, пауза, четыре сигнала подряд, снова пауза, три сигнала подряд.

Звуковой сигнал | Описание ошибки | Подробно
1-1-2 | Ошибка теста CPU | Неисправен процессор, рекомендуется его заменить
1-1-2 в низкой тональности | Ошибка материнской платы | Замените материнскую плату
1-1-3 | Ошибка записи/чтения данных CMOS | Если возможно, замените CMOS
1-1-4 | Ошибка контрольной суммы содержимого микросхемы BIOS | Замените или перепрошейте BIOS
1-2-1 | Неисправна материнская плата | Замените материнскую плату
1-2-2 | Ошибка инициализации контроллера DMA | Замените DMA
1-2-3 | Ошибка при попытке чтения/записи в один из каналов DMA | Замените DMA
1-3-1 | Ошибка регенерации оперативной памяти | Поврежден контроллер регенерации RAM
1-3-3 | Ошибка при тестировании первых 64 Кб оперативной памяти | Замените оперативную память
1-3-4 | Ошибка при тестировании первых 64 Кб оперативной памяти | Замените оперативную память
1-4-1 | Неисправна материнская плата | Замените материнскую плату
1-4-2 | Ошибка тестирования оперативной памяти | Замените оперативную память
1-4-3 | Ошибка системного таймера | Замените материнскую плату
1-4-4 | Ошибка обращения к порту ввода/вывода | Замените материнскую плату
3-1-1 | Ошибка инициализации второго канала DMA | Замените DMA
3-1-2 | Ошибка инициализации первого канала DMA | Замените DMA
3-1-4 | Неисправна материнская плата | Замените материнскую плату
3-2-4 | Ошибка контроллера клавиатуры | Замените контроллер клавиатуры или проверьте соединение клавиатуры и материнской платы
3-3-4 | Ошибка тестирования видеопамяти | Проблема с видеопамятью, замените видеоадаптер
4-2-1 | Ошибка системного таймера | Замените системный таймер
4-2-3 | Ошибка линии A20. Неисправен контроллер клавиатуры | Замените контроллер клавиатуры или проверьте соединение клавиатуры и материнской платы
4-2-4 | Ошибка при работе в защищенном режиме | Возможно, неисправен центральный процессор
4-3-1 | Ошибка при тестировании оперативной памяти | Замените материнскую плату
4-3-4 | Ошибка часов реального времени | Замените CMOS
4-4-1 | Ошибка тестирования последовательного порта | Отключите устройства от последовательного порта и попытайтесь снова
4-4-2 | Ошибка при тестировании параллельного порта | Отключите устройства от параллельного порта и попытайтесь снова
4-4-3 | Ошибка при тестировании математического сопроцессора | Замените математический сопроцессор

| < | Содержание | > |

ЛКБ :: Зачем пищит материнская плата? | 37

| AWARD BIOS

Звуковой сигнал | Описание ошибки | Подробно
1 короткий | Ошибок не обнаружено | Компьютер готов к загрузке операционной системы
2 коротких | Обнаружены незначительные ошибки | На экране монитора появляется предложение войти в программу CMOS Setup Utility. Проверьте надежность крепления шлейфов жесткого диска и материнской платы
3 длинных | Ошибка контроллера клавиатуры | Перезагрузите компьютер
1 длинный, 1 короткий | Проблемы с оперативной памятью | Замените оперативную память
1 длинный, 2 коротких | Проблема с видеокартой | Вытащите плату и заново вставьте, проверьте подключение монитора
1 длинный, 3 коротких | Возникла ошибка инициализации клавиатуры | Проверьте соединение клавиатуры с разъемом на материнской плате
1 длинный, 9 коротких | Возникла ошибка при чтении данных из микросхемы постоянной памяти | Перегрузите компьютер или перепрошейте содержимое микросхемы
1 длинный повторяющийся | Неправильная установка модулей памяти | Проверьте установку моделей памяти
1 короткий повторяющийся | Проблемы с блоком питания | Попробуйте убрать накопившуюся в нем пыль
Сигналов нет | Неисправен или не подключен к материнской плате блок питания | Проверьте или подключите блок питания
Непрерывный сигнал | Неисправен блок питания | Замените блок питания

На самом деле, наличие такого количества обозначений для простого потребителя имеет мало смысла. Ведь огромное количество сигналов неисправности материнской платы, а точнее её отдельных частей, вообще говоря, на практике, приведёт к замене материнской платы…

Напоследок хочу пожелать, чтобы все приведенные здесь таблицы оказались для Вас лишь познавательной информацией, и считать количество писков неработающего компьютера Вам никогда бы не пришлось.

| Автор: Богомазов Алексей

| < | Содержание | > |