javadshahvand
18-11-2007, 20:49
اغلب برای ا?راد مشکل است که ت?اوت بین سخت ا?زار و نرم ا?زار را درک نمایند و این به این دلیل است که این دو موضوع در طراحی،ساخت وپیاده سازی سیستم ها بسیار به هم وابسته اند . برای درک بهتر ت?اوت بین آنها لازم است که ابتدا م?هوم BOIS را درک کنید. BOISتنها کلمه ای است که می تواند همه درایورهایی را که در یک سیستم به عنوان واسط سخت ا?زار سیستم و سیستم عامل کار می کنند ، را شرح دهد.
BOISدر حقیقت نرم ا?زار را به سخت ا?زار متصل می نماید . قسمتی از بایوس روی چیپ ROM مادربرد و قسمتی دیگر روی چیپ کارتهای و?ق دهنده قرار دارد که FIRE WARE (یعنی میانه ا?زار یا س?ت ا?زار)نامیده می شود .
یک PC می تواند شامل لایه هایی (بعضی نرم ا?زاری و بعضی سخت ا?زاری ) باشد که واسط بین یکدیگرند.
نرم ا?زارها طوری طراحی شده اند که ما می توانیم آنرا روی سیستمهای دیگر نصب و اجرا نمائیم و این به دلیل مجزا شدن سخت ا?زار از نرم ا?زار است و نرم ا?زار از سیستم عامل برای دستیابی به سخت اقزار سیستم است?اده می کند . سپس سیستم عامل از طریق واسط ها به لایه های بایوس دستیابی پیدا می کند .بایوس شامل نرم ا?زارهای گرداننده ای است که بین سخت ا?زار و سیستم عامل ارتباط برقرار می کند . به خودی خود سیستم عامل هیچ گاه نمی تواند مستقیما به سخت ا?زار دستیابی پیدا کند ، در عوض مجبور است از طریق برنامه های گرداننده ای که به این کار تخصیص یا?ته اند عمل کند.
یکی از وظای? تولید کنندگان قطعات سخت ا?زاری آن است که گرداننده ای برای قطعات تولیدی خود ارائه دهند ، و چون گرداننده ها باید بین سخت ا?زار و نرم ا?زار عمل نمایند ، باید گرداننده های هر سیستم عامل مجزا تولید شوند . بنابراین کارخانه سازنده قطعات باید گرداننده های مختل?ی ارائه دهد تا قطعه مورد نظر بتواند روی سیستم عاملهای مزسوم کار کند . چون لایه های بایوس همانند یک سیستم عامل به نظر می رسند، مهم نیست که با چه سخت ا?زاری کار می کند ، و ما می توانیم سیستم عاملها را روی هر کامپیوتری و با هر نوع مشخصات سخت ا?زاری نصب و است?اده نمائیم . برای مثال شما می توانید ۹۸ Windows را روی دو سیستم مت?اوت با پردازنده ،هارد دیسک،و کارت گرا?یکی و ... که مت?اوت از یکدیگرند نصب و اجرا کنید، اما روی هر دو سیستم همان کارائی خود را داراست، زیرا که گرداننده ها همان عملکرد پایه را انجام می دهند و مهم نیست که روی چه سخت ا?زاری کار می کنند . معماری سخت ا?زار و نرم ا?زار بایوس البته بایوس ، نرم ا?زاری است که شامل گرداننده های مختل?ی است که که رابط بین سخت ا?زار و سیستم عامل هستند یعنی بایوس نرم ا?زاری است که همه آن از روی دیسک بارگذاری نمی شود بلکه قسمتی از آن ، قبلا روی چیپهای موجود در سیستم یا برروی کارتهای و?ق دهنده نصب شده اند.
? بایوس در سیستم به سه صورت وجود دارد :
▪ ROM BIOS
۱) نصب شده روی مادر برد.
۲) بایوس نصب شده روی کارتهای و?ق دهنده (همانند کارت ویدئویی)
۳) بارگذاری شده از دیسک(گرداننده ها)
چون بایوس مادربرد مقدمات لازم را برای گردادننده ها و نرم ا?زارهای مورد نیاز ?راهم میکند ،حداکثر به صورت سخت ا?زاری که شامل یک چیپ ROM می باشد موجود است. سالهای پیش هنگامی که سیستم عامل DOS روی سیستم اجرا میشد خود به تنهایی کا?ی بود و گرداننده ای (Driver) مورد نیاز نداشت . بایوس مادربرد به طور عادی شامل گرداننده هایی است که برای یک سیستم پایه همانند ص?حه کلید، ?لاپی درایو، هارد دیسک ، پورتهای سزیال و موازی و غیره ... است. به جای اینکه برای دستکاههای جدید لازم باشد که بایوس مادربرد را ارتقاء دهید، یک نسخه از گرداننده آن را روی سیستم عامل خود نصب می نمائید تا سیستم عامل پیکربندی لازم را در هنگام بوت شدن سیستم را برای است?اده ار آن دستگاه انجام دهد ، برای مثال می توانیم CD ROM،Scanner،Printer،
گرداننده های PC CARD را نام برد. چون این دستکاهها لازم نیستند که در هنگام راه اندازی سیستم ?عال باشند ، سیستم ابتدا از هارد دیسک راه اندازی می شود وسپس گرداننده های آن را بار گذاری می نماید. البته بعضی از دستگاهها لازم است که در طول راه اندازی سیستم عامل ?عال باشند ، اما این امر چگونه امکان پذیر است مثلاً قبل از آنکه گرداننده کارت ویدئویی از ROM BIOS و یا از روی هارد دیسک ?راخوانی شود شما چگونه می توانید اطلاعات را روی مانیتور ببینید ..
یک جواب این است که در ROM همه گرداننده های کارت گرا?یکی وحود داشته باشد اما این کار غیر ممکن نیست زیرا کارتهای بسیار متنوعی وجو دارد که هر کدام گرداننهده مربوط به خود را داراست که این خود باعث می شود صدها نوع ROM مادربرد به وجود آید که هر کدام مربوط به یک کارت گرا?یکی می باشد. اما هنگامی که IBM، PC های اولیه خود را اختراع نمود راه حل بهتری ارائه داد . وی ROM مادربرد را طوری طراحی کرد که شکا? (Slot)کارت گرا?یکی را برای پیدا کردن ROM نصب شده روی کارت گرا?یکی را جستجو کند و اگر ROM روی کارت را می توانست پیدا می کرد ، مرحله اولیه راه اندازی را قبل از اینکه سیستم عامل از روی دیسک ?راخوانی (Load) شود ،اجرا می نمود. بدین وسیله از تعویض ROM قرار داده شده روی مادربرد برای است?اده و ?عال کردن دستگاه مورد نظر،ممانعت می کند. کارتهای مختل?ی که تقریبا روی همه آنها ROM وجود دارد ، شامل موارد زیر هستند : کارتهای ویدئویی که همیشه دارای BIOS می باشند. و?ق دهنده های SCSI که امکان است?اده از دستگاههای با اتصالات SCSI را ?راهم می آورد .
کارتهای شبکه که امکان راه اندازی سیستم با است?اده از ?ایل سرور که معمولا Boot Rom یا IPL(InitialProgram Load) ROM نامیده می شوند، را ?راهم می آورد . است?اده از دستگاههای IDE بردهای Y۲K که برای کامل کردن CMOS RAM هستند .
▪ BIOS و CMOS RAM
اکثر ا?راد BIOS رابا CMOS RAM اشتباه می گیرند ، این از آنجا سرچشمه می گیرد که برنامه Setup برای پیکربندی BIOS و ذخیره آن در CMOS RAM می شود است?اده می شود. در حقیقت BIOS و CMOS RAM دو چیز مت?اوت از هم می باشند. بایوس مادربرد در یک چیپ ROM به طور ثابت ذخیره شده است. همچنین روی مادربرد یک چیپ است که RTC/NVRAM نامیده می شود که زمان سیستم را نگهداری می کند و یک حا?ظه ?رار و ثابت است که اولین بار در چیپ MC۱۴۶۸۱۸ ساخت شرکت موتورلا است?اده شده است، و ظر?یت آن ۶۴ بایت است که ۱۰ بایت آن مربوط به توابع ساعت است . اگرچه این چیپ غیر ?رار نامیده می شود اما با قطع برق ساعت و تاریخ تنظیم شده در آن و داده های درون RAM پاک می شود . در حقیقت غیر ?رار نامیده می شود چون بااست?اده از تکنولوژی(CMOS) Complementarry Metal-Oxide Semicondector ساخته شده است ، در نتیجه با یک جریان بسیار کم که بوسیله باتری سیستم تامین می گردد پایدار باقی می ماند که اکثر مردم به این چیپ، CMOSRAM می گویند. هنگامی که وارد BIOS Setup می شوید و پارامترهای خود راتنظیم و ذخیره می نمایید ، این تنظیمات در ناحیه ای از چیپ RTC/NVRAM ذخیره می شوند(که همچنین CMOS RAM نیز نامیده می شود). هر موقع که سیستم خود را راه اندازی می کنید پارامترها از CMOS RAM خوانده می شوند و تعیین می کنند که سیستم چگونه پیکربندی شده است.
▪ BIOS مادربرد :
همه مادربردها شامل یک چیپ مخصوص هستند که بر روی آن نرم ا?زاری قرار دارد که BIOS یا ROM BIOS نامیده می شود . این چیپ ROM شامل برنامه های راه اندازی و گرداننده هایی است که که در هنگام راه اندازی سیستم مورد نیاز است و یک واسطه به سخت ا?زار پایه سیستم است. اغلب به CMOS RAM (حا?ظه پاک نشدنی NVRAM(Non-Volatile نیز می گویند ، چون با ۱ میلینیوم آمپر ?عال می شود و تا هنگامی که باتری لیتیوم ?عال باشد ، داده ها باقی می مانند. BIOS مجموعه ای از برنامه هایی است که در یک یا چند چیپ ذخیره شده است که در طول راه اندازی سیستم این مجموعه از برنامه ها قبل از هر برنامه ای حتی سیستم عامل بارگذاری می شوند . BIOS در اکثر سیستمهای PC ها شامل چهار تابع است:POST(Power Self On Test): این برنامه پردازنده، حا?ظه ،چیپستها و?ق دهنده ویدوئویی ، دیسک کنترلر ،گرداننده های دیسکی ،ص?حه کلید ،و مدارات دیگر را تست می کند.
▪ :BIOSSetup
برنامه ای است که در طول اجرای برنامه POST با?شار دادن کلید خاصی ?عال می شود و به شما اجازه می دهد مادربرد را پیکربندی کنید و تنظیم پارامترهایی همانند ساعت و تاریخ و پسورد و ... را انجام دهید. در سیستمهای ۲۸۶ و ۳۸۶ برنامه Setup در ROM آنها وجود ندارد و لازم است که شما سیستم را توسط دیسک مخصوص Setup راه اندازی نمائید. بارگذارکننده یا لودر BootStrap :روالی است که سیستم ار برای پیدا کردن سکتور Boot جستجو می کند . BIOS :که مجموعه ای از گرداننده هایی است که واسط بین سخت ا?زار و سیستم عامل است.
? سخت ا?زار ROM :
ROM نوعی از حا?ظه است که که داده ها را به طور دائم یا غیر دائم نگهداری می کند . به آن ?قط خواندنی می گویند زیرا یک بار روی آن می نویسند و بارها آنرا می خوانند و اگر دوباره قابل نوشتن باشد بسیار دشوار است .. ROM به حا?ظه غیر ?رار نیز معرو? است ، زیرا هر داده ای که در آن ذخیره شود با قطع برق سیستم پاک نمی شود . توجه داشته باشید که RAM و ROM تناقضی با یکدیگر ندارند .در حقیقت تکنولوژی ROM زیر مجموعه ای از سیستم RAM می باشد به طور خلاصه قسمتی از ?ضای حا?ظه RAM به یک یا چند چیپ اشاره می کنند. به طور مثال هنگامی که کامپیوتر را روشن می کنیم پردازنده به طور خودکار به آدرس FFFF۰h پرش می کند. در این آدرس دستوراتی است که به پردازنده می گویند چه کاری انجام دهد .
این محل ۱۶ بایتی درست در انتهای اولین مگابایت RAM و همچنین در پایان حا?ظه ROM قرار گر?ته است. معمولا سیستم ROM از آدرس F۰۰۰۰h شروع می شود که ۶۴ کیلو بایت قبل از انتهای اولین مگابایت می باشد ، و معمولا چون اندازه ROM ۶۴ کیلو بایت است ۶۴ کیلو بایت آخر اولین مگابایت را اشغال می کند و در آدرس FFF۰h دستورات راه اندازی سیستم قرار دارد . ا?راد بسیاری تعجب می کنند که یک PC با اجرای دستورات ۱۶ بایت از حا?ظه ROM می تواند راه اندازی شود ، اما این طراحی کاملاً حساب شده است. این طراحی بدین گونه است که در ۱۶ بایت آخر ROM یک دستور JMP به اول ROM است و کنترل برنامه را به ابتدای ROM می برد ، پس به این طریق می توانیم اندازه ROM را به هر قدر که بخواهیم ا?زایش دهیم . ROM BIOS اصلی که روی مادربرد است شامل یک چیپ ROM است.چون قسمت اصلی BIOS در ROM است ، ما اغلب آنرا ROM BIOS می نامیم .
کارت های و?ق دهنده ای که در طول راه اندازی سیستم مورد نیاز هستند دارای یک ROM روی بردشان می باشند . از این کارتها می توان کارت ویدئو ،اکثر Small SmallCmputer SystemInterface) SCSI) ها ، کارت کنترلر IDE توسعه یا?ته، برخی از کارتهای شبکه (برای راه اندازی توسط Server) ROMهایی که روی کارتهای و?ق دهنده هستند توسط برنامه POST در طول راه اندازی سیستم اسکن و خوانده می شوند. ROM مادربرد قسمت خاصی ازRAM ازآدرس C۰۰۰۰۰h-DFFFFh را رزرو می کند و سپس دوبایت از آدرس AAh۵۵ را می خواند که در آن آدرس شروع ROM قرار دارد . سومین بایت اندازه ROM را در واحد ۵۱۲ بایت(که aragraphنامیده می شود) نشان می دهد و چهارمین بایت شروع برنامه راه انداز می باشد. یک بایت نیز به منظور تست کردن توسط ROM مادربرد است?اده می شود. ROM Shadowing: چیپهای RAM طبیعتاً در مقابل چیپهای DRAMها کند می باشند زیرا زمان دستیابی به ROM ۱۵۰ نانوثانیه است، اما زمان دستیابی DRAM ها ۵۰ نانوثانیه می باشد . به همین دلیل در بسیاری از سیستمها ROM هابه صورت پنهان(Shadowing) هستند، بدین معنی که ROMها در ابتدای راه اندازی سیستم در چیپهای DRAM کپی می شوند که این باعث دسترسی و اجرای سریعتر عملیات می شود .زیربرنامه ها و روالهایی که به روالهای پنهانی (Shoadowing Procedure) محتویات ROM را در RAM کپی می کنند و آدرس آن را به عنوان ROM معر?ی می کنند و ROM واقعی ار غیر ?عال می کنند ،که این باعث می شود که به نظر برسد که سیستم با سرعت ۶۰ نانوثانیه کار می کند. است?اده از این روش هنگامی م?ید است که از یک سیستم عامل ۱۶ بیتی مانند DOS و یا WIN۳/۱ است?اده می کنیم . و اگر از سیستم عامل ۳۲ بیتی مانند WIN ،۹۸WIN۹۵،WIN NT است?اده می کنید ، این روش تقریبا بی حاصل است زیرا این سیستم عاملها هنگامی که روی سیستم اجرا می شوند از کد ۱۶ بیتی ROM است?اده نمی کنند.اما در عوض از گرداننده های ۳۲ بیتی که در طول راه اندازی سیستم عامل در حا?ظه RAM بارگذاری می کنند ، است?اده می نمایند. چهار نوع چیپ ROM وجود دارد :
ROM
PROM
EPROM
EEPROM که نیز Flash ROM نیز می نامند.
? PROM :
این چیپها که از نوع ROM می باشند در ابتدای ساخت خالی می باشند و باید با داده هایی که می خواهید برنامه ریزی کنید. این نوع حا?ظه ها در اواخر سال ۱۹۷۰ به وسیله شرکت Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه های مختل? ۱ کیلو بایت تا ۲ مگابایت و بیشتر هستند که شماره شناسایی آنها۲۷ nnnn می باشد که عدد ۲۷ شماره شناسایی چیپهای PROM می باشد و nnnn اندازه این چیپ بر حسب بایت می باشد.اگر چه می گوییم این حا?ظه ها در ابتدای ساخت خالی هستند اما به طور تکنیکی دارای مقدار ۱ می باشند . بنابراین یک PROM خالی می تواند برنامه ریزی شده باشد و ما می توانیم روی آن بنویسیم . برای نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer یا سوزاننده (Burner) نام دارد نیاز داریم .برخی اوقات شنیده اید که به چیپ های ROM نیز Burning (یعنی سوزان) می گویند ، زیرا هر بیت باینری یک ?یوز است که سالم بودن آن نشانگر یک و در غیراین صورت ص?ر می باشد .بهتر است که بدانید اکثر چیپ ها با ۵ ولت جریان ?عال می شوند و هنگامی که ما برنامه ای را روی چیپ های PROM می نویسیم یا اصطلاحا Program می نمائیم جریانی بیشتر از ۵ ولت که معمولا ۱۲ ولت است اعمال می کنیم که این باعث سوختن ?یوزهای آدرسهایی می شود که ما می خواهیم .
باید توجه داشته باشید که ما می توانیم یک را ص?ر تبدیل کنیم ولی برعکس آن ممکن نیست به این چیپ ها OTP (OneTime (Programmable می گویند.
? EPROM:
BOISدر حقیقت نرم ا?زار را به سخت ا?زار متصل می نماید . قسمتی از بایوس روی چیپ ROM مادربرد و قسمتی دیگر روی چیپ کارتهای و?ق دهنده قرار دارد که FIRE WARE (یعنی میانه ا?زار یا س?ت ا?زار)نامیده می شود .
یک PC می تواند شامل لایه هایی (بعضی نرم ا?زاری و بعضی سخت ا?زاری ) باشد که واسط بین یکدیگرند.
نرم ا?زارها طوری طراحی شده اند که ما می توانیم آنرا روی سیستمهای دیگر نصب و اجرا نمائیم و این به دلیل مجزا شدن سخت ا?زار از نرم ا?زار است و نرم ا?زار از سیستم عامل برای دستیابی به سخت اقزار سیستم است?اده می کند . سپس سیستم عامل از طریق واسط ها به لایه های بایوس دستیابی پیدا می کند .بایوس شامل نرم ا?زارهای گرداننده ای است که بین سخت ا?زار و سیستم عامل ارتباط برقرار می کند . به خودی خود سیستم عامل هیچ گاه نمی تواند مستقیما به سخت ا?زار دستیابی پیدا کند ، در عوض مجبور است از طریق برنامه های گرداننده ای که به این کار تخصیص یا?ته اند عمل کند.
یکی از وظای? تولید کنندگان قطعات سخت ا?زاری آن است که گرداننده ای برای قطعات تولیدی خود ارائه دهند ، و چون گرداننده ها باید بین سخت ا?زار و نرم ا?زار عمل نمایند ، باید گرداننده های هر سیستم عامل مجزا تولید شوند . بنابراین کارخانه سازنده قطعات باید گرداننده های مختل?ی ارائه دهد تا قطعه مورد نظر بتواند روی سیستم عاملهای مزسوم کار کند . چون لایه های بایوس همانند یک سیستم عامل به نظر می رسند، مهم نیست که با چه سخت ا?زاری کار می کند ، و ما می توانیم سیستم عاملها را روی هر کامپیوتری و با هر نوع مشخصات سخت ا?زاری نصب و است?اده نمائیم . برای مثال شما می توانید ۹۸ Windows را روی دو سیستم مت?اوت با پردازنده ،هارد دیسک،و کارت گرا?یکی و ... که مت?اوت از یکدیگرند نصب و اجرا کنید، اما روی هر دو سیستم همان کارائی خود را داراست، زیرا که گرداننده ها همان عملکرد پایه را انجام می دهند و مهم نیست که روی چه سخت ا?زاری کار می کنند . معماری سخت ا?زار و نرم ا?زار بایوس البته بایوس ، نرم ا?زاری است که شامل گرداننده های مختل?ی است که که رابط بین سخت ا?زار و سیستم عامل هستند یعنی بایوس نرم ا?زاری است که همه آن از روی دیسک بارگذاری نمی شود بلکه قسمتی از آن ، قبلا روی چیپهای موجود در سیستم یا برروی کارتهای و?ق دهنده نصب شده اند.
? بایوس در سیستم به سه صورت وجود دارد :
▪ ROM BIOS
۱) نصب شده روی مادر برد.
۲) بایوس نصب شده روی کارتهای و?ق دهنده (همانند کارت ویدئویی)
۳) بارگذاری شده از دیسک(گرداننده ها)
چون بایوس مادربرد مقدمات لازم را برای گردادننده ها و نرم ا?زارهای مورد نیاز ?راهم میکند ،حداکثر به صورت سخت ا?زاری که شامل یک چیپ ROM می باشد موجود است. سالهای پیش هنگامی که سیستم عامل DOS روی سیستم اجرا میشد خود به تنهایی کا?ی بود و گرداننده ای (Driver) مورد نیاز نداشت . بایوس مادربرد به طور عادی شامل گرداننده هایی است که برای یک سیستم پایه همانند ص?حه کلید، ?لاپی درایو، هارد دیسک ، پورتهای سزیال و موازی و غیره ... است. به جای اینکه برای دستکاههای جدید لازم باشد که بایوس مادربرد را ارتقاء دهید، یک نسخه از گرداننده آن را روی سیستم عامل خود نصب می نمائید تا سیستم عامل پیکربندی لازم را در هنگام بوت شدن سیستم را برای است?اده ار آن دستگاه انجام دهد ، برای مثال می توانیم CD ROM،Scanner،Printer،
گرداننده های PC CARD را نام برد. چون این دستکاهها لازم نیستند که در هنگام راه اندازی سیستم ?عال باشند ، سیستم ابتدا از هارد دیسک راه اندازی می شود وسپس گرداننده های آن را بار گذاری می نماید. البته بعضی از دستگاهها لازم است که در طول راه اندازی سیستم عامل ?عال باشند ، اما این امر چگونه امکان پذیر است مثلاً قبل از آنکه گرداننده کارت ویدئویی از ROM BIOS و یا از روی هارد دیسک ?راخوانی شود شما چگونه می توانید اطلاعات را روی مانیتور ببینید ..
یک جواب این است که در ROM همه گرداننده های کارت گرا?یکی وحود داشته باشد اما این کار غیر ممکن نیست زیرا کارتهای بسیار متنوعی وجو دارد که هر کدام گرداننهده مربوط به خود را داراست که این خود باعث می شود صدها نوع ROM مادربرد به وجود آید که هر کدام مربوط به یک کارت گرا?یکی می باشد. اما هنگامی که IBM، PC های اولیه خود را اختراع نمود راه حل بهتری ارائه داد . وی ROM مادربرد را طوری طراحی کرد که شکا? (Slot)کارت گرا?یکی را برای پیدا کردن ROM نصب شده روی کارت گرا?یکی را جستجو کند و اگر ROM روی کارت را می توانست پیدا می کرد ، مرحله اولیه راه اندازی را قبل از اینکه سیستم عامل از روی دیسک ?راخوانی (Load) شود ،اجرا می نمود. بدین وسیله از تعویض ROM قرار داده شده روی مادربرد برای است?اده و ?عال کردن دستگاه مورد نظر،ممانعت می کند. کارتهای مختل?ی که تقریبا روی همه آنها ROM وجود دارد ، شامل موارد زیر هستند : کارتهای ویدئویی که همیشه دارای BIOS می باشند. و?ق دهنده های SCSI که امکان است?اده از دستگاههای با اتصالات SCSI را ?راهم می آورد .
کارتهای شبکه که امکان راه اندازی سیستم با است?اده از ?ایل سرور که معمولا Boot Rom یا IPL(InitialProgram Load) ROM نامیده می شوند، را ?راهم می آورد . است?اده از دستگاههای IDE بردهای Y۲K که برای کامل کردن CMOS RAM هستند .
▪ BIOS و CMOS RAM
اکثر ا?راد BIOS رابا CMOS RAM اشتباه می گیرند ، این از آنجا سرچشمه می گیرد که برنامه Setup برای پیکربندی BIOS و ذخیره آن در CMOS RAM می شود است?اده می شود. در حقیقت BIOS و CMOS RAM دو چیز مت?اوت از هم می باشند. بایوس مادربرد در یک چیپ ROM به طور ثابت ذخیره شده است. همچنین روی مادربرد یک چیپ است که RTC/NVRAM نامیده می شود که زمان سیستم را نگهداری می کند و یک حا?ظه ?رار و ثابت است که اولین بار در چیپ MC۱۴۶۸۱۸ ساخت شرکت موتورلا است?اده شده است، و ظر?یت آن ۶۴ بایت است که ۱۰ بایت آن مربوط به توابع ساعت است . اگرچه این چیپ غیر ?رار نامیده می شود اما با قطع برق ساعت و تاریخ تنظیم شده در آن و داده های درون RAM پاک می شود . در حقیقت غیر ?رار نامیده می شود چون بااست?اده از تکنولوژی(CMOS) Complementarry Metal-Oxide Semicondector ساخته شده است ، در نتیجه با یک جریان بسیار کم که بوسیله باتری سیستم تامین می گردد پایدار باقی می ماند که اکثر مردم به این چیپ، CMOSRAM می گویند. هنگامی که وارد BIOS Setup می شوید و پارامترهای خود راتنظیم و ذخیره می نمایید ، این تنظیمات در ناحیه ای از چیپ RTC/NVRAM ذخیره می شوند(که همچنین CMOS RAM نیز نامیده می شود). هر موقع که سیستم خود را راه اندازی می کنید پارامترها از CMOS RAM خوانده می شوند و تعیین می کنند که سیستم چگونه پیکربندی شده است.
▪ BIOS مادربرد :
همه مادربردها شامل یک چیپ مخصوص هستند که بر روی آن نرم ا?زاری قرار دارد که BIOS یا ROM BIOS نامیده می شود . این چیپ ROM شامل برنامه های راه اندازی و گرداننده هایی است که که در هنگام راه اندازی سیستم مورد نیاز است و یک واسطه به سخت ا?زار پایه سیستم است. اغلب به CMOS RAM (حا?ظه پاک نشدنی NVRAM(Non-Volatile نیز می گویند ، چون با ۱ میلینیوم آمپر ?عال می شود و تا هنگامی که باتری لیتیوم ?عال باشد ، داده ها باقی می مانند. BIOS مجموعه ای از برنامه هایی است که در یک یا چند چیپ ذخیره شده است که در طول راه اندازی سیستم این مجموعه از برنامه ها قبل از هر برنامه ای حتی سیستم عامل بارگذاری می شوند . BIOS در اکثر سیستمهای PC ها شامل چهار تابع است:POST(Power Self On Test): این برنامه پردازنده، حا?ظه ،چیپستها و?ق دهنده ویدوئویی ، دیسک کنترلر ،گرداننده های دیسکی ،ص?حه کلید ،و مدارات دیگر را تست می کند.
▪ :BIOSSetup
برنامه ای است که در طول اجرای برنامه POST با?شار دادن کلید خاصی ?عال می شود و به شما اجازه می دهد مادربرد را پیکربندی کنید و تنظیم پارامترهایی همانند ساعت و تاریخ و پسورد و ... را انجام دهید. در سیستمهای ۲۸۶ و ۳۸۶ برنامه Setup در ROM آنها وجود ندارد و لازم است که شما سیستم را توسط دیسک مخصوص Setup راه اندازی نمائید. بارگذارکننده یا لودر BootStrap :روالی است که سیستم ار برای پیدا کردن سکتور Boot جستجو می کند . BIOS :که مجموعه ای از گرداننده هایی است که واسط بین سخت ا?زار و سیستم عامل است.
? سخت ا?زار ROM :
ROM نوعی از حا?ظه است که که داده ها را به طور دائم یا غیر دائم نگهداری می کند . به آن ?قط خواندنی می گویند زیرا یک بار روی آن می نویسند و بارها آنرا می خوانند و اگر دوباره قابل نوشتن باشد بسیار دشوار است .. ROM به حا?ظه غیر ?رار نیز معرو? است ، زیرا هر داده ای که در آن ذخیره شود با قطع برق سیستم پاک نمی شود . توجه داشته باشید که RAM و ROM تناقضی با یکدیگر ندارند .در حقیقت تکنولوژی ROM زیر مجموعه ای از سیستم RAM می باشد به طور خلاصه قسمتی از ?ضای حا?ظه RAM به یک یا چند چیپ اشاره می کنند. به طور مثال هنگامی که کامپیوتر را روشن می کنیم پردازنده به طور خودکار به آدرس FFFF۰h پرش می کند. در این آدرس دستوراتی است که به پردازنده می گویند چه کاری انجام دهد .
این محل ۱۶ بایتی درست در انتهای اولین مگابایت RAM و همچنین در پایان حا?ظه ROM قرار گر?ته است. معمولا سیستم ROM از آدرس F۰۰۰۰h شروع می شود که ۶۴ کیلو بایت قبل از انتهای اولین مگابایت می باشد ، و معمولا چون اندازه ROM ۶۴ کیلو بایت است ۶۴ کیلو بایت آخر اولین مگابایت را اشغال می کند و در آدرس FFF۰h دستورات راه اندازی سیستم قرار دارد . ا?راد بسیاری تعجب می کنند که یک PC با اجرای دستورات ۱۶ بایت از حا?ظه ROM می تواند راه اندازی شود ، اما این طراحی کاملاً حساب شده است. این طراحی بدین گونه است که در ۱۶ بایت آخر ROM یک دستور JMP به اول ROM است و کنترل برنامه را به ابتدای ROM می برد ، پس به این طریق می توانیم اندازه ROM را به هر قدر که بخواهیم ا?زایش دهیم . ROM BIOS اصلی که روی مادربرد است شامل یک چیپ ROM است.چون قسمت اصلی BIOS در ROM است ، ما اغلب آنرا ROM BIOS می نامیم .
کارت های و?ق دهنده ای که در طول راه اندازی سیستم مورد نیاز هستند دارای یک ROM روی بردشان می باشند . از این کارتها می توان کارت ویدئو ،اکثر Small SmallCmputer SystemInterface) SCSI) ها ، کارت کنترلر IDE توسعه یا?ته، برخی از کارتهای شبکه (برای راه اندازی توسط Server) ROMهایی که روی کارتهای و?ق دهنده هستند توسط برنامه POST در طول راه اندازی سیستم اسکن و خوانده می شوند. ROM مادربرد قسمت خاصی ازRAM ازآدرس C۰۰۰۰۰h-DFFFFh را رزرو می کند و سپس دوبایت از آدرس AAh۵۵ را می خواند که در آن آدرس شروع ROM قرار دارد . سومین بایت اندازه ROM را در واحد ۵۱۲ بایت(که aragraphنامیده می شود) نشان می دهد و چهارمین بایت شروع برنامه راه انداز می باشد. یک بایت نیز به منظور تست کردن توسط ROM مادربرد است?اده می شود. ROM Shadowing: چیپهای RAM طبیعتاً در مقابل چیپهای DRAMها کند می باشند زیرا زمان دستیابی به ROM ۱۵۰ نانوثانیه است، اما زمان دستیابی DRAM ها ۵۰ نانوثانیه می باشد . به همین دلیل در بسیاری از سیستمها ROM هابه صورت پنهان(Shadowing) هستند، بدین معنی که ROMها در ابتدای راه اندازی سیستم در چیپهای DRAM کپی می شوند که این باعث دسترسی و اجرای سریعتر عملیات می شود .زیربرنامه ها و روالهایی که به روالهای پنهانی (Shoadowing Procedure) محتویات ROM را در RAM کپی می کنند و آدرس آن را به عنوان ROM معر?ی می کنند و ROM واقعی ار غیر ?عال می کنند ،که این باعث می شود که به نظر برسد که سیستم با سرعت ۶۰ نانوثانیه کار می کند. است?اده از این روش هنگامی م?ید است که از یک سیستم عامل ۱۶ بیتی مانند DOS و یا WIN۳/۱ است?اده می کنیم . و اگر از سیستم عامل ۳۲ بیتی مانند WIN ،۹۸WIN۹۵،WIN NT است?اده می کنید ، این روش تقریبا بی حاصل است زیرا این سیستم عاملها هنگامی که روی سیستم اجرا می شوند از کد ۱۶ بیتی ROM است?اده نمی کنند.اما در عوض از گرداننده های ۳۲ بیتی که در طول راه اندازی سیستم عامل در حا?ظه RAM بارگذاری می کنند ، است?اده می نمایند. چهار نوع چیپ ROM وجود دارد :
ROM
PROM
EPROM
EEPROM که نیز Flash ROM نیز می نامند.
? PROM :
این چیپها که از نوع ROM می باشند در ابتدای ساخت خالی می باشند و باید با داده هایی که می خواهید برنامه ریزی کنید. این نوع حا?ظه ها در اواخر سال ۱۹۷۰ به وسیله شرکت Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه های مختل? ۱ کیلو بایت تا ۲ مگابایت و بیشتر هستند که شماره شناسایی آنها۲۷ nnnn می باشد که عدد ۲۷ شماره شناسایی چیپهای PROM می باشد و nnnn اندازه این چیپ بر حسب بایت می باشد.اگر چه می گوییم این حا?ظه ها در ابتدای ساخت خالی هستند اما به طور تکنیکی دارای مقدار ۱ می باشند . بنابراین یک PROM خالی می تواند برنامه ریزی شده باشد و ما می توانیم روی آن بنویسیم . برای نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer یا سوزاننده (Burner) نام دارد نیاز داریم .برخی اوقات شنیده اید که به چیپ های ROM نیز Burning (یعنی سوزان) می گویند ، زیرا هر بیت باینری یک ?یوز است که سالم بودن آن نشانگر یک و در غیراین صورت ص?ر می باشد .بهتر است که بدانید اکثر چیپ ها با ۵ ولت جریان ?عال می شوند و هنگامی که ما برنامه ای را روی چیپ های PROM می نویسیم یا اصطلاحا Program می نمائیم جریانی بیشتر از ۵ ولت که معمولا ۱۲ ولت است اعمال می کنیم که این باعث سوختن ?یوزهای آدرسهایی می شود که ما می خواهیم .
باید توجه داشته باشید که ما می توانیم یک را ص?ر تبدیل کنیم ولی برعکس آن ممکن نیست به این چیپ ها OTP (OneTime (Programmable می گویند.
? EPROM: