中神 雄一 (北大・理) nakagami@ep.sci.hokudai.ac.jp 最低限BIOS 中神　雄一　(北大・理) nakagami@ep.sci.hokudai.ac.jp

パソコンを起動時に こんな画面が出たはず Award Medallion BIOS v6.0, An Energy Star Ally 　　　　　　　　こんな画面が出たはず Award Medallion BIOS v6.0, An Energy Star Ally Copyright (C) 1984-99, Award Software, Inc. ASUS P3B-F ACPI BIOS Revision 1004 Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor Memory Test : 131072 OK Award Plug and Play BIOS Extension v1.0A Initialize Plug and Play Cards... Card-01: Creative ViBRA16X PnP PNP Init Completed Trend ChipAwayVirus(R) On Guard Detecting Primary Master ... ST36421A Detecting Primary Slave ... ASUS CD-S400/A Detecting Secondary Master ... None Detecting Secondary Slave ... None

BIOS （バイオス） Basic Input/Output System

目次 なぜ　BIOS ？ BIOS はどこにある？ BIOS の仕事 BIOS の設定方法

なぜ BIOS ？ ハードウエアの制御には細かい設定が必要 ハードウエア毎に接続方法や制御方法 伝送速度に違いがある... ハードディスク 　　　　　　　　　　　　　伝送速度に違いがある... ハードディスク メモリ CPU 拡張カード （ビデオカード、NIC、サウンドカード） バス ハードウエアの制御には細かい設定が必要

BIOS はどこにある？ マザーボード上の ROM に記録されている 最近は書き換え可 能なROM (フラッシ ュ ROM) で提供さ ROM (Read Only Memory) * マザーボード上の ROM に記録されている 最近は書き換え可 能なROM (フラッシ ュ ROM) で提供さ れ簡単にアップグレ －ドできる

BIOS の仕事 基本入出力プログラム 起動時のハードウエアの認識 ・ ハード情報の取得・初期化 OS の起動 プラグアンドプレイ/電源管理 起動時のハードウエアの認識　 　・　ハード情報の取得・初期化 　・　リソース分け OS の起動 プラグアンドプレイ/電源管理

基本入出力プログラム ハードウエアに固有な 制御プログラムを提供 OS 現在はあまり利用されていない BIOS ハードウェア 　制御プログラムを提供 現在はあまり利用されていない 　・ BIOS はシングルタスク ハードウェア BIOS OS → いわゆる「デバイスドライバ」 にその役目を譲渡 キーボード、マウス モニタ、HDD、NIC

起動時のハードウエアの認識 POST (Power on Self Test) ・　電源を入れると IPL （Initial Program Laoder） が BIOS ROM 上から CPU に展開・実行 ハードウエアの初期化 　　・　ビデオサブシステムから 2) 動作チェック 3) 異常が無ければハードウエアリソースの割り当て ・　I/Oポートアドレス、IRQ, DMAチャンネル

CPU、メモリ、HDD、 CD-ROMドライブのチェック 起動時のメッセージ… BIOSの役割 CPU、メモリ、HDD、 CD-ROMドライブのチェック Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor Memory Test : 131072 OK : Detecting Primary Master ... ST36421A Detecting Primary Slave ... ASUS CD-S400/A Detecting Secondary Master ... None Detecting Secondary Slave ... None

ハードウェア / PCIデバイスの一覧 起動時のメッセージ… BIOSの役割 ｜ CPU Type : Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor ｜ ｜ Cache Memory : 512K Memory Installed : 128M ｜ ｜―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――-| ｜ Diskette Drive A : 1.44M, 3.5 in. Serial Port(s) : 3FB 2FB ｜ ｜ Diskette Drive B : None Parallel Port(s) : 37B ｜ ｜ Pri. Master Disk : 6449MB, UDMA 2 DRAM Type : SDRAM ｜ ｜ Pri. Slave Disk : CD-ROM, UDMA 2 SPD On Module(s) : Yes ｜ ｜ Sec. Master Disk : None Data Integrity : Non-ECC ｜ ｜ Sec. Slave Disk : None ｜ └―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――-| PCI device listing..... Bus No. Device No. Func No. Vendor ID Device ID Device Class IRQ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 0 4 1 8886 7111 IDE Controller 14/15 0 4 2 8886 7112 Serial bus controller 11 0 11 0 1317 8901 Network controller 7 0 12 0 1882 4753 Display controller 5

起動ディスクの先頭 からブートローダー を読み込み， メインメモリへ転送 OS の起動プロセス（概略） ハードウェアの 検出・検査・設定 ROMの中のプログラムをCPUへ転送 起動ディスクの先頭 からブートローダー を読み込み， メインメモリへ転送 電源 投入 ブートローダーが パーティションの先頭 からカーネルローダーを読み込み，メインメモリ へ転送 カーネルローダーが OSのカーネルをメイン メモリへ転送 BIOS(IPL)の仕事 ハードディスクの構造 パーティション1 パーティション2 パーティション3

プラグアンドプレイ/電源管理 プラグアンドプレイ 　・差し込む(Plag)だけで自動認識され，動作(Play)するように，最適なハードウェア環境を提供する． 　・NIC やビデオカードの自動認識、USB 電源管理 - APM (Advanced Power Management) ・ ソフトウエアレベルで供給電源を制御する機能 ・ OSをシャットダウンするだけでPC本体の電源が停止 ・ハードウエア、BIOS、OS の 3 つが連携していることが必要 Award Plug and Play BIOS Extension v1.0A Initialize Plug and Play Cards... Card-01: Creative ViBRA16X PnP PNP Init Completed

BIOSの設定 BIOS の設定方法：設定画面 PCの起動時に呼び 　出し可能 情報実験機ではDel キーを押す

BIOSの設定 BIOS の設定方法：IDE接続 ※　実験機では自動認識 　　(Auto) を選択する

ＩＤＥ 接続設定 接続したドライブが，指定したIDで認識されているかを確認 ■IDE とは？ BIOSの設定 ＩＤＥ　接続設定 接続したドライブが，指定したIDで認識されているかを確認 Primary master Primary slave Secondary master Secondary slave ■IDE とは？ ハードディスクインターフェスの規格. 1 コネクタで2台のHDD を接続できる. Secondary Primary

起動ドライブの設定 起動ドライブの優先 順位を設定する FDD, HDD, CD-ROM, Other ? BIOSの設定 起動ドライブの設定 起動ドライブの優先 　順位を設定する 　FDD, HDD, CD-ROM, Other ? 本日の実習で実際にやってみましょう!!

まとめ BIOS は専用の ROM で管理されている BIOS なしに OS は機能しない BIOS の設定は変更可能 　・　ハードウエアの基本的な制御手順を提供 　・　ハードウエアの状態をチェック 　・　OS の起動 BIOS　の設定は変更可能

参考資料 渡邉郁郎．AT互換機のBIOS． エーアイ出版, ISBN4-87193-652-X 日経BPソフトプレス編, 体系的に学び直すパソコンの仕組み, BPソフトプレス, ISBN4-89100-383-9

CPUがアクセスできるメモリー上に、周辺機器 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 I/O ポート CPU が直接データをやり取り出来るのはメモリーだけ.. CPUがアクセスできるメモリー上に、周辺機器 とデータをやり取りするための窓口のこと CPU 周辺機器 I/O ポート メモリー

IRQ （Interrupt ReQuest） 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 IRQ　（Interrupt ReQuest） ■　割り込み処理 突然の要求 (IRQ) に対して　CPU に 現在行っている処理に割り込ませて先に 処理をすること ■　IRQコントローラ CPU には割り込みを通知する信号線がついており，IRQコントローラはこの信号線とつながっている。

IRQコントローラの構成 CPU メモリ 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 システムタイマー 8 リアルタイムクロック 1 システムタイマー 8 リアルタイムクロック 1 キーボード 9 (ACPI) 2 (PICカスケード) 10 3 COM2 11 4 COM1 12 PS/2マウス 5 13 数値演算プロセッサ 6 14 IDE(Primary) フロッピーディスク メモリ 7 15 IDE(Secondary) LPT1

DMA チャンネル DMA コントローラ とメモリーが情報をやり 取りする際の専用の通信窓口 付録：BIOS を理解するのに必要な知識 DMA チャンネル DMA　コントローラ とメモリーが情報をやり 取りする際の専用の通信窓口 ■　DMA 伝送　(Direct Memory Access) データを伝送の際に CPU を通さずにメモリー上で処理 することで, CPU の負担を小さくする伝送方法 DMA コントローラ データ領域 CD-RW チェンネル I/Oポート HDD