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.

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

2 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) , Award Software, Inc. ASUS P3B-F ACPI BIOS Revision 1004 Intel(R) Pentium(R) III 450MHz Processor Memory Test : 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

3 BIOS （バイオス） Basic Input/Output System

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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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 : OK : Detecting Primary Master ST36421A Detecting Primary Slave ASUS CD-S400/A Detecting Secondary Master ... None Detecting Secondary Slave ... None

11 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 DRAM Type : SDRAM ｜ ｜ Pri. Slave Disk : CD-ROM, UDMA 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 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― IDE Controller /15 Serial bus controller 11 Network controller Display controller

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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!!

18 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

19 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, ISBN

20 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

21 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。

22 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

23 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