انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

پایان نامه‏ کامپیوتر

انجام پایان نامه‏ ارشد کامپیوتر

در باره بايوس كامپيوتربيشتر بدانيد؟
 اغلب براي افراد مشکل است که تفاوت بين سخت افزار و نرم افزار را درک نمايند و اين به اين دليل است که اين دو موضوع در طراحي،ساخت وپياده سازي سيستم ها بسيار به هم وابسته اند . براي درک بهتر تفاوت بين آنها لازم است که ابتدا مفهوم BOIS  را درک کنيد.


BOISتنها کلمه اي است که مي تواند تمام درايورهايي را که در يک سيستم به عنوان واسط سخت افزار سيستم و سيستم عامل کار مي کنند ، را شرح دهد.


BOISدر حقيقت نرم افزار را به سخت افزار متصل مي نمايد . قسمتي از بايوس بر روي چيپ ROM  مادربرد و قسمتي ديگر بر روي چيپ کارتهاي وفق دهنده قرار دارد که FIRE WARE(يعني ميانه افزار يا سفت افزار)ناميده ميشود.


يک PC  مي تواند شامل لايه هايي (بعضي نرم افزاري و بعضي سخت افزاري ) باشد که واسط بين يکديگرند.
در اکثر اوقات شما مي توانيد يک کامپيوتر (PC) را به چهار لا يه تقسيم کنيد که هر کدام از لايه ها به زير مجموعه هايي کوچکتر تقسيم کنيم . در شکل  1-5  چهار لايه نمونه از يک PC  را مشاهده مي کنيد . هدف از اين نوع طراحي اين است که سيستم عامل ها و نرم افزار هاي مختلف بر روي سخت افزار هاي مختلف اجرا شوند (حالت مستقل از سخت افزار ) . شکل  1-5  نشان مي دهد که چگونه دو ماشين متفاوت با سخت افزار هاي مختلف که از يک نسخه بايوس استفاده مي کنند ، مي توانند انواع نرم افزارها و سيستم عامل هاي مختلف را اجرا کنند . بدين طريق دو ماشين با دو پردازنده مختلف، رسانه هاي ذخيره سازي متفاوت و دو نوع واحد گرافيکي و غيره ... ، يک نرم افزار را اجرا کنند.
در معماري اين لايه ها برنامه هاي کاربردي با سيستم عامل از طريق API(Application Program Interface) ارتباط برقرار مي کنند.


API  بر اساس سيستم عاملي که مورد استفاده قرار مي گيرد و مجموعه توابع و دستورالعملهايي که براي يک بسته نرم افزاري ارائه مي دهد ، متغير مي باشد . به طور مثال يک بسته نرم افزاري مي تواند از سيستم عامل براي ذخيره و بازيابي اطلاعات استفاده کند و خود نرم افزار مجبور نيست که اين کارها را انجام دهد.


نرم افزارها طوري طراحي شده اند که ما مي توانيم آنرا بر روي سيستمهاي ديگر نصب و اجرا نمائيم و اين به دليل مجزا شدن سخت افزار از نرم افزار است و نرم افزار از سيستم عامل براي دستيابي به سخت اقزار سيستم استفاده مي کند . سپس سيستم عامل از طريق واسط ها به لايه هاي بايوس دستيابي پيدا مي کند .بايوس شامل نرم افزارهاي گرداننده اي است که بين سخت افزار و سيستم عامل ارتباط برقرار مي کند . به خودي خود سيستم عامل هيچگاه نمي تواند مستقيما به سخت افزار دستيابي پيدا کند ، در عوض مجبور است از طريق برنامه هاي گرداننده اي که به اين کار تخصيص يافته اند عمل کند.


يکي از وظايف توليد کنندگان قطعات سخت افزاري آن است که گرداننده اي براي قطعات توليدي خود ارائه دهند ، و چون گرداننده ها بايد بين سخت افزار و نرم افزار عمل نمايند ، بايد گرداننده هاي هر سيستم عامل مجزا توليد شوند . بنابراين کارخانه سازنده قطعات بايد گرداننده هاي مختلفي ارائه دهد تا قطعه مورد نظر بتواند بر روي سيستم عاملهاي مزسوم کار کند.


چون لايه هاي بايوس همانند يک سيستم عامل به نظر مي رسند ، مهم نيست که با چه سخت افزاري کار مي کند ، و ما مي توانيم سيستم عاملها را بر روي هر کامپيوتري و با هر نوع مشخصات سخت افزاري نصب و استفاده نمائيم.


براي مثال شما مي توانيد Windows 98  را بر روي دو سيستم متفاوت با پردازنده ،هارد ديسک،و کارت گرافيکي و ... که متفاوت از يکديگرند نصب و اجرا کنيد، اما بر روي هر دو سيستم همان کارائي خود را داراست، و زيرا که گرداننده ها همان عملکرد پايه را انجام مي دهند و مهم نيست که بر روي چه سخت افزاري کار مي کنند.


معماري سخت افزار و نرم افزار بايوس:

البته بايوس ، نرم افزاري است که شامل گرداننده هاي مختلفي است که که رابط بين سخت افزار و سيستم عامل هستند يعني بايوس نرم افزاري است که همه آن از روي ديسک بارگذاري نمي شود بلکه قسمتي از آن ، قبلا بر روي چيپهاي موجود در سيستم يا برروي کارتهاي وفق دهنده نصب شده اند.
 

بايوس در سيستم به سه صورت وجود دارد :


1-ROM BIOS  نصب شده بر روي مادر برد.


2-  بايوس نصب شده بر روي کارتهاي وفق دهنده (همانند کارت ويدئويي)


3-  بارگذاري شده از ديسک(گرداننده ها)

چون بايوس مادربرد مقدمات لازم را براي گردادننده ها و نرم افزارها ي مورد نياز فراهم ميکند ،د اکثرا به صورت سخت افزاري که شامل يک چيپ ROM  مي باشد موجود است.

سالهاي پيش هنگامي که سيستم عامل DOS  بر روي سيستم اجرا ميشد خود به تنهائي کافي بود و گرداننده اي (Driver) مورد نياز نداشت . بايوس مادربرد به طور عادي شامل گرداننده هايي است که براي يک سيستم پايه همانند صفحه کليد، فلاپي درايو، هارد ديسک ، پورتهاي سزيال و موازي و غيره ... است.

به جاي اينکه براي دستکاههاي جديد لازم باشد که بايوس مادربرد را ارتقاء دهيد، يک نسخه از گرداننده آن را بر روي سيستم عامل خود نصب مي نمائيد تا سيستم عامل پيکربندي لازم را در هنگام بوت شدن سيستم را براي استفاده ار آن دستگاه انجام دهد ، براي مثال مي توانيم CD ROM،Scanner،Printer،گرداننده هاي PC CARD  را نام برد.چون اين دستکاهها لازم نيستند که در هنگام راه اندازي سيستم فعال باشند ، سيستم ابتدا از هارد ديسک راه اندازي مي شود وسپس گرداننده هاي آنرا بار گذاري مي نمايد.


البته بعضي از دستگاهها لازم است که در طول راه اندازي سيستم عامل فعال باشند ، اما اين امر چگونه امکان پذير است مثلا قبل از آنکه گرداننده کارت ويدئويي از ROM BIOS  و يا از روي هارد ديسک فراخواني شود شما چگونه مي توانيد اطلاعات را بر روي مانيتور ببينيد ..


يک جواب اين است که در ROM  تمام گرداننده هاي کارت گرافيکي وحود داشته باشد اما اين کار غير ممکن نيست زيرا کارتهاي بسيار متنوعي وجو دارد که هر کدام گرداننهده مربوط به خود را داراست که اين خود باعث مي شود صدها نوع ROM  مادربرد به وجود آيد که هر کدام مربوط به يک کارت گرافيکي مي باشد.


اما هنگامي که IBM،PC  هاي اوليه خود را اختراع نمود راه حل بهتري ارائه داد . او ROM  مادربرد را طوري طراحي کرد که شکاف (Slot)کارت گرافيکي را براي پيدا کردن ROM  نصب شده روي کارت گرافيکي را جستجو کند.


و اگر ROM  روي کارت را مي توانست پيدا مي کرد ، مرحله اوليه راه اندازي را قبل از اينکه سيستم عامل از روي ديسک فراخواني (Load) شود ،اجرا مي نمود. بدين وسيله از تعويض ROM  قرار داده شده بر روي مادربرد براي استفاده و فعال کردن دستگاه مورد نظر،ممانعت مي کند.


کارتهاي مختلفي که تقريبا بر روي همه آنها ROM  وجود دارد ، شامل موارد زير هستند:

 کارتهاي ويدئويي که هميشه داراي BIOS  مي باشند.

وفق دهنده هاي SCSI  که امکان استفاده از دستگاههاي با اتصالات SCSI  را فراهم مي آورد .

کارتهاي شبکه که امکان راه اندازي سيستم با استفاده از فايل سرور که معمولا Boot Rom  يا IPL(Initial Program Load) ROM  ناميده مي شوند، را فراهم مي آورد ..

استفاده از دستگاههاي IDE

بردهاي Y2K  که براي کامل کردن CMOS RAM  هستند.

BIOS  و CMOS RAM :
اکثر افراد  BIOS رابا  CMOS RAM اشتباه مي گيرند ، اين از آنجا سرچشمه مي گيرد که برنامه  Setup براي پيکربندي  BIOS و ذخيره آن در  CMOS RAM مي شود استفاده مي شود.
در حقيقت  BIOS و  CMOS RAM دو چيز متفاوت از هم مي باشند. بايوس مادربرد در يک چيپ  ROM به طور ثابت ذخيره شده است.
همچنين بر روي مادربرد يک چيپ است که  RTC/NVRAM ناميده مي شود ، که زمان سيستم را نگهداري مي کند و يک حافظه فرار و ثابت است که اولين بار در چيپ  MC146818 ساخت شرکت موتورلا استفاده شده است، و ظرفيت آن  64  بايت است که  10  بايت آن مربوط به توابع ساعت است  .. اگرچه اين چيپ غير فرار ناميده مي شود اما با قطع برق ، ساعت و تاريخ تنظيم شده در آن و داده هاي درون  RAM پاک مي شود  .
در حقيقت غير فرار ناميده مي شود چون با استفاده از تکنولوژي  CMOS(Complementarry Metal-Oxide Semicondector) ساخته شده است ، در نتيجه با يک جريان بسيار کم که بوسيله باطري سيستم تامين مي گردد ، پايدار باقي مي ماند که اکثر مردم به اين چيپ  ،CMOS RAM مي گويند  .
هنگامي که وارد  BIOS Setup مي شويد و پارامترهاي خود راتنظيم و ذخيره مي نماييد ، اين تنظيمات در ناحيه اي از چيپ  RTC/NVRAM ذخيره مي شوند(که همچنين  CMOS RAM نيز ناميده مي شود).
و در هر موقع که سيستم خود را راه اندازي مي کنيد پارامترها از  CMOS RAM خوانده مي شوند و تعيين مي کنند که سيستم چگونه پيگربندي شده است.


BIOS  مادربرد :
همه مادربردها شامل يک چيپ مخصوص هستند که بر روي آن نرم افزاري قرار دارد که  BIOS يا  ROM BIOS ناميده مي شود . اين چيپ  ROM شامل برنامه هاي راه اندازي و گرداننده هايي است که که در هنگام راه اندازي سيستم مورد نياز است و يک واسطه به سخت افزار پايه سيستم است.


اغلب به CMOS RAM  (حافظه پاک نشدني NVRAM(Non-Volatile  نيز مي گويند ، چون با  1  ميلينيوم آمپر فعال مي شود و تا هنگامي که باطري ليتيوم فعال باشد ، داده ها باقي مي مانند.


BIOS  مجموعه اي از برنامه هايي است که در يک يا چند چيپ ذخيره شده است ، که در طول راه اندازي سيستم اين مجموعه از برنامه ها قبل از هر برنامه اي حتي سيستم عامل بارگذاري مي شوند .


BIOS  در اکثر سيستمهاي PC  ها شامل چهار تابع است:


POST(Power Self On Test): اين برنامه پردازنده، حافظه ،چيپستها ،وفق دهنده ويدوئويي ، ديسک کنترلر ،گرداننده هاي ديسکي ،صفحه کليد ،و مدارات ديگر را تست مي کند.

BIOS Setup: برنامه اي است که در طول اجراي برنامه POST  بافشار دادن کليد خاصي فعال مي شود و به شما اجازه مي دهد مادربرد را پيکربندي کنيد و تنظيم پارامترهايي همانند ساعت و تاريخ و پسورد و ... را انجام دهيد. در سيستمهاي  286  و  386  برنامه Setup  در ROM  آنها وجود ندارد و لازم است که شما سيستم را توسط ديسک مخصوص Setup  راه اندازي نمائيد.


بارگذارکننده يا لودر BootStrap  :روالي است که سيستم ار براي پيدا کردن سکتور Boot  جستجو مي کند .


BIOS: که مجموعه اي از گرداننده هايي است که واسط بين سخت افزار و سيستم عامل است.


سخت افزار ROM:
ROM نوعي از حافظه است که که داده ها را به طور دائم يا غير دائم نگهداري مي کند .به آن فقط خواندني مي گويند زيرا يک بار بر روي آن مي نويسند و بارها آنرا مي خوانند و اگر دوباره قابل نوشتن باشد بسيار دشوار است  ..


ROM  به حافظه غير فرار نيز معروف است ، زيرا هر داده اي که در آن ذخيره شود با قطع برق سيستم پاک نمي شود . توجه داشته باشيد که RAM  و ROM  تناقضي با يکديگر ندارند.

در حقيقت تکنولوژي ROM  زير مجموعه اي از سيستم RAM  مي باشد به طور خلاصه قسمتي از فضاي حافظه RAM  به يک يا چند چيپ اشاره مي کنند.

به طور مثال هنگامي که کامپيوتر را روشن مي کنيم پردازنده به طور خودکار به آدرس FFFF0h  پرش مي کند.که در اين آدرس دستوراتي است که به پردازنده مي گويند چه کاري انجام دهد .

اين محل  16  بايتي درست در انتهاي اولين مگابايت  RAM و همچنين در پايان حافظه  ROM قرار گرفته است.معمولا سيستم  ROM از آدرس  F0000h شروع ميشود که  64  کيلو بايت قبل از انتهاي اولين مگابايت مي باشد ، و معمولا چون اندازه  ROM 64 کيلو بايت است  64  کيلو بايت آخر اولين مگابايت را اشغال مي کند و در آدرس  FFF0h دستورات راه اندازي سيستم قرار دارد.


افراد بسياري تعجب مي کنند که يک PC  با اجراي دستورات  16  بايت از حافظه ROM  مي تواند راه اندازي شود ، اما اين طراحي کاملا حساب شده است.


اين طراحي بدين گونه است که در  16  بايت آخر ROM  يک دستور JMP  به اول ROM  است و کنترل برنامه را به ابتداي ROM  مي برد ، پس به اين طريق مي توانيم اندازه ROM  را به هر قدر که بخواهيم افزايش دهيم . ROM BIOS  اصلي که برروي مادربرد است شامل يک چيپ ROM  است.چون قسمت اصلي BIOS  در ROM  است ، ما اغلب آنرا ROM BIOS  مي ناميم.


کارت هاي وفق دهنده اي که در طول راه اندازي سيستم مورد نياز هستند داراي يک ROM  بر روي بردشان مي باشند . که از اين کارتها مي توان کارت ويدئو ،اکثر Small Small Cmputer System Interface) SCSI( ها ، کارت کنترلر IDE  توسعه يافته، برخي از کارتهاي شبکه (براي راه اندازي توسط Server).


ROMهايي که بر روي کارتهاي وفق دهنده هستند توسط برنامه POST  در طول راه اندازي سيستم اسکن و خوانده مي شوند. ROM  مادربرد قسمت خاصي ازRAM  (از آدرس C00000h-DFFFFh) را رزرو مي کند و سپس دوبايت از آدرس  55AAh  را مي خواند که در آن آدرس شروع ROM  قرار دارد.


سومين بايت اندازه ROM  را در واحد  512  بايت(که Paragraphناميده مي شود) نشان مي دهد و چهارمين بايت شروع برنامه راه انداز ميباشد. يکبايت نيز به منظور تست کردن توسط ROM  مادربرد استفاده مي شود.


ROM Shadowing:
چيپهاي  RAM طبيعتا در مقابل چيپهاي  DRAMها کند مي باشند ، زيرا زمان دستيابي به  ROM 150 نانوثانيه است، اما زمان دستيابي  DRAM ها  50  نانوثانيه مي باشد.


به همين دليل در بسياري از سيستمها ROM  ها به صورت پنهان (Shadowing) هستند، بدين معني که ROMها در ابتداي راه اندازي يسيتم در چيپهاي DRAM  کپي مي شوند که اين باعث دسترسي و اجراي سريعتر عمليات مي شود.

زيربرنامه ها و روالهايي که به روالهاي پنهاني (Shoadowing Procedure) محتويات ROM  را در RAM  کپي مي کنند و آدرس آن را به عنوان ROM  معرفي مي کنند و ROM  واقعي ار غير فعال مي کنند ،که اين باعث مي شود که به نظر برسد که سيستم با سرعت  60  نانوثانيه کار مي کند.

بااستفاده از اين روش هنگامي مفيد است که از يک سيستم عامل  16  بيتي مانند ِِDOS  و يا WIN3.1  لستفاده مي کنيم ..و اگر از سيستم عامل  32  بيتي مانند WIN 98,WIN95,WIN NT  استفاده مي کنيد ، اين روش تقريبا بي حاصل است زيرا اين سيستم عاملها هنگامي که بر روي سيستم اجرا مي شوند از کد  16  بيتي ROM  استفاده نمي کنند.


اما در عوض از گرداننده هاي  32  بيتي که در طول راه اندازي سيستم عامل در حافظه RAM  بارگذاري مي کنند ، استفاده مينمايند.


چهار نوع چيپ ROM  وجود دارد :
* ROM
* PROM
*EPROM
EEPROM * که نيز  Flash ROM نيز مي نامند.
 

PROM:
اين چيپها که از نوع  ROM مي باشند در ابتداي ساخت خالي مي باشند و بايد با داده هايي که مي خواهيد برنامه ريزي کنيد. اين نوع حافظه ها در اواخر سال  1970  به وسيله شرکت  Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه هاي مختلف  1  کيلو بايت تا  2  مگابايت و بيشتر هستند که شماره شناسايي آنها  27nnnn مي باشد كه عدد  27  شماره شناسايي چيپهاي  PROM مي باشد و  nnnn اندازه اين چيپ بر حسب بايت مي باشد.


اگر چه مي گوييم اين حافظه ها در ابتداي ساخت خالي هستند اما به طور تکنيکي داراي مقدار  1  مي باشند . بنابراين يک PROM  خالي مي تواند برنامه ريزي شده باشد و ما مي توانيم بر روي آن بنويسيم . براي نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer  يا سوزاننده (Burner) نام دارد ، نياز داريم.

برخي اوقات شنيده ايد که به چيپ هاي ROM  نيز Burning  (يعني سوزان) مي گويند ، زيرا هر بيت باينري يک فيوز است که سالم بودن آن نشانگر يک و در غيراين صورت صفر مي باشد ..

بهتر است که بدانيد اکثر چيپ ها با  5  ولت جريان فعال مي شوند و هنگامي که ما برنامه اي را بر روي چيپ هاي PROM  مي نويسيم يا اصطلاحا Program  مي نمائيم جرياني بيشتر از  5  ولت که معمولا  12  ولت است اعمال مي کنيم که اين باعث سوختن فيوزهاي آدرسهايي مي شود که ما مي خواهيم . بايد توجه داشته باشيد که ما مي توانيم يک را صفر تبديل کنيم ولي برعکس آن ممکن نيست.
به اين چيپ ها OTP (One Time Programmable) نيز مي گويند در شکل  2-1  تصوير يک Programmer  چند سوکته را مشاهده مي کنيد که به آن (Gang Programmer) يا برنامه ريز گروهي نيز مي گويند. و مي تواند چندين چيپ را در هر بار برنامه ريزي کند.


EPROM:
نيز يک نوع عمومي از  PROM مي باشد که قابليت پاک شدن و دوباره برنامه ريزي را داراست . بر روي اين چيپها يک بلور کوارتز قرار دارد که مستقيما بر روي  die قرار دارد. اين چيپها با شماره  27xxxx شناسايي مي شوند و به وسيله برنامه يا به طور فيزيکي مي توان آنها را پاک کرد.








انجام پایان نامه

انجام پایان نامه کامپیوتر، انجام پایان نامه ارشد کامپیوتر، انجام پایان نامه، پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

  دانلود مقاله | انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه