اللوحة الأم ونظام BIOS
1- نظرة عامة – الشريحة الأساسية Chipset :
- ممر المعطيات الخارجي يربط أجهزة الدخل ( لوحة مفاتيخ – ماوس - ....) وأجهزة الحرج ( شاشة – طابعة - ... ) وأدوات النخزين وأجهزة غيرها مع بعضها البعض .
- ممر العناوين أيضاً يقوم بدور منماثل .
- بالحقيقة هناك ممري عناوين :
o واحد بين CPU والشريحة الأساسية .
o وآخر بين الشريحة الأساسية وأجزاء أخرى من الحاسب .
- عندما يتخاطب CPU مع الأجهزة الأخرى فإن الشريخة الأساسية لا تقوم بأي عمل تقريباً .
- عملها ببساطة : نقل المعلومات بالاتحاهين : من ممر المعطيات الخارجي وممر العناوين في الداخل إلى ممر المعطيات الخارجي وممر العناوين في الخارج .
2- نظام BIOS :
- ممر المعطيات الخارجي وممر العناوين مسؤولان عن كل الأعمال في الحاسب ( عرض المعلومات على الشاشة – الإعلام بتحريك الماوس - ....) ويعملان هذان الممران بالإضافة لبرمجيات معتمدة لتمكين CPU من التخاطب مع كل الأجهزة في الحاسب الشخصي .
- تتصل لوحة المفاتيح مع ممر المعطيات الخارجي بواسطة رقاقة تعدة متخكم لوحة المفاتيح ( Kyeboard Controller ) .
- كل المتحكمات بلوحة المفاتيخ القديمة والجديدية تسمى الرقاقة 8042 .
- تحفظ هذه الرقاقة شيفرات المسح ( Scan Code ) لكل مفتاح بحيث عند ضغطه ترسل هذه الرقاقة شيفرته إلى CPU.
- ولإمكانية تخاطب CPU مع 8042 يلزمنا برنامج لهذا الأمر .
- وبماأن رقاقة 8042 وغيرها تحت تطوير دالئم فمن غير المعقول تخزين هذه البرامج فيها ولا في الرام المتطايرة ... والحل ..؟
- الحل بتخزينها على اللوحة الام ضمن رقرقة ROM ( Read Only Memory ) أي ذاكرة القراءة فقط .
- ROM تخزن البرامج مثل RAM مع وجود فراقين بينهما :
o ROM ذاكرة غير متطايرة حتى عند انقطاع التيار الكهربائي بعطس RAM .
o ROM للقراءة فقط أي أي يخزن فيها البرنامج لمرة واحدة من قبل الشركة المصنعة .:
- إذاً : إذا أراد CPU التخاطب مع 8042 فإنه يستدعس البرنامج المناسب لهذا من ROM .
- لكل جهاز متصل مع الحاسب عدة برامج تخزن في ROM ( ليست برامج التعريف وإنما برامج المخاطبة الأساسية بين الحاسب وهذا الجهاز ) .
- ROM:
o تحوي على برامج تخاطب مع كل جزء من الحاسب .
o فيها مئات البرامج الصغيرة من 2 إلى 30 سطر تعليمة .
- كل هذه البرامج تسمى BIOS ( Basic InPut/OutPut Services ) أي خدمات الدخل /الخرج الأساسية .
- البرمجيات الثابتة FrimWare مخزنة في ROM .
- البرمجيات اللينة SoftWare مخزنة في أجهزة التخزين الأخرى .
- ROM تخزن حوالي 65536 سطر من برامج BIOS .
3- BIOS وعلاقتها بعنونة الذاكرة :
- المعالج يطلب قيمة من رام أو يريد أن يشغل برنامج معين فيها ف‘نه يقون بذلك عن طريق ممر العناوين .
- ونفس هذا المبدا يطبق على ROM لذلك طرخت IBM فكرة بحجز 65536 بايت ( وهو السعى العظمى ل BIOS ) من أجل BIOS المتوضع في الـ ROM .
- إذاً عملياً يوجد 20 خط عنونة في 8088 تستطيع عنونة 1 ميغا ويحجز جزء من خطوط العنونة للتعامل مع ROM لذلك فليس 20 خط تعنون RAM لذلك تقل القيمة 1 ميغا .
- الـ BIOS النخزن في ROM على اللوحة الأم يسمى BIOS النظام الأساسي وهناك BIOS أخر للأجهزة ( كل جهاز و BIOS ) الخاص به .
- كلما تم لإضافة جهاز جديد يضيف المهالج الـ BIOS تالخاص به لذلك قررت IBM أن لكل جهاز سيكوةن BIOS خاص به بدلاً من تعديل الـ BIOS الأساسية في كل مرة مضيف فيها جهاز جديد .
4- أشكال BIOS :
- يقسم الكيان الصلب إلى ثلاث مجموعات :
o الكيان الصلب العام والأساسي الذي لا يتغير أبداً :
1. الـ BIOS الخاص بهذه الأجهزة يخزن في ROM .
2. مثال : اللوحة الأم .
3. نطلق على هذه المحموعة اسم : مجموعة النواة Core Group .
o الكيان الصلب العام والضروري والذي يمكن تغيره :
1. مثال : RAM – القرص الصلب .....
2. يخزن BIOS لهذه الأجهزة في ROM النظام أيضاً .
3. لكنها تحتاج إلى BIOS يمكن تغيرها .
4. لهذا تخزن هذه المعلومات على رقاقة RAM يمكن خاصة ومنفصلة تسمى COMS .
5. اختصاراً لـ Complementary Metal-Oxide Semei Conductor
6. تسمى هذه المجموعة من الأجهزة ياسك COMS .
o الأجهزة الغير جوهرية :
1. مثال : الفأرة – سواقة الأقراص الليزرية ......
2. تسمى هذه المجموعة : مجموعة لأي شيء آخر .
5- مجموعة النواة : ROM النظام :
- مثال عليها : رقاقة لوحة المفاتيح 8042 .
- تتوضع رقاقة ROM النظام التي تخزن BIOS النظام على اللوحة الأم .
- تتوفر عادة الرقاقت ROM وفق التعليب DIPP .
- رقاقات ROM في معظم الحواسيب المتوافقة مع IBM يمكنها تخزين 64K من البرامج .
- غير متطايرة : أي إنها لا تحتاج إلى كهرباء لحفظ البرامج يعني يمكن إطفاء الحاسب أياماً دون أن تفقد محتوياتها .
- سلبياتها : لا يمكن تعديلها – بطيئة مقارنة بـ DRAM .
- إذاً : BIOS : هو مجموعة من البرامج و ROM هي رقاقة كيان صلب تستخدم لحفظ BIOS فلا يجب الخلط بينهم .
6- مجموعة COMS : الأحهزة القابلة للتغيير :
- تتخاطب بعض إجرائيات BIOS مع أجهزة عامة قابلة للتغير مثل RAM – قرص صلب .....
- هذه الإجرائيات تخزن على ROM النظام .
- عند تغيي أي جهاز منها يجب أن تتغير بارامترات معينة تعكس هذا التغير .
- وبما أننا لا نستطيع تعديل BIOS المخزن في ROM لذلك وجدت COMS .
- COMS لا تخزن البرامج بل تخزن المعلومات اللازمة لبرامج BIOS كي تستطيع التخاطب مع الأجهزة المتغيرة .
- رقاقة COMS تتسع لحوالي 64KB إلا أننا نستخدم حوالي 128 بايت لتخزين المعلومات الضرويورة عن الأجهزة القابلة للتغير .
- إذا كانت المعلومات الحاصة بجهاز ما والنخزنة داخل COMS مختلفة عن الجهاز الموجود فأن الحاسب عندها لن يكون قادراً على تشغيل هذا الجهاز .
- إذاً من الضروري أن تكون المعلومات صحيحة وبالتالي يجب تحديث معلومات COMS بحيث تعكس التعديلات .
7- الاعتناء بـ COMS :
- ضياع معلومات رقاقة COMS يؤدي إلى عدم إقلاع الحاسب من جديد .
- أسباب فقد المعلومات : سقوط أي شيء على اللوحة الأم – الأتربة والأوساخ على اللوحة الأم – وحدات التغذية الرديئة – ازدياد التيار الكهربائي .
- رسائل الخطأ الشائعة التي تدل على فقد المعلومات :
o خطأ في إعداد COMS : COMS Configuration Mismatch .
o تاريخ / وقت COMS غير محدد : COMS Date\Time Not Set .
o جهاز إقلاع غير متوفر : No Boot Device Available .
o بطارية COMS منخفضة الجهد : COMS Battery State low .
- لتفحص COMS :
o الحرص على حفظ إعدادات COMS .
o استخدام الإعدادات الإفتراضية المثلى : Optimized Defaults .
o حفظ نسخة احتياطية لـ COMS .
- استخدام برنامج COMS للحفظ والإرجاع :
o يحفظ برنامج COMS SAVE على شكل ملف ZIP هو : Coms.zip .
o نفك ضغط هذا المجلد في مجلد آخر وليكن مثلاً : C:\jawad .
o نضع قرص مرن فارغ .
o ندخل إلى موجه الأوامر وننتقل إلى المجلد السابق :
1. CD jawad
2. COMS SAVE A:Filename
o بهذا نكون قد أخذنا نسخة من COMS على قرص مرن .
o القرص المرن قد يحوي مئات البرامج لعدة لوحات .
o يفضل أخذ نسخ لكل الـ COMS وخصوصاً الأنظمة القديمة .
8- البطارية :
- ميزة COMS إه يمكن تغير المعلومات فيها .
- تتحقق هذه الميزة بتوفير جهد صغير سواء كان الحاسب يعمل أم لا .
- لذلك وجدت البطارية التي تثبت على اللوحة الأم وفق ثلاث طرق :
o بطارية خارجية .
o بطارية مثبتة على اللوحة الأم 0 الأكثر شيوعاً ) .
o بطارية مدمجو داخل رقاقة COMS .
- جهد البطارية 3.6 أو 6 فولط ( الحديثة 3.6 فزلط ) .
- تكون عادة من نوع Ni-CD ( نيكل – كادميوم ) قابلة للشحن وتدوم 5-7 سنوات .. الحارجيو تكون قلوية وتدوم 2-4 سنوات .
- عندما لا توحد بطارية على اللوحة الأم فهذا يعني إن البطارية مدمجة وعندما تنتهي يجب عندها تغير اللوحة الأم ( نادراً ما يحدث هذا في اللوحات الأم الحديثة ) .
- مؤشرات انتهاء البطارية :
o تصبح ساعة COMS بطيئة : نراقب ساعة WINDOW فإذا كان الوقت ينقص فهذا مؤشر على نفاذ البطارية .
o المؤشر الأكثر وضوحاً : تكرار فقدان معلومات COMS وفق ما يلي : ينشأ خطأ COMS يشير إلى فشل برامج التشغيل أو إلى أحد الأخطاء المألوفة الأخرى .. نقوم بإعادة توصيل إعدادات COMS وعند أيقاف الحاسب لفترة طويلة وعودة نفس المشكلة فهذا يدل على نفذا البطارية .
9- Flash ROM أو ROM الومضية :
- لا يمكن تغيير معلومات ROM ( من قبل الشركة ) دون نزعها وهذا يعد نقطة ضعف فيها .
- طورت INTEL ذاكرة ROM الومضية والتي يمكن تغير معلوماتها ( برمجتها ) دون نزعها .
- تشبه ROM العادية من الخارج .
- COMS لم تعد موجودة اليوم لأن ROM الومضية قد حلت مكانها .
- أصبحت ROM الومضية تحوي BIOS النظام وإعدادات COMS .
- تجاوزاً نقول البرامج النخزنة على COMS وفي الحقيقة هي مخزنة على ROM الومضية .
- البطارية انحصر عملها بتشغيل ساعة الكمبيوتر عندما يكون الحاسب مطفأ .
- إذاً : COMS لم تعد موجودة ولكن وظيفتها واسمها ما زالات يتداولان .
- ROM الومضية أخفت المشاكل بسبب قوتها التخزينية ويكفي في الأنظمة الحديثة تحديد الإعدادات الصحيصة لمرة واحدة فقط .
10-مجموعة أي شيء آخر :
- من غير الممكن أن تضيف IBM كل إجرائيات BIOS اللازمة لكل جهاز كيان صلب محتمل ( مثلاً عندما وجدج أول برنامج BIOS لم يكن هناك ماوس أو كرت شبكة أو ....) .
- لذلك أزجدوا بعض الطرق للحصول على الـ BIOS الخاص بكل جهاز جديد يضاف ونسمي هذه العملية BYOB ( Bring Your Own BIOS) وهي ومن الطرق :
o ROM البديلة :
1. كل جهاز جديد كان عليه ROM الخاصة به نحوي على BIOS خاص يستطيع التخاطب مع BIOS النظام .. حلّ مكانها في بعض الأجهزة طريقة برامج تشغيل الأجهزة .
o برامج تشغيل الأجهزة :
1. وهي الطريقة الاكثر شيوعاً وهي إضافة برنامج خاص يدعى برنامج تشغيل الجهاز Device Drivers إلى النظام .
2. وهو عبارة عن ملف يخزن على القرص الصلب ويحوي كل أوامر BIOS اللازمة للتخاطب مع الجهاز الذي تعتمده .
3. عند اللإقلاع تحمل برامج تشغيل الأجهزة إلى RAM .
4. نظام التشغيل لديه قائمة محتواة في ملف من خلالها بتعرف عهلى برامنج تشغيل الأجهزة الواجب عليه تحميلها إلى RAM ويتم ذلك عند الإقلاع .
5. CPU يتخاطب مع الكيان الصلب من خلال هذه البرامج .
- الملفات التي تحتوي على لائحة برامج تشغيل الأجهزة :
o Gonfig.Sys :
1. نظام DOS كان أول نظام تشغيل يستخدم فكرة برامج تشغيل الأجهزة .
2. DOS يحمل برامج تشغيل الأجهزة بواسطة الملف Gonfig.Sys .
3. وهو ملف نصي موجود في الدليل الجدذر على c .
4. برغم من توقف العمل بـ DOS إلا أن W9x مازال يستخدم هذا الملف .
5. أي Gonfig.Sys مازال موجوداً في العديد من الأنظمة الحديثة وليس في كلها .
6. يتم فتحه في برنامج EDIT وهو برنامج لتحرير الملفات النصية .
7. هناك برنامج SYSEDIT لتحرير الملفات النصية أيضاً .
8. السبب الأساسي ( وليس الوحيد ) لوجود Gonfig.Sys هو : تمكيننا من تحميل BIOS إضافي للكيان الصلب الغير معتمد في الـ BIOS للنظام لدينا .
9. تحفظ برامج تشغيل الأجهزةفي DOS على القرص الصلب عادة .
10. وعادة تأخذ الامتداد SYS أو EXE .
11. السطر في ملف Gonfig.Sys الذي يبدأ بالعبارة DEVICE= أو العبارة DEVICEHIGH= هو الذي يقوم بتحميل برنامج تشغيل الجهاز .
12. عند الإقلاع : يقوم نظام التشغيل بقراءة Gonfig.Sys وتحميل برامج تشغيل الأحهزة من القرص الصلب إلى RAM .
o SYSTEM.INI :
1. أي برنامج تشغيل يعمل بـ CONFIG.SYS يجب أن يكون مصمماً للعمل في بيئة DOS.
2. وبما أن DOS لا يستطيع استخدام سوى 640KB من RAM .
3. وبما أن كل برنامج تشغيل في الملف CONFIG.SYS يأخذ بعض هذه الذاكرة .
4. إذاً سيكون عدد برامج التشغيل التي يمكن تحميلها محدوداً .
5. W3.x يعمل في النمط المحمي ( نمط 386 المحسن ) .
6. W3.x يحتاج إلى استخدام بعض برامج تشغيل الأجهزة من CONFIG.SYS .
7. لكنه من المفيد استخدام برامج تشغيل أجهزة تستطيع العمل في الذاكرة الموسعة ( ما بعد 1M ) .
8. هذا يوفر 640KB من ذاكرة DOS للبرامج الأخرى التي تحتاجها .
9. برنامج تشغيل الأجهزة في الذاكرة الموسعة يسمح بالحصول على برامج تشغيل كبيرة وذكية .
10. إذاً : يمتلك W3.x مجموعة من برامج التشغيل الخاصة به وذلك للوصول إلى الكيان الصلب في النمط المحمي .
11. ويمتلك الملف النصي SYSTEM.INI لمعرفة برامج التشغيل الواجي تحميلها في النمط المحمي عند بدا تشغيل ويندوز .
12. يتوضع هذا الملف في مجاد Windows .
13. كل أصدارات ويندوز تعتمد هذا الملف بشكل كامل .
14. لا يستطيع ويندوز الإقلاع إذا لم يحوي هذا الملف .
15. بخلاف W2000 الذي يستطيع العمل بدونه والملف موجود فيه فقط للتوافق مع الانظمة القديمة ويمكن حذف هذا الملف منه ولكن برامج w9x لن تعمل به .
16. الملف SYSTEM.INI مجزأ إلى أجزاء يبدأ كل قسم منها باسمه موضوع بين قوسين مربيعين [ ] .
17. تتوضع معظم برامج تشغيل الأجهزة في الجزأ [ 386 Enh ] وتتميز بالسطر DEVICE= .
