陈德生指导:BIOS入门与硬體架构探索

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本篇文档是一份由陈德生老师指导的BIOS入门教程,旨在帮助对BIOS感兴趣的读者深入了解这一基础硬件架构系统。教程针对的是资讯四甲班的学生杨逸翔和曾成滨,内容涵盖了x86架构下的基本硬件介绍、BIOS在硬件上的实际位置与运作机制,以及BIOS启动流程的详细追踪。 第1部分介绍了BIOS的基本概念,包括: 1.1 BIOS的定义:BIOS全称为Basic Input/Output System,是计算机启动时执行的第一批固件程序,负责初始化硬件、检测外设并引导操作系统加载。 1.2 BIOS在ROM中的存储:BIOS通常作为固件存在于计算机主板上的非易失性存储器(如EPROM或闪存)中,确保其在断电后仍能保存设置。 1.3 BIOS的主要功能:执行开机流程,检测硬件,配置系统设置,以及引导操作系统的加载过程。 第2部分深入探讨了硬件组件: - 主要的集成电路,如CPU、Chip-set(集成了系统核心功能)、Super I/O(整合多种接口)、键盘控制器、CMOS(存储系统参数)和其他通用IC。 - 汇总系统:PCI(总线)、SMBus(系统管理总线)、LPC(低引脚数总线)和GPI/O(通用I/O接口)等,以及电源管理的几个阶段,如SMM(系统管理模式)、APM(高级电源管理)和ACPI(高级配置和电源接口)。 第3章聚焦BIOS在硬件中的实际位置和工作原理: - 开机时BIOS的启动顺序,包括内存映射和Shadow RAM(映射内存)的使用。 - BIOS运行模式的区分,如Flat mode和Big real mode,前者更高效但兼容性较差,后者更安全但占用更多资源。 第4和第5章则是BIOS启动流程的详细解析: - 第4章列出了追踪BIOS所需资源,确保理解其工作环境。 - 第5章分为两个阶段,第一阶段着重于开机启动区块,强调内存使用和无压缩程序的影响,并说明编写这一阶段程序的关键注意事项。 第二阶段则进一步扩展到记忆体可用后的BIOS操作流程,这部分内容展示了BIOS如何处理系统初始化后的复杂任务。 本教程提供了深入浅出的BIOS学习资料,帮助读者掌握这个基础但至关重要的系统,无论是硬件爱好者还是希望了解计算机底层工作的专业人士都能从中获益匪浅。