電腦系統調用目的

1. 什麼是操作系統中的系統調用

linux操作系統裡面的「系統調用」這一概念相當於windows上面的api，這樣你就明白了吧，懂編程的應該都知道windows
api是個什麼東東。所不同的是linux系統調用的需要包含頭文件比較分散，這一點在使用時需要注意，不同的系統調用記得要#include對應的頭文件。

2. 系統調用的作用是什麼

調用其實就是把相關作業（也可以說是程序）從系統外存調入內存執行，現在的一般採用的是三級存儲結構，即主存（內存）——cache——輔存（外存），這三者之間採用有一定的影射關系，首先把程序從外存調如cache(緩存），再從cache中調入內存，cache的作用是緩解內存與外存之間速度的不匹配，具體的可以參考《操作系統》之類的書，其中還有一個虛擬存儲的問題。

3. 什麼是系統調用

系統調用時由操作系統實現提供的所有系統調用所構成的集合即程序介面或應用編程介面(Application Programming Interface，API)。是應用程序同系統之間的介面。

操作系統的主要功能是為管理硬體資源和為應用程序開發人員提供良好的環境來使應用程序具有更好的兼容性，為了達到這個目的，內核提供一系列具備預定功能的多內核函數，通過一組稱為系統調用（system call)的介面呈現給用戶。

系統調用把應用程序的請求傳給內核，調用相應的的內核函數完成所需的處理，將處理結果返回給應用程序。

(3)電腦系統調用目的擴展閱讀

對於一般通用的OS而言，系統調用分為三大類：

1、進程式控制制類系統調用

主要用於對進程式控制制的系統調用有：

（1）創建和終止進程的系統調用。

（2）獲得和設置進程屬性的系統調用。進程的屬性包括有進程標識符，進程優先順序，最大允許執行時間等。

（3）等待某事件出現的系統調用。

2、文件操縱類系統調用

（1）創建和刪除文件

（2）打開和關閉文件的系統調用

（3）讀和寫文件的系統調用

3、進程通信類系統調用

在單機處理系統中，OS經常採用消息傳遞方式和共享存儲區方式。

當採用消息傳遞方式時，通信前需先打開一個連接。為此，應由源進程發出一條打開連接的系統調用，而目標進程則應利用接受連接的系統調用表示同意進行通信；

然後，在源和目標進程之間便開始通信。可以利用發送消息的系統調用或者用接收消息的系統調用來交換信息。通信結束後，還須再利用關閉連接的系統調用結束通信。

用戶在利用共享存儲區進行通信之前，須先利用建立共享存儲區的系統調用來建立一個共享存儲區，再利用建立連接的系統調用將該共享存儲區連接到進程自身的虛地址空間上，然後便可以利用讀和寫共享存儲區的系統調用實現相互通信。

4. 系統調用與操作系統及模式（用戶模式和內核模式）操作的概念是如何關聯的

1、為了管理硬體資源和為應用程序開發人員提供良好的環境來使應用程序具有更好的兼容性，為了達到這個目的，內核提供一系列具備預定功能的多內核函數，通過一組稱為系統調用（system call)的介面呈現給用戶。系統調用把應用程序的請求傳給內核，調用相應的的內核函數完成所需的處理，將處理結果返回給應用程序。
2、具有多任務處理的功能，通常靠進程來實現。
3、為了安全問題，一些I/O操作的指令都被限制在只有內核模式可以執行，因此操作系統有必要提供介面來為應用程序提供諸如讀取磁碟某位置的數據的介面，這些介面就被稱為系統調用。
4、當操作系統接收到系統調用請求後，會讓處理器進入內核模式，從而執行諸如I/O操作，修改基址寄存器內容等指令，而當處理完系統調用內容後，操作系統會讓處理器返回用戶模式，來執行用戶代碼。

5. 操作系統為什麼要提供系統調用

系統調用是在運行程序和操作系統之間的介面，通常以匯編語言指令形式提供的。 用戶在程序中調用操作系統中的功能子模塊。或操作系統核心中設置了一組用於實現各種系統功能的子程序，提供用戶程序調用。

6. 操作系統的作用和目標

操作系統的功能是進行處理機管理、( 存儲器 )管理、設備管理及文件管理。

操作系統是一組( 資源管理  )程序。

操作系統的目標：

1、方便性（用戶的觀點）：

      使計算機系統更容易使用。

2、有效性（系統管理人員的觀點）：

      提高資源利用率，提高系統吞吐量。

3、可擴充性（開放的觀點）：

      便於增加新的功能和模塊

4、開放性 ：系統能支持世界標准規范。

CPU、存儲器、I/O設備、文件（數據和軟體）；

管理的內容：

資源的當前狀態（數量和使用情況）、

資源的分配、回收和訪問操作，

相應的管理策略（包括用戶許可權）。

在裸機上添加：處理機管理（針對CPU） 、存儲管理（針對內存和外存） 、設備管理、文件管理；

把覆蓋了軟體的機器稱為擴充機或虛擬機。

合理組織工作流程：作業管理、進程管理

程序介面是程序員在編寫程序時利用操作系統所提供功能的方法，可以在高級語言和匯編語言中使用。

軟體的開發依賴於操作系統。開發軟體必需在一定的操作系統環境下進行，操作系統所能提供的功能支持在一定程度上決定軟體開發的難易程度。

單道批處理系統的處理過程：

利用磁帶把若干個作業分類編成作業執行序列，

每批作業由一個專門的監督程序（Monitor）自動依次處理。

可使用匯編語言開發。

在計算機系統中安裝一個監控程序Monitor,特點：自動性、順序性、單道性。

監督程序（monitor），它負責完成用戶程序的調入、啟動運行、輸出運行結果等工作。核心內容是給作業分配運行控制權（即CPU的使用權）。

批處理是指系統對作業的處理都是成批進行的。若內存中始終只保持一道作業，稱為單道批處理系統（simple batch system）

多道批處理系統概念

內存中同時存放多道程序，交替執行，共享軟硬體資源，提高CPU的利用率。

多道批處理系統的特徵：用戶離線使用計算機，成批處理，多道程序處理

多道性：內存存放多個作業、宏觀上並行，微觀上串列；共享資源

調度性：作業調度（後備隊列）、進程調度

無序性：作業先進入內存未必先執行結束

優點：

資源利用率高：CPU和內存及io利用率較高；

系統吞吐量大：單位時間內完成的工作總量大；

缺點：

平均周轉時間長：作業的周轉時間顯著增長；

無交互能力。用戶一旦把作業提交給系統，直至作業完成，用戶都不能與自己的作業進行交互，修改和調試程序極不方便。

多道批處理系統需要解決的問題：處理機管理、內存管理、I/O管理、文件管理、作業管理、介面問題

時間片，各個程序在CPU上執行的輪換時間

分時是指多個用戶分享使用同一台計算機。多個程序分時共享硬體和軟體資源。

互動式作業直接進入內存

以分配時間片方式實現

人機交互性好：

共享主機：

用戶獨立性：

多路性：多用戶宏觀上同時使用，微觀上輪轉

獨立性：用戶感覺到自己獨占計算機

及時性：快速處理

交互性：用戶與計算機之間可進行「會話」

要求：響應時間短，在一定范圍之內；系統可靠性高。

實時系統指系統能及時響應外部事件的請求，在規定的時間內完成對該事件的處理，並控制所有實時任務協調一致的運行。

實時系統的類型

(1) 工業(武器)控制系統。(2) 信息查詢系統。(3) 多媒體系統。(4) 嵌入式系統。

實時任務類型

按任務執行是否呈現周期性來劃分

周期性的和非周期性的

根據對截止時間的要求來劃分

硬實時任務和軟實時任務

CP/M

MS-DOS

單用戶多任務操作系統的含義是，只允許一個用戶上機，但允許用戶把程序分為若干個任務，使它們並發執行，從而有效地改善了系統的性能。

允許多個用戶通過各自的終端，使用同一台機器，共享主機系統中的各種資源，而每個用戶程序又可進一步分為幾個任務，使它們能並發執行，從而可進一步提高資源利用率和系統吞吐量。

多任務是指用戶可以在同一時間內運行多個應用程序,每個應用程序被稱作一個任務。

並行：兩或多個事件在同一時刻發生。

並發：兩或多個事件在同一時間間隔內發生。

進程：系統中能獨立運行並作為資源分配的基本單位。

進程的並發：

  宏觀上多個任務同時運行；微觀上多個任務在單個處理機上交替運行；

共享：系統中的資源可供內存中多個並發執行的進程共同使用

互斥共享：

    一段時間只允許一個進程訪問該資源

同時訪問：

資源共享性：

宏觀上，指多個任務可以同時使用資源；

微觀上，指多個任務可以交替互斥地使用系統中的某個資源。

虛擬:多道程序設計使每個用戶感覺是獨占計算機

通過某種技術把一個物理實體變為若干個邏輯上的對應物(分時或分空間)。

若n是某一物理設備所對應的虛擬的邏輯設備數，則虛擬設備的速度必然是物理設備速度的1/n。

虛擬是操作系統管理系統資源的重要手段，可提高資源利用率。

虛擬處理機 ：每個用戶（進程）的"虛處理機"

虛擬設備：一台物理設備可以虛擬為多台邏輯設備

空分復用技術---以空間為代價

存儲器虛擬

    小內存運行大進程。

    虛擬內存

多道程序系統中，多個進程並發執行，「時走時停」，

不可預知每個進程的運行推進速度和花費時間

正常系統的判段依據：

無論進程快慢，同樣運行環境應該結果相同

－－通過進程互斥和同步手段來保證

並發和共享是操作系統的兩個最基本的特徵,兩者之間互為存在條件。

操作系統的·主要功能：處理機管理功能、存儲器管理功能、設備管理功能、文件管理功能。

【處理機管理要解決處理機分配調度策略、分配實施和資源回收等問題。】

【 多道環境下，處理機的分配及回收都是以進程為單位，因此處理機管理可歸結為進程管理 。】

進程的控制：創建、撤銷、狀態轉換。一般由進程的控制 原語 （原語：執行的過程不能被打斷）完成。

進程同步:協調系統中並發執行的進程

控制它們以互斥方式訪問共享資源

協調合作完成同一作業

進程通信：負責完成進程間的信息交換。

類型：直接通信、間接通信

調度：按照一定的演算法進行cpu分配

作業調度：從後備隊列挑選合適的作業，為其分配必要資源，調入內存建立進程，並進入就緒隊列。

進程調度：從就緒隊列中選出進程，分配cpu，使之運行。

處理機管理功能：進程式控制制、進程同步、進程通信、調度。

            內存分配、內存保護、地址映射、內存擴充

[

 將邏輯地址轉換為物理地址

 程序中，邏輯空間-》邏輯地址（相對地址）

 內存中，物理空間-》物理地址（絕對地址）

]

{

 將內、外存結合起來管理。利用虛擬存儲技術，從邏輯上擴充內存容量

 系統應有：請求調入功能、置換功能以支持虛存技術

}

設備管理 ：

操作系統與用戶之間的介面

用戶介面：聯機用戶介面、離線用戶介面、圖形用戶介面

程序介面：OS提供一組系統調用供用戶程序和其它系統程序調用，完成數據傳輸，文件操作，資源分配等操作。

表現為低級匯編指令和高級語言的庫函數

當前比較流行的微內核的操作系統結構，是建立在層次化結構的基礎上的，而且還釆用了客戶機/伺服器模式和面向對象程序設計技術

GUI:圖形用戶界面

操作系統是計算機系統中的一個系統軟體，它是這樣一些程序模塊的集合——它們管理和控制計算機系統中的硬體及軟體資源，合理地組織計算機工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶提供一個功能強大、使用方便和可擴展的工作環境，從而在計算機與其用戶之間起到介面的作用。

進程是指，程序的一次執行，包括可執行的程序、程序所需的數據和相關狀態信息。進程是資源分配的最小實體，在傳統的OS中，進程同時也是系統調度的最小單位。

線程是指，程序的一次相對獨立的運行過程；在現代OS中，線程是系統調度的最小單位。

多道批處理系統中，為了充分利用各類資源，系統總是優先選擇 計算量和IO量均衡 的多個作業投入運行，為了提高吞吐量，系統總是想方法縮短用戶作業的周轉時間。

推動批處理系統形成和發展的動力是提高系統資源利用率，推動分時系統形成和發展的動力是方便用戶。推動微機系統發展的主要動力是計算機硬體不斷更新換代。

操作系統是一種系統軟體，它負責為用戶和用戶程序完成所有的與硬體相關與應用無關的工作。

高級語言的編譯不是操作系統關心的主要問題。

在操作系統中採用多道程序設計技術，能有效提高cpu、內存、和IO設備的利用率。為了實現多道程序設計需要更大的內存。

在設計分時系統時，首先要考慮的是交互性和響應時間，設計批處理系統時，首先要考慮的時周轉時間和系統吞吐量，設計實時系統時，要考慮的是實時性和可靠性。

分時系統的響應時間主要是根據用戶所能接受的等待時間，而實時系統響應時間是由控制對象所能接受的時延確定的。

對於批處理作業，必須提供相應的作業控制信息。

在分時系統中，為方便多個用戶能夠同時與系統交互，系統必須能及時接受多個用戶的輸入。

1什麼是操作系統？它有什麼基本特徵？

答：操作系統是為了達到方便用戶和提高資源利用率的目的而設計的，控制和管理計算機硬體和軟體資源，合理的組織計算機工作流程的軟體集合。

它具有並發、共享、虛擬、非同步性四個基本特徵。

2  什麼是操作系統的非同步性（不確定性）？

不確定性指在操作系統控制下多道程序的執行次序和每道程序的執行時間是不確定的。

3.影響計算機系統性能的主要因素是什麼?

  影響計算機系統性能的主要因素分為軟體和硬體兩個方面:

    (1)硬體方面主要是指構成計算機系統器件的性能和硬體的體系結構，如存儲器的速度和容量、多處理機結構、匯流排結構等。

    (2)軟體方面主要是指操作系統，因為操作系統決定了硬體是否能被用戶使用、硬體的功能是否能發揮出來、其他軟體能否在計算機系統上運行。

4.一個操作系統能否管理任何種類的計算機?

操作系統是與計算機硬體關系最密切的軟體，負責管理計算機系統的硬體資源。

不同種類的計算機有不同的體系結構、處理器、指令系統及不同的硬體配置，操作系統能夠管理的軟硬體資源受到一定的限制。

一種操作系統只能安裝到特定種類的計算機上

5.分別闡述操作系統與硬體和軟體的關系

1、操作系統是每台計算機必配的系統軟體。

2、OS是軟體運行的基礎，軟體需OS進行有效的管理。

3、軟體的開發依賴於操作系統。

4、操作系統影響軟體的生命周期。

5、應用軟體是操作系統上的可用資源，是OS的基礎。

     OS的運行需要硬體的支持;OS性能的發揮受硬體影響

     OS決定硬體是否能被用戶使用，功能能否發揮。

     OS與硬體的發展是相互促進的

6實現多道程序系統的最主要硬體支持是什麼?

    解:中斷系統和通道技術。

    (1)很多進程的切換是由時鍾中斷引起的，尤其是分時系統。用戶程序進行系統調用時通過軟中斷來實現，如通道和外設的操作也要向操作系統發送中斷。

    (2)在多道程序系統中，當CPU要求在主存和外設間傳輸數據時，通過發出I/0指令命令通道工作，通道獨立地在內存和外設問進行數據傳輸,IO操作完成後，通道以中斷方式通知CPU，從而實現了CPU計算與I/0操作的並行。

7、操作系統的什麼用戶介面，一般用戶使用的比較少?為什麼？

    解:一般用戶主要通過交互操作界面控制和管理計算機，使用程序介面較少。程序介面是程序員在編寫程序時利用操作系統所提供功能的方法，可以在高級語言和匯編語言中使用。日前大多數軟體使用高級語言開發，大多數功能可以通過高級語言的語句實現，不需要直接使用程序介面來完成。只有一些特殊功能才需要在高級語言中使用操作系統的程序接門。因此大多數用戶使用的是操作系統的用戶介面。

8.處理機為何要區分系統態和用戶態,什麼情況下實現兩者的轉換?

答:區分兩種狀態是為了保護操作系統程序。

發生中斷時，會從用戶態轉入系統態，中斷結束時，會從系統態轉會用戶態。

7. 操作系統中，什麼是系統調用簡述其實現過程。

【解答】系統調用是操作系統提供給軟體開發人員的惟一介面，開發人員可利用它使用系統功能。os核心中都有一組實現系統功能的過程（子程序），系統調用是對上述過程的調用。因此，系統調用直觀上像一個黑箱子，對用戶屏蔽操作系統的具體動作而只提供有關的功能。
為了實現系統調用，系統設計人員還必須為實現各種系統調用功能的子程序編造入口地址表，每個入口地址都與相應的系統子程序名對應起來。然後，由陷阱處理程序把陷阱指令中所包含的功能號與該入口地址表中的有關項對應起來，從而有系統調用功能號驅動有關系統子程序執行。
由於在系統調用處理結束後，用戶程序還需利用系統調用的返回結果繼續執行，因此，在進入系統調用處理之前，陷阱處理機構還需保存處理機現場。再者，在系統調用處理結束之後，陷阱處理機構還要恢復處理機現場。在操作系統中，處理機的現場一般被保護在特定的內存區或寄存器中。系統調用的處理過程如圖1-6所示。

8. 計算機操作系統 系統調用的目的是什麼

A。操作系統編制了許多不同功能的子程序，供用戶程序執行中調用。這些由操作系統提供的子程序稱為系統功能調用，簡稱系統調用。系統調用是操作系統為用戶程序提供的一種服務界面，或者說，是操作系統保證程序設計語言能正常工作的一種支持。

9. 計算機操作系統 系統調用的目的是什麼

a。操作系統編制了許多不同功能的子程序，供用戶程序執行中調用。這些由操作系統提供的子程序稱為系統功能調用，簡稱系統調用。系統調用是操作系統為用戶程序提供的一種服務界面，或者說，是操作系統保證程序設計語言能正常工作的一種支持。

10. 系統調用的目的是

bios
計算機用戶在使用計算機的過程中，都會接觸到BIOS，它在計算機系統中起著非常重要的作用。

BIOS是英文"Basic Input Output System"的縮略語，直譯過來後中文名稱就是"基本輸入輸出系統"。它的全稱應該是ROM－BIOS，意思是只讀存儲器基本輸入輸出系統。其實，它是一組固化到計算機內主板上一個ROM晶元上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統設置信息、開機上電自檢程序和系統啟動自舉程序。有人認為既然BIOS是"程序"，那它就應該是屬於軟體，感覺就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不這么認為，因為它與一般的軟體還是有一些區別，而且它與硬體的聯系也是相當地緊密。形象地說，BIOS應該是連接軟體程序與硬體設備的一座"橋梁"，負責解決硬體的即時要求。一塊主板性能優越與否，很大程度上就取決於BIOS程序的管理功能是否合理、先進。主板上的BIOS晶元或許是主板上唯一貼有標簽的晶元，一般它是一塊32針的雙列直插式的集成電路，上面印有"BIOS"字樣。586以前的BIOS多為可重寫EPROM晶元，上面的標簽起著保護BIOS內容的作用(紫外線照射會使EPROM內容丟失)，不能隨便撕下。586以後的ROM BIOS多採用EEPROM(電可擦寫只讀ROM)，通過跳線開關和系統配帶的驅動程序盤，可以對EEPROM進行重寫，方便地實現BIOS升級。常見的BIOS晶元有Award、AMI、Phoenix、MR等，在晶元上都能見到廠商的標記。

BIOS的主要作用有三點

1.自檢及初始化：開機後BIOS最先被啟動，然後它會對電腦的硬體設備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發現問題，分兩種情況處理：嚴重故障停機，不給出任何提示或信號；非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號，等待用戶處理。如果未發現問題，則將硬體設置為備用狀態，然後啟動操作系統，把對電腦的控制權交給用戶。

2.程序服務：BIOS直接與計算機的I/O（Input/Output，即輸入/輸出）設備打交道，通過特定的數據埠發出命令，傳送或接收各種外部設備的數據，實現軟體程序對硬體的直接操作。

3.設定中斷：開機時，BIOS會告訴CPU各硬體設備的中斷號，當用戶發出使用某個設備的指令後，CPU就根據中斷號使用相應的硬體完成工作，再根據中斷號跳回原來的工作。

BIOS對整機性能的影響

從上面的描述可以看出：BIOS可以算是計算機啟動和操作的基石，一塊主板或者說一台計算機性能優越與否，從很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。大家在使用Windows 95/98中常會碰到很多奇怪的問題，諸如安裝一半死機或使用中經常死機；Windows 95/98隻能工作在安全模式；音效卡解壓卡顯示卡發生沖突；CD-ROM掛不上；不能正常運行一些在DOS、Windows 3.x下運行得很好的程序等等。事實上這些問題在很大程度上與BIOS設置密切相關。換句話說，你的BIOS根本無法識別某些新硬體或對現行操作系統的支持不夠完善。在這種情況下，就只有重新設置BIOS或者對BIOS進行升級才能解決問題。另外，如果你想提高啟動速度，也需要對BIOS進行一些調整才能達到目的，比如調整硬體啟動順序、減少啟動時的檢測項目等等。

BIOS和CMOS相同嗎？

BIOS是一組設置硬體的電腦程序，保存在主板上的一塊ROM晶元中。而CMOS通常讀作C-mo-se（中文發音「瑟模室」），是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM晶元，用來保存當前系統的硬體配置情況和用戶對某些參數的設定。CMOS晶元由主板上的充電電池供電，即使系統斷電，參數也不會丟失。CMOS晶元只有保存數據的功能，而對CMOS中各項參數的修改要通過BIOS的設定程序來實現。

深入了解 BIOS

一、BIOS基本概念

BIOS（Basic Input ／ Output System)——基本輸入輸出系統，通常是固化在只讀存儲器（ROM）中，所以又稱為ROM－BIOS。它直接對計算機系統中的輸入輸出設備進行設備級、硬體級的控制，是連接軟體程序和硬體設備之間的樞紐。ROM－BIOS是計算機系統中用來提供最低級、最直接的硬體控制的程序。計算機技術發展到今天，出現了各種各樣新技術，許多技術的軟體部分是藉助於BIOS來管理實現的。如PnP技術（Plug and Play—即插即用技術），就是在BIOS中加上PnP模塊實現的。又如熱插拔技術，也是由系統BIOS將熱插拔信息傳送給BIOS中的配置管理程序，並由該程序進行重新配置（如：中斷、DMA通道等分配）。事實上熱插拔技術也屬於PnP技術。

二、BIOS的工作原理

講到BIOS的工作原理，我們先來介紹一下BIOS系統的兩類載體：EPROM和EEPROM的相關知識。EPROM——可擦除可編程只讀存儲器，從外觀上可以看見，在晶元的中央有一個透明的小窗口，紫外線光即是通過這個小窗口將晶元上保存的信息擦除掉的，因為在日光和熒光中都含有紫外線，因此，我們通常用一塊不透明的標簽將已保存了信息的EPROM晶元的紫外線窗口封住。當然，寫入EPROM晶元時，我們首先必須先用紫外線擦除器將EPROM中的信息清除掉，使它變為空的晶元後才能進行寫操作，應該說明的是這里「空晶元」的「空」並非我們通常意義上的「空白」，而是此時晶元內部變為全「1」信息，因此，晶元的寫入原理實際上是將指定位置上的「1」改為「0」。到這里，有的朋友一定想問：既然日光和熒光均含有紫外線，為什麼我們不讓EPROM晶元在這些光線下暴露一段時間來擦除呢？要知道，完全擦除一塊EPROM中的內容，在日光下至少要一周，在室內熒光下至少要三年了！而且隨著晶元容量的增大，時間也得相應拉長。EEPROM是電可擦除可編程只讀存儲器。在平常情況下，EEPROM與EPROM一樣是只讀的，需要寫入時，在指定的引腳加上一個高電壓即可寫入或擦除，而且其擦除的速度極快！通常EEPROM晶元又分為串列EEPROM和並行EEPROM兩種，串列EEPROM在讀寫時數據的輸入／輸出是通過2線、3線、4線或SPI匯流排等介面方式進行的，而並行EEPROM的數據輸入／輸出則是通過並行匯流排進行的。另外還有一種EEPROM即是我們現在主板上常見到的FLASH ROM——閃速存儲器，其讀寫速度更快，更可靠，而且可以用單電壓進行讀寫和編程，為攜帶型設備的在線操作提供了極大的便利，也因此廣泛應用 撲慊靼逕稀?br> 通常，486以及486檔次以下電腦的BIOS晶元基本上均是EPROM晶元，而586以及PⅡ、PⅢ檔次的BIOS晶元基本上均是EEPROM。另外我們也可以從BIOS晶元上的型號來識別：像27C010、27C512等以「27」打頭的晶元均是EPROM，而28C010、29C010、29C020、29C040等，均為EEPROM，其中28C010是128K×8，即1M比特並行EEPROM，29C010是128K×8（1M比特）、29C020是256K×8（2M比特）、29C040是512K×8（4M比特）的FLASH ROM。串列EEPROM在計算機主板上較少見，而提供這些晶元的廠家多為MX、WINBOND、ATMEL等廠家。應注意的是：不同廠家生產的晶元命名方式不同。以上介紹的晶元是以ATMEL公司的產品為例。

下面我們以當前最常見的AT29C020為例，介紹一下BIOS的工作原理和程序的燒錄過程。

AT29C020是ATMEL公司生產的256K×8的FLASH ROM晶元，採用單5V供電，由於AT29C020的容量為256K×8，所以需要18根地址線來定址，也即圖中A0～A17，而其輸出是8位並行輸出，需要8位雙向數據線，即圖中D0～D7，另外圖中還有幾個用於控制晶元工作狀態的引腳。「」引腳是控制晶元寫入的使能端，「」引腳是控制晶元輸出數據的使能端，這兩個引腳控制晶元在選中後的工作狀態，「」引腳為晶元的片選端。當處理器需要對該晶元進行讀寫操作時，首先必須選中該晶元，即在「」端送出低電平，然後，再根據是讀指令還是寫指令，而將相應的「」引腳或」引腳拉至低電平，同時處理器要通過A0～A17地址線送出待讀取或寫入晶元指定的存儲單元的地址，AT29C020晶元就將該存儲單元中的數據讀出到數據線D0～D7上或者將數據線D0～D7上的數據寫入到指定的存儲單元中，從而就完成了一次讀或寫操作。

當上電後，計算機即從BIOS晶元中讀取出指令代碼進行系統硬體的自檢（含BIOS程序完整性檢驗、RAM可讀寫性檢驗、進行CPU、DMA控制器等部件測試）。對PnP設備進行檢測和確認，然後依次從各個PnP部件上讀出相應部件正常工作所需的系統資源數據等配置信息。BIOS中的PnP模塊試圖建立不沖突的資源分配表，使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之後，系統要將所有的配置數據即ESCD——Extended System Config Data寫入BIOS中，這就是為什麼我們在開機時看到主機啟動進入Windows前出現一系列檢測：配置內存、硬碟、光碟機、音效卡等，而後出現的「UPDATE ESCD..SUCCESSED」等提示信息。所有這些檢測完成後，BIOS將系統控制權移交給系統的引導模塊，由它完成操作系統的裝入。

三、計算機主板中的BIOS技術

第一代BIOS技術通常見於586以及現在的大部分440LX、440BX、i810等晶元組的主板上，這些主板通常只有一塊BIOS晶元，而且基本上均採用EEPROM晶元，因此在給予電腦愛好者提供便利的BIOS升級、提升主板性能、充分發揮主板潛力的大好機遇的同時，也給CIH之類的病毒造成了可乘之機。病毒通過程序指令給BIOS晶元加上編程電壓，然後向BIOS晶元寫入一大堆亂碼，從而達到破壞主機引導、癱瘓系統之目的。1999年的4月26日，想必許多人至今還刻骨銘心。於是廠家集思廣益迅速推出了第二代雙BIOS技術，以技嘉科技推出的DUALBIOS技術最早也最為出名，其原理是在計算機主板上安排了兩個BIOS晶元，一塊為Master BIOS，另一塊為Slave BIOS。兩塊BIOS中的內容完全一樣，Slave BIOS只是提供簡單的備份功能，每次系統啟動，Slave BIOS就會主動檢查Master BIOS的完整性，若發現主BIOS內容有損壞，立即用備份BIOS重寫主BIOS，一旦重寫失敗，則直接從備份BIOS啟動。微星公司的SAFEBIOS技術原理也一樣，但其配備了一片容量為普通BIOS晶元容量兩倍的4MB Flash ROM作為BIOS晶元，平均劃分為兩個獨立的區域，並且這兩個區域的BIOS均可啟動系統。近來一些廠家又提出了更為先進實用的雙BIOS技術，像承啟科技提出TWIN BIOS技術，其與DUAL BIOS技術所不同的是，TWIN BIOS技術中兩塊BIOS可以按完全不同配置進行配置，兩塊BIOS晶元地位完全對等，無主從之分，可以在開機時通過鍵盤按鍵選擇從哪一塊BIOS晶元上啟動，這樣大大地提高了另一片BIOS晶元的利用率，又能在一台電腦上實現按不同系統環境進行不同系統配置的要求。如可實現中文Windows與英文／日文Windows共存等，而不需用System Conmand等軟體來實現復雜的多重啟動來引導，從而使雙BIOS技術從單一的系統安全保護作用躍升為兼備獨立配置系統硬體設備的強大功能。隨著科技的發展，可以預見不久的將來BIOS晶元的容量將會越來越大，提供給我們設置和監視系統的功能也將越來越大，當然也會越來越方便。

BIOS的主要作用有三點

1.自檢及初始化：開機後BIOS最先被啟動，然後它會對電腦的硬體設備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發現問題，分兩種情況處理：嚴重故障停機，不給出任何提示或信號；非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號，等待用戶處理。如果未發現問題，則將硬體設置為備用狀態，然後啟動操作系統，把對電腦的控制權交給用戶。

2.程序服務：BIOS直接與計算機的I/O（Input/Output，即輸入/輸出）設備打交道，通過特定的數據埠發出命令，傳送或接收各種外部設備的數據，實現軟體程序對硬體的直接操作。

3.設定中斷：開機時，BIOS會告訴CPU各硬體設備的中斷號，當用戶發出使用某個設備的指令後，CPU就根據中斷號使用相應的硬體完成工作，再根據中斷號跳回原來的工作。

BIOS對整機性能的影響

從上面的描述可以看出：BIOS可以算是計算機啟動和操作的基石，一塊主板或者說一台計算機性能優越與否，從很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。大家在使用Windows 95/98中常會碰到很多奇怪的問題，諸如安裝一半死機或使用中經常死機；Windows 95/98隻能工作在安全模式；音效卡解壓卡顯示卡發生沖突；CD-ROM掛不上；不能正常運行一些在DOS、Windows 3.x下運行得很好的程序等等。事實上這些問題在很大程度上與BIOS設置密切相關。換句話說，你的BIOS根本無法識別某些新硬體或對現行操作系統的支持不夠完善。在這種情況下，就只有重新設置BIOS或者對BIOS進行升級才能解決問題。另外，如果你想提高啟動速度，也需要對BIOS進行一些調整才能達到目的，比如調整硬體啟動順序、減少啟動時的檢測項目等等。

BIOS和CMOS相同嗎？

BIOS是一組設置硬體的電腦程序，保存在主板上的一塊ROM晶元中。而CMOS通常讀作C-mo-se（中文發音「瑟模室」），是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM晶元，用來保存當前系統的硬體配置情況和用戶對某些參數的設定。CMOS晶元由主板上的充電電池供電，即使系統斷電，參數也不會丟失。CMOS晶元只有保存數據的功能，而對CMOS中各項參數的修改要通過BIOS的設定程序來實現。

CMOS是互補金屬氧化物半導體的縮寫。其本意是指製造大規模集成電路晶元用的一種技術或用這種技術製造出來的晶元。在這里通常是指微機主板上的一塊可讀寫的RAM晶元。它存儲了微機系統的實時鍾信息和硬體配置信息等，共計128個位元組。系統在加電引導機器時，要讀取CMOS信息，用來初始化機器各個部件的狀態。它靠系統電源和後備電池來供電，系統掉電後其信息不會丟失。 BIOS是基本輸入輸出系統的縮寫，指集成在主板上的一個ROM晶元，其中保存了微機系統最重要的基本輸入輸出程序、系統開機自檢程序等。它負責開機時，對系統各項硬體進行初始化設置和測試，以保證系統能夠正常工作。 由於CMOS與BIOS都跟微機系統設置密切相關，所以才有CMOS設置和BIOS設置的說法。CMOS RAM是系統參數存放的地方，而BIOS中系統設置程序是完成參數設置的手段。因此，准確的說法應是通過BIOS設置程序對CMOS參數進行設置。而我們平常所說的CMOS設置和BIOS設置是其簡化說法，也就在一定程度上造成了兩個概念的混淆。

關於CMOS放電

常常聽到計算機高手或者非高手說「口令忘啦？給CMOS放電吧。」，這到底是什麼意思呢？

如果你在計算機中設置了進入口令，而你又碰巧忘記了這個口令，你將無法進入計算機。不過還好，口令是存儲在CMOS中的，而CMOS必須有電才能保持其中的數據。所以，我們可以通過對CMOS 的放電操作使計算機「放棄」對口令的要求。具體操作如下：

打開機箱，找到主板上的電池，將其與主板的連接斷開（就是取下電池嘍），此時CMOS將因斷電而失去內部儲存的一切信息。再將電池接通，合上機箱開機，由於CMOS已是一片空白，它將不再要求你輸入密碼，此時進入BIOS設置程序，選擇主菜單中的「LOAD BIOS DEFAULT」（裝入BIOS預設值）或「LOAD SETUP DEFAULT」（裝入設置程序預設值）即可，前者以最安全的方式啟動計算機，後者能使你的計算機發揮出較高的性能。

什麼是POST自檢

接通微機的電源，系統將執行一個自我檢查的例行程序。這是BIOS功能的一部分，通常稱為POST——上電自檢(Power On Self Test)。完整的POST自檢包括對CPU、系統主板、基本的640KB內存、1MB以上的擴展內存、系統ROM BIOS的測試；CMOS中系統配置的校驗；初始化視頻控制器，測試視頻內存、檢驗視頻信號和同步信號，對CRT介面進行測試；對鍵盤、軟碟機、硬碟及CD－ROM子系統作檢查；對並行口(列印機)和串列口(RS232)進行檢查。自檢中如發現有錯誤，將按兩種情況處理：對於嚴重故障(致命性故障)則停機，此時由於各種初始化操作還沒完成，不能給出任何提示或信號；對於非嚴重故障則給出提示或聲音報警信號，等待用戶處理。當自檢完成後，系統轉入BIOS的下一步驟：從A驅、C驅或CD－ROM以及網路伺服器上尋找操作系統進行啟動，然後將控制權交給操作系統。

BIOS，(Basic Input/output system)即基本輸入/輸出系統。它實際上是被固化到計算機中的一組程序，為計算機 提供最低級的、最直接的硬體控制。准確地說，BIOS是硬體與軟體程序之間的一個「轉換器」或者說是介面(雖然它本身也只是一個程序) ，負責解決硬體的即時需求，並按軟體對硬體的操作要求具體執行。程序員可以通過對INT 5、INT 13等中斷的訪問直接調用BIOS中斷常式。

BIOS是固化在主板上的ROM晶元，而系統設置程序，微機部件配置情況是則是放在一塊可讀寫的CMOS RAM晶元中的，它保存著系統CPU、軟硬碟驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息，關機後，系統通過一塊後備電池向CMOS供電以保持其中的信息。當微機接通電源後，系統將有一個對內部各個設備進行檢查的過程，這是由一個通常稱之為POST(Power On Self Test,上電自 檢)的程序來完成的。這也是BIOS的一個功能。完整的POST自檢將包括CPU、640K基本內存、1M以上的擴展內存、ROM、主板、 CMOS存貯器、串並口、顯示卡、軟硬碟子系統及鍵盤測試。自檢中若發現問題，系統將給出提示信息或鳴笛警告。在完成POST自檢後，ROM BIOS將按照系統CMOS設置中的啟動順序搜尋軟硬碟驅動器及CDROM、網路伺服器等有效的啟動驅動器 ，讀入操作系統引導記錄，然後將系統控制權交給引導記錄，由引導記錄完成系統的啟動。

目前市場上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。586以前的BIOS多為可重寫EPROM晶元，上面的標簽起著保護BIOS內容的作用(紫外線照射會使EPROM內容丟失)，不能隨便撕下。 586以後的ROM BIOS多採用EEPROM(電可擦寫只讀ROM)，通過跳線開關和系統配帶的驅動程序盤，可以對EEPROM進行重寫，方便地實現BIOS升級，這就是我們常說的BIOS升級。

CMOS，（是指互補金屬氧化物半導體——一種大規模應用於集成電路晶元製造的原料）是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯 片，用來保存當前系統的硬體配置和用戶對某些參數的設定。CMOS可由主板的電池供電，即使系統掉電，信息也不會丟失。 CMOS RAM本身只是一塊存儲器，只有數據保存功能，而對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序。早期的CMOS設置程序駐留 在軟盤上的(如IBM的PC/AT機型)，使用很不方便。現在多數廠家將CMOS設置程序做到了BIOS晶元中，在開機時通過特定的按鍵 就可進入CMOS設置程序方便地對系統進行設置，因此CMOS設置又被叫做BIOS設置。 早期的CMOS是一塊單獨的晶元MC146818A(DIP封裝)，共有64個位元組存放系統信息,見CMOS配置數據表。386以後的微機一般將 MC146818A晶元集成到其它的IC晶元中(如82C206，PQFP封裝)，最新的一些586主板上更是將CMOS與系統實時時鍾和後備電池集 成到一塊叫做DALLDA DS1287的晶元中。隨著微機的發展、可設置參數的增多，現在的CMOS RAM一般都有128位元組及至256位元組 的容量。為保持兼容性，各BIOS廠商都將自己的BIOS中關於CMOS RAM的前64位元組內容的設置統一與MC146818A的CMOS RAM格式 一致，而在擴展出來的部分加入自己的特殊設置，所以不同廠家的BIOS晶元一般不能互換，即使是能互換的，互換後也要對 CMOS信息重新設置以確保系統正常運行.

什麼是BIOS

系統開機啟動 BIOS，即微機的基本輸入輸出系統(Basic Input-Output System)，是集成在主板上的一個ROM晶元，其中保存有微機系統 最重要的基本輸入/輸出程序、系統信息設置、開機上電自檢程序和系統啟動自舉程序。在主板上可以看到BIOS ROM晶元， 請參見微機主板圖。一塊主板性能優越與否，很大程度上取決於板上的BIOS管理功能是否先進。

一、BIOS中斷常式 即BIOS中斷服務程序。它是微機系統軟、硬體之間的一個可編程介面，用於程序軟體功能與微機硬體實現的衍接。 DOS/Windows操作系統對軟、硬碟、光碟機與鍵盤、顯示器等外圍設備的管理即建立在系統BIOS的基礎上。程序員也可以通過 對INT 5、INT 13等中斷的訪問直接調用BIOS中斷常式。

二、BIOS系統設置程序 微機部件配置情況是放在一塊可讀寫的CMOS RAM晶元中的，它保存著系統CPU、軟硬碟驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息。 關機後，系統通過一塊後備電池向CMOS供電以保持其中的信息。如果CMOS中關於微機的配置信息不正確，會導致系統性能降 低、零部件不能識別，並由此引發一系統的軟硬體故障。在BIOS ROM晶元中裝有一個程序稱為「系統設置程序」，就是用來 設置CMOS RAM中的參數的。這個程序一般在開機時按下一個或一組鍵即可進入，它提供了良好的界面供用戶使用。這個設置 CMOS參數的過程，習慣上也稱為「BIOS設置」。新購的微機或新增了部件的系統，都需進行BIOS設置。

三、POST上電自檢 微機接通電源後，系統將有一個對內部各個設備進行檢查的過程，這是由一個通常稱之為POST(Power On Self Test,上電自 檢)的程序來完成的。這也是BIOS的一個功能。完整的POST自檢將包括CPU、640K基本內存、1M以上的擴展內存、ROM、主板、 CMOS存貯器、串並口、顯示卡、軟硬碟子系統及鍵盤測試。自檢中若發現問題，系統將給出提示信息或鳴笛警告。

四、BIOS系統啟動自舉程序 在完成POST自檢後，ROM BIOS將按照系統CMOS設置中的啟動順序搜尋軟硬碟驅動器及CDROM、網路伺服器等有效的啟動驅動器 ，讀入操作系統引導記錄，然後將系統控制權交給引導記錄，由引導記錄完成系統的啟動。