ROM BIOS

BASIC INPUT-OUTPUT
SYSTEM
BIOS
OMAR ACOSTA PADRÓN
CONTENIDO
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Introducción
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Seguridad
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¿Qué es la BIOS?
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Plug and Play BIOS
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Fabricantes
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Actualizarla
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Aspecto hardware
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Aspecto software
●
Interrupciones
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Resumen, arranque
de un ordenador
Visión de futuro
¿Qué es la BIOS?
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Conjunto de recursos tanto software como
hardware.
Controla todo recurso hardware del
ordenador en todo momento.
Evita al SO conocer las características de
cada dispositivo.
Es la interface entre el hardware y el SO.
Lleva a cabo el correcto arranque del
ordenador.
FABRICANTES
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Lista de fabricantes de BIOS
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http://support.microsoft.com/kb/243909/es
Los principales fabricantes para ordenadores
–
Phoenix
–
American Megatrends (AMI BIOS)
–
Award BIOS
–
Microid Research
Muchas empresas fabrican para sus
productos su propia BIOS.
FABRICANTES
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Diversos fabricantes hacen BIOS con
diferentes configuraciones y prestaciones
pero con el mismo objetivos principales.
Aspecto Hardware
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La BIOS está implementada y localizada
“principalmente” en la placa base del
ordenador.
En la placa base encontraremos la ROM
BIOS y el CMOS RAM.
Otros dispositivos como las tarjetas de video
almacenan su propia configuración.
BIOS en la placa base,
marca Phoenix
ROM BIOS, AMI BIOS
Otra perspectiva
CMOS BIOS
ROM BIOS
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Lugar de alojamiento de la parte software
principal de la BIOS.
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POST
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SETUP
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BOOTSTRAP LOADER
–
DRIVERS
ROM BIOS
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Read Only Memory, ROM.
Son utilizadas para la BIOS una memoria
tipo ROM para que no se borren al apagar el
ordenador.
En la actualidad se usa EEPROM Flash
ROM la cual pueden ser modificada por el
usuario mediante un programa.
Anterior a estas era utilizadas EEPROM pero
para ser actualizadas era necesario retirarlas
de la placa para reescribirlas.
CMOS CHIP
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Guarda la fecha y hora.
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Guarda las configuraciones de la BIOS.
CMOS CHIP
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Complementary Metal-Oxide Semiconductor.
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Mal considerado como no volátil.
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Arranca con solo 1 micro amperio.
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Alimentado con una pila.
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Quitarla implica el borrado de las
configuraciones y pérdida de la fecha y hora,
que son restablecidas con un valor
predefinido.
CMOS BIOS Y PILA
OTROS DISPOSITIVOS
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Otros dispositivos como son tarjetas de
video contienen sus propia memoria.
Las configuraciones de estas son cargadas a
la ROM BIOS una vez se inicia el PC.
Estas también forman parte de la BIOS.
Aspecto Software
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POST
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SETUP
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BOOTSTRAP LOADER
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DRIVERS
POST
Power On Self Test
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Se ejecuta cada vez que se pone en marcha
el ordenador.
Ejecuta una rutina para testar los elementos
del sistema.
Avisa mediante una señal sonora si ha
encontrado algún error.
Cada fabricante tiene su propio código de
aviso.
Test de elementos
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Comprueba la fuente de alimentación.
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Comprueba la CPU.
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Comprueba la BIOS.
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Comprueba la CMOS.
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Comprueba los accesos a memoria.
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...
Ejemplo de respuestas del
POST
SETUP
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Es accionado por el usuario mientras se
ejecuta el POST pulsando una tecla o
combinación de teclas.
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AMI BIOS, presionar suprimir.
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Phoenix BIOS, presionar F2.
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Award BIOS. Delete o control Ctrl+Alt+Esc.
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Microid Research, presionar Esc.
Características
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Menú principal
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Maintenance menu
–
Main
–
Advanced
–
Security
–
Power
–
Boot
–
Exit
BOOTSTRAP LOADER
(cargador de inicio)
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Se ejecuta tras el POST.
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Carga el SO en memoria y le cede el control.
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Programa ejemplo:
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http://www.omninerd.com/articles/PC_Bootstrap
_Loader_Programming_Tutorial_in_ASM
DRIVERS o CONTROLADORES
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También conocidos como Firmware son el
código de más bajo nivel.
Se encarga de manejar el funcionamiento
interno de los dispositivos.
Establece una interface con el SO
permitiendo el manejo del dispositivo sin
necesidad de conocer su estructura interna.
Son creados por el fabricante del dispositivo.
Existen tantos tipos de controladores como
tipo de dispositivos.
Interface interna
Interrupciones de la BIOS
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La demanda tanto de usuario como del
sistema operativo y aplicaciones de algún
recurso hardware es hecha a través de la
BIOS, la cual controla todo el sistema
hardware del sistema.
Para gestionar la interrupciones la BIOS
utiliza una tabla de vectores de interrupción
(IDT) y unos programas que atienden a las
interrupciones (ISR´s).
ISR´s
Resumen de servicios de la
BIOS
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Servicios a periféricos.
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Servicios de estado del equipo.
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Servicios de hora.
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Servicios adicionales.
Lista de interrupciones de la
BIOS (IDT)
Interrupciones
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Diferentes interrupciones son tratadas por
diferentes rutinas ISR´s. “traphandler”
Esta rutina identifica la interrupción y
transmite la petición al controlador del
dispositivo.
Ejemplo
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Imprimir pon pantalla una string, por ejemplo
“hola mundo”.
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STRING
DB "hola mundo"
–
–
MOV
AH,09h
–
MOV
DX, OFFSET STRING
–
INT 21h
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Int 21h identifica el tipo de servicio que
demanda en este caso un ISR con servicio a
un periférico, en concreto la pantalla.
Se trata la interrupción (AH,09h) la cual
interactua con la interface que establece el
controlador de la pantalla para que imprima
la cadena.
El controlador en base a lo pedido, por
ejemplo para de una pantalla de led,
enciende los led´s que forman la cadena.
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Observar.
Para el juego de tanques el usuario no
enciende las luces led que conforman la
animación, ni tampoco el programador. Es
invisible al usuario el funcionamiento interno
de los dispositivos.
Son los controladores (drivers, firmware) los
que lo hacen, evitándonos conocer el
funcionamiento interno de los dispositivos, y
en su caso tener que programarlo también.
SEGURIDAD HARWARE
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¿Qué ocurre si se daña la BIOS?
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Si de daña CMOS BIOS
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Reiniciar la CMOS BIOS
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Quitar la pila de la BIOS y volverla a poner.
Mediante los pines.
Si la CMOS es borrada se restablecen las
configuraciones predeterminadas.
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Cambiar la posición de los pines
borra la memoria.
Dejar como estaba y reiniciar.
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Si se daña la ROM BIOS:
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Normalmente hay que cambiar la placa base.
Si tu paca tiene varias BIOS se puede recuperar.
El CMOS RAM se puede dañar por conflictos
entre dispositivos que no son resueltos con
el PnP, pero son de fácil solución.
La ROM BIOS puede ser afectada por algún
virus, algo poco común, o por una mala
actualización.
Placa con doble BIOS
PLUG AND PLAY BIOS
(enchufar y usar)
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Previene problemas de configuración de
dispositivos y proporciona al usuario la
capacidad de expandir el PC.
Inventado por Intel-Microsoft el 28 de Mayo
de 1993.
Se unieron varias empresas para obtener un
estándar y en 1 de noviembre de 1993 sale
la primera versión.
PnP BIOS
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La idea principal de plug-and-play (PnP) es
que el sistema se haga responsable de la
configuración del hardware y software, que
se está agregando. Su objetivo, crear PC´s
sin jumpers.
El sistema chequea los recursos que cada
dispositivo de expansión necesita.
Coordina las asignaciones para evitar
conflictos.
Le dice al sistema y software las elecciones
que ha hecho.
ACTUALIZAR LA BIOS
flashing
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¿Por qué actualizar?
–
Añadir soporte para nuevos y más rápidos
procesadores.
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Soportar boot para USB, DVD, ZIP,...
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Mejoras del POST (tiempo).
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Soporte para Serial ATA, Ultra DMA.
–
Corrección de calendario.
–
...
Antes de actualizar
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Buscar software actualizado.
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Internet.
Comprobar fecha y versión de la BIOS, para
no instalar la misma. Obvio.
Estar seguro del modelo y marca de la BIOS.
También Obvio, pero muy importante.
Aconsejado hacer una copia respaldo.
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ROM BIOS.
–
CMOS CHIP.
Fecha de la BIOS
Respaldo de ROM BIOS
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Una manera de recuperar una ROM BIOS
dañada es utilizando un respaldo de la
misma.
Los datos en la ROM BIOS son guardados
en dos segmentos de 64KB.
La copia respaldo consiste en copiar los
datos de la posición C0000Cffff y
D0000DFFFF.
Para ello usamos la el comando DEBUG en
el DOS.
Rutina
Respaldo CMOS CHIP
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Recordamos que en el CMOS CHIP está la
fecha y hora ademas de las configuraciones
personales de nuestra BIOS.
Podemos hacerlo de varias maneras.
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Entrar en el SETUP y utilizar papel y lápiz.
–
Dentro del SETUP imprimir pantalla con la
impresora pulsando la tecla PrtScr.
–
Guardando las configuraciones en una memoria
externa.
ACTUALIZAR
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Un fallo en durante el proceso de
actualización podría dañar la BIOS.
Aconsejado hacer sobre un SO estable y con
la batería cargada.
Existen varias maneras de actualizar la BIOS
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Desde el DOS.
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Utilizando un archivo .bat preparado
–
Usando un .exe y te desentiendes.
Lo más actual es el .exe pues te permite
hacerlo sin conocimiento de causa, ademas
puedes hacer una backup.
Resumen. Arranque de un PC.
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Alimentación del sistema.
–
Se busca el programa de arranque en la
posición FFFF0h de la ROM BIOS.
–
Ejecución del POST.
–
Búsqueda de la tarjeta de video y luego de otros
dispositivos (discos duros,...).
–
Mostrar por pantalla el arranque.
–
La BIOS realiza test adicionales del sistema,
incluido el conteo de memoria.
Resumen. Arranque de un PC.
–
Se realiza un inventario del PC determinando el
tipo de hardware y etiquetar los dispositivos
lógicos(COM y LTP).
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Se ejecuta el PnP mostrando todos los
dispositivos en pantalla.
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Se lanza el BOOTSTRAP LOADER.
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El SO se esta arrancando.
En el futuro
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La BIOS permanecerá.
Existen varios proyectos para mejorar las
prestaciones de la BIOS, tanto de código
libre como no.
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EFI (Extensible Firmware Interface)
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Proyecto de Intel parar crear un mini-SO
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Mejorar sus prestaciones.
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Entorno gráfico.
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Alude seguridad, rapidez y flexibilidad.
●
El proyecto LinuxBIOS y lleva en marcha
desde el 99. Pretende reemplazar las BIOS
comerciales tal como las conocemos hoy por
una básica y libre con las rutinas mínimas
para iniciar el hardware y cargar un sistema
operativo.
PREGUNTAS
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¿?
●
¿?
●
...