BIOS, barramentos e dispositivos

Este artigo detalha: o BIOS, o relacionamento entre CPU e memória, interrupções, DMA, RTC, geometria do disco rígido, a árvore de diretórios em um sistema Linux, configurando e reconhecendo dispositivos nos barramentos ISA, PCI, USB, SCSI e ainda comentarei sobre modems e placas de som. Para terminar o artigo, comentarei sobre o sistema virtual de arquivos proc e sua funcionalidade.

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Por: Rafael Siqueira Telles Vieira em 26/11/2007 | Blog: http://www.lia.ufc.br/~rafaelstv/


BIOS: Basic Input Output System



O BIOS, ou Sistema Básico de Entrada e Saída (E/S), isto é SBES, é quase um mini-sistema operacional responsável por gerenciar nosso hardware e controlá-lo. Infelizmente a implementação dos SBES ainda não é livre e varia de fornecedor a fornecedor, mas sem eles o seu computador não pode funcionar.

O SBES é um firmware, isto é, um programa integrado a um dispositivo do computador, normalmente gravado em um chip de memória ROM (Read Only Memory, memória de apenas leitura) na placa mãe de e seu computador.

O SBES é responsável essencialmente por testar, manipular e configurar os dispositivos conectados ao computador. Estas três funções são definidas por três programas fundamentais que fazem parte de todo sistema básico ou BIOS:



Descreverei inicialmente cada um dos três:
  • POST, quando você liga o computador o POST é o primeiro programa do BIOS que entra em ação, isto é o Power-On Self-Test, ou teste de funcionalidade ou ligação. Ele é responsável por iniciar os dispositivos no seu computador, isto é o seu hardware, para um estado operacional conhecido, caso ele necessite de inicialização e verificar se os dispositivos: memória, teclado, etc estão funcionando corretamente. Logo em seguida o SBES efetua uma chamada para o primeiro dispositivo de boot ou inicialização do computador(normalmente o disco rígido ou o hd, hard disk) e passo o controle do seu computador para o Boot Loader(carregador de inicialização) do mesmo, como o LILO ou o GRUB, que por sua vez carrega o seu Sistema Operacional(SO).

  • Setup, ou configuração da SBES é o que temos mais familiaridade, e é um programa responsável por configurar os dispositivos conectados ao computador, incluindo o seu relógio ou RTC(real-time clock, relógio de tempo real), portas paralelas, seriais, usb, ordem de inicialização do sistema(boot), sistemas de controle de temperatura, endereços de E/S, endereços DMA(Acesso Direto a Memória, Direct Memory Access), etc. Estas opções e configuração são muito específicas a cada dispositivo conectado ao computador e normalmente para alterá-las é necessário consultar o manual da sua placa-mãe. Tipicamente você pode ter acesso ao programa de configuração da SBES através da tecla Delete, F1, ou F2 no momento da inicialização do seu computador.

  • System Calls, ou chamadas do sistema, é uma pequena interface que o SBES oferece para que possamos acessar os dispositivos existentes no computador. Historicamente o propósito do SBES era fornecer um conjunto de serviços de E/S para os sistemas operacionais e os programas do usuário, isolando assim os programadores sobre informações intrínsecas aos dispositivos existentes em um computador e mudanças nos mesmo. Atualmente a SBES serve apenas para coletar informação sobre os dispositivos conectados ao computador e repassá-las ao Sistema Operacional, que uma vez no controle, não usa os serviços ou chamadas da SBES para E/S. O SBES permite oferece serviços bem simples, como por exemplo, imprimir caracteres na tela do monitor, controlar a posição do cursor na tela e a impressão de algumas cores, além de acesso as portas serias e paralela entre outras funções ligadas aos dispositivos de um Computador.

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Páginas do artigo
   1. BIOS: Basic Input Output System
   2. CPU e Memória
   3. Barramentos
   4. Interrupções
   5. Endereços de E/S
   6. Endereços DMA
   7. RTC - Relógio de tempo real
   8. Disco rígido
   9. Árvore de diretórios
   10. Configurando suas placas de expansão ISA e PCI
   11. Configurando suas placas de expansão USB e SCSI
   12. Configurando modems e placas de som
   13. Detectando novos dispositivos
   14. O diretório /proc/
   15. Conclusão e licença
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Comentários
[1] Comentário enviado por scoob em 27/11/2007 - 07:19h

It's awesome !!!!!

;>))


Parabéns!!!

[2] Comentário enviado por jeferson_roseira em 27/11/2007 - 10:35h

Muito bom o tutorial

[3] Comentário enviado por engos em 27/11/2007 - 11:18h

Isso que á artigo de verdade!

A maioria posta dicas como artigo e o pessoal deixa passar, mas o seu sim dá orgulho até de ler, entrei para verificar sobre o que se tratava pensando ser outro artigo fajuto sobre o assunto e fico contente por ter me enganado.

Parabéns, esse é digno dos top 5 do site.

[4] Comentário enviado por TSM em 27/11/2007 - 11:43h

Muito bom cara.
Parabéns.

[5] Comentário enviado por brunojbpereira em 27/11/2007 - 15:20h

Seu artigo sobre os detalhes do funcionamento de um computador e relacionando-o com o sistema linux foi genial. o artigo está nota 10.

[6] Comentário enviado por elgio em 28/11/2007 - 15:37h

Muito bom teu artigo. Nada mais posso dizer que já não tenha sido dito.

Observei que no final tu colocou uma nota de Copyright... legal, acredito que isto deva até ser incentivado aqui no Vol.

Outra coisa é sobre os HDs... Eu não sou 100% da area pois abandonei hardware faz algum tempo, mas pelo que me lembro alguns HD tem seus setores dispostos em forma de aspiral, onde cada setor tem o mesmo tamanho físico, em contra ponto ao modelo tradicional onde os setores mais internos são menores e, por terem o mesmo tamanho em bytes, tem seus bits mais "espremidos". Isto requeria até algumas técnicas especiais de armazenamento para que um bit ZERO expremido entre dois bits 1 não acabasse virando 1 também (principalmente nos setores mais centrais onde o "expremido" é mais violento)

Como hoje isto é uma coisa que só interessa a controladora do disco (que esta DENTRO do disco) não é assim tão importante.

Em tempo: há 15 ANOS ATRÁS eu era técnico em eletrônica e dava manutenção em computadores. Frequentemente a gente dizia para o cliente que o problema era apenas de BIOS. Nosso cógido interno traduzia, neste caso, BIOS para "Burro Incapaz que Operava o Sistema". Era uma senha para dizer que o problema era rateada do usuário... Ainda se usa esta "tradução" nos bastidores? (assim como o problema de Osmar. Os Mar Contato... hehehehehe)

[7] Comentário enviado por rafastv em 28/11/2007 - 22:39h

Muito obrigado pelos comentários pessoal :) Eu tentei fazer o melhor possível e ser bem claro em todos os momentos. Quanto as traduções eu realmente conheço e uso da BIOS, do Osmar é nova para mim hehehehe


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