// 02 из 08
BIOS / UEFI
2.1 Что происходит в первые миллисекунды
0 мс — подача напряжения на материнскую плату
10 мс — стабилизация питания (Power Good signal)
15 мс — CPU получает сигнал RESET снят
20 мс — CPU начинает выполнять первую команду
по адресу 0xFFFFFFF0 (BIOS Reset Vector)
Reset Vector — специальный адрес в памяти, куда всегда "смотрит" процессор при старте.
Адресное пространство памяти: ┌──────────────────────────────────┐ 0xFFFFFFFF (4 ГБ) │ │ │ RAM (оперативная память) │ │ │ ├──────────────────────────────────┤ 0x000FFFFF (1 МБ) │ Зона BIOS (отображается сюда) │ │ ROM BIOS — 256 КБ │ ├──────────────────────────────────┤ 0x000C0000 │ Видео ROM │ ├──────────────────────────────────┤ 0x000A0000 │ Видео RAM │ ├──────────────────────────────────┤ 0x00000000
2.2 POST — Power-On Self-Test
ШАГ 1: Инициализация CPU ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • Проверка регистров процессора • Инициализация кешей L1, L2, L3 • Установка базовой тактовой частоты ШАГ 2: Инициализация чипсета ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • Северный мост (контроллер памяти и PCI-E) • Южный мост (USB, SATA, аудио) ШАГ 3: Проверка RAM ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • Определение объёма • Тест на запись/чтение • Настройка тактовой частоты памяти • При ошибке: звуковые сигналы (beep-коды) ШАГ 4: Инициализация видеокарты ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • Видеокарта запускает свой BIOS • Инициализируется экран • Теперь возможен вывод информации ШАГ 5: Инициализация устройств ввода ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • Клавиатура (PS/2 или USB HID) • Мышь ШАГ 6: Инициализация дисков ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • SATA контроллер • NVMe диски • USB устройства • Оптические приводы ШАГ 7: Поиск загрузочного устройства ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ • По списку приоритетов из настроек • USB → DVD → SSD → HDD (или иначе) • Чтение первых 512 байт (MBR) • Проверка сигнатуры 0x55AA
2.3 Beep-коды при ошибках POST
Производитель BIOS: AMI ┌──────────────┬────────────────────────────────┐ │ Сигналы │ Значение │ ├──────────────┼────────────────────────────────┤ │ 1 короткий │ Успешно, ошибок нет │ │ 2 коротких │ Ошибка POST │ │ 3 длинных │ Ошибка RAM │ │ 1д + 3к │ Ошибка видеопамяти │ │ 1д + 8к │ Видеокарта не обнаружена │ └──────────────┴────────────────────────────────┘
2.4 BIOS vs UEFI
┌─────────────────┬──────────────────┬──────────────────┐ │ Характеристика │ BIOS/MBR │ UEFI/GPT │ ├─────────────────┼──────────────────┼──────────────────┤ │ Прошивка │ BIOS │ UEFI │ │ Таблица разд. │ MBR │ GPT │ │ Макс. диск │ 2 ТБ │ 9.4 ЗБ │ │ Макс. разделов │ 4 первичных │ 128 │ │ Загрузчик │ MBR (446 байт) │ EFI файл (.efi) │ │ Secure Boot │ Нет │ Есть │ │ Скорость │ Медленнее │ Быстрее │ │ Интерфейс │ Текстовый │ Графический │ │ Разрядность │ 16-бит │ 64-бит │ └─────────────────┴──────────────────┴──────────────────┘
2.5 Режимы работы процессора
Реальный режим (Real Mode)
• 16-битный
• Адресует только 1 МБ памяти
• Нет защиты памяти
• Нет многозадачности
• Именно в нём работает BIOS
│
▼ (переключение в процессе загрузки)
Защищённый режим (Protected Mode)
• 32/64-битный
• Адресует до 4 ГБ (32-bit) или 256 ТБ (64-bit)
• Защита памяти между процессами
• Аппаратная многозадачность
• В нём работает ядро Linux
2.6 Структура диска MBR vs GPT
MBR (BIOS): ┌──────────┬───────────────┬───────────┬─────────────┐ │ MBR │ Раздел 1 │ Раздел 2 │ Раздел 3 │ │ 512 байт│ (/ root) │ (/home) │ (swap) │ └──────────┴───────────────┴───────────┴─────────────┘ MBR = 446 байт загрузчик + 64 байт таблица + 2 байта сигнатура (0x55AA) GPT (UEFI): ┌─────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐ │Защитный │ ESP │ Раздел 1 │ Раздел 2 │ ... │ │ MBR │ EFI ~500 │ (/ root) │ (/home) │ │ │ │ МБ FAT32 │ │ │ │ └─────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘ ESP = EFI System Partition — хранит загрузчики (.efi файлы)