BBU-BSK Uebung 01

HBF IT-Systeme
BBU-BSK
Übung 1
Stand: 18.08.2010
Zeit
90 min
Laborübung
BIOS Einstellungen verändern und BIOS flashen
Informationen:
Kaltstart und Warmstart (Strg Alt Entf)
Beim Warmstart wird der Arbeitsspeicher nicht neu initialisiert.
BIOS (Basic Input Output System) ist ein Flash EEPROM-Baustein
EEPROM (engl. Abk. für electrically erasable programmable read-only memory, wörtlich:
elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) ist ein nichtflüchtiger,
elektronischer Speicherbaustein. Ursprünglich wurde dieser Bausteintyp mittels eines
Programmiergerätes mit beliebigen Daten gefüllt, inzwischen kann das auch von der
angeschlossenen CPU im System bewerkstelligt werden. Das EEPROM stellt eine
Fortentwicklung des EPROMs dar, bei dem ein Löschvorgang noch mit UV-Licht durchgeführt
werden muss.
Da das BIOS ein ROM Baustein ist, kann man dort keine Einstellungen speichern.
Damit man aber Einstellungen vornehmen kann, die beim Ausschalten des Rechners
nicht verloren gehen werden sie im CMOS-RAM (Complementary Metal Oxide
Semiconductor) gespeichert. Das CMOS benötigt eine Batterie, damit er die
Informationen behält.
Man kann auf einen BIOS ROM Baustein auch
ein Update mit neuen Funktionen aufspielen.
Diesen Vorgang nennt man Flashen.
BIOS Hersteller:
AMI, Award und Phoenix
Ein Teil des Startprogramms aus dem BIOS besteht
aus dem POST (Power On Self Test).
POST
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•
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•
Durchführung eines Resets
Nullen in RAM schreiben
Startadresse des EEPROMs wird in CPU geschrieben
Prozessor prüft RAM
CMOS-Speicherinhalt wird geladen
Komponenten ( Controller, Tastatur …) werden überprüft
beim Warmstart wird RAM nicht neu initialisiert
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POST Ablauf beim AMI BIOS
NMI Disable
Das BIOS unterbricht die NMI Interrupt Leitung zur CPU durch Setzen von Bit 7 des I/O Port 70h (CMOS).
Power On Delay
Der Tastatur Controller setzt entsprechend, nachdem er an Spannung liegt, die Soft- und Hard-Reset Bits. Ein Fehler hierbei liegt
normalerweise am Tastatur Controller oder Clock Generator.
Initialize Chipsets
Das BIOS initialisiert jedes vorliegende Chipset (CT&T, etc.). Mögliche Fehlerquelle/n: BIOS, CLOCK, oder Chipset.
Reset Determination
Das BIOS liest die Bits in den Tastatur Controller, um zu bestimmen, ob ein Soft- oder Hard-Reset nötig ist. (Ein Soft-Reset testet nicht den
Speicher über 64K). Mögliche Fehlerquelle/n: BIOS, Clock Generator, oder Tastatur Controller.
ROM BIOS Checksum
Das BIOS erzeugt eine Prüfsumme aller Bits in sich selbst und fügt einen vorgegeben Wert hinzu, der die Prüfsumme auf 00 bringt. Mögliche
Fehlerquelle/n: ROM BIOS Chips.
Keyboard Test
Das BIOS sendet ein Kommando an den 8042 Tastatur Controller, das einen Test auslöst und den Puffer für Kommandos setzt. Nachdem der
Puffer definiert ist, sendet das BIOS ein Kommando Byte, und schreibt Daten in den Puffer, prüft das High Order Bit (Pin 23) des internen
Tastatur Controllers, und gibt ein Nicht-Ausführen (No Operation (NOP)) aus.
CMOS
Das BIOS testet das Abschalt-Byte im CMOS RAM Offset OF, berechnet die CMOS Prüfsumme und bringt das Diagnose Byte OE auf den
neuesten Stand, bevor die CMOS RAM Umgebung initialisiert wird, und setzt das Datum und die Zeit. Mögliche Fehlerquelle/n: beim
RTC/CMOS Chip oder Batterie.
8237/8259 Disable
Das BIOS schaltet den DMA und Interrupt Controller ab, bevor weitere Aktionen des POST durchgeführt werden. Mögliche Fehlerquelle/n: bei
8237 oder 8259 Chips.
Video Disable
Das BIOS schaltet den Video Controller ab und initialisiert Port B. Mögliche Fehlerquelle/n: wahrscheinlich beim Video Adapter.
Chipset Initialization/Memory Detect
Das BIOS initialisiert die Chipsets und versucht die Größe des Speichers im System zu entdecken. Das BIOS adressiert Speicher in 64K
Blöcken. Ein Fehler an dieser Stelle liegt normalerweise am Chipset. Wenn das BIOS nicht den gesamten Speicher im System sieht, kann der
Fehler an einem Chip in dem Block darüber liegen (die zuletzt gefundenen 64K), oder an einem Fehler der Adressleitung.
Pit Test
Das BIOS testet die Timing Funktionen des 8254 Interrupt Timers. Mögliche Fehlerquelle/n: die PIT oder RTC Chips.
Memory Refresh
Das BIOS testet die Fähigkeit des PIT, den Speicher zu "refreshen". Wenn das System ein 8088/86 Typ ist, wird dies vom DMA Controller 1
ausgeführt. Mögliche Fehlerquelle/n: der PIT (8254) in ATs oder der 8237 (DMA #1) in XTs und PCs.
Address Lines
Das BIOS testet die Adressleitungen der ersten 64K des Speichers. Mögliche Fehlerquelle/n: die Adressleitungen.
BASE 64K
Das BIOS schreibt Daten Muster in die ersten 64K der Speicher Adresse. Mögliche Fehlerquelle: defekter Speicherchip der ersten 64K.
Chipset Init
Das BIOS schaltet die PIT, PIC und DMA Controller ein. Mögliche Fehlerquelle/n: die PIT, PIC oder DMA Chips.
Set Interrupt Table
Das BIOS installiert die Interrupt Vector Tabelle, die vom PIC im unteren Speicherbereich (2K) verwendet werden.
8042 Check
Das BIOS liest den Puffer Bereich des Tastatur Controllers. I/O Port 60. Mögliche Fehlerquelle/n: der Tastatur Controller.
Video Tests
Das BIOS überprüft zuerst den Typ des Video Adapters und führt dann eine Reihe von Tests am Adapter und Monitor durch.
BIOS DATA AREA
Das BIOS prüft die Vector Tabelle auf richtige Funktion und testet den Video Speicher bevor Protected Mode Tests durchgeführt werden.
Danach können Fehlermeldungen auf dem Monitor angezeigt werden.
Protected Mode Tests
Das BIOS liest und schreibt in den gesamten Speicher unterhalb 1MB. Mögliche Fehlerquelle/n: ein defekter RAM Chip, der 8042 Chip oder
eine Datenleitung.
DMA Chips
Das BIOS testet die DMA Register durch Daten Muster. Mögliche Fehlerquelle/n: die DMA Chips.
Keyboard Controller
Das BIOS testet das Tastatur Interface. Key Lock, Num Lock und Cap Lock werden ebenfalls überprüft. Mögliche Fehlerquelle/n: eine defekte
Tastatur oder eine falsche Einstellung.
Final Initialization
Das AMI BIOS führt eine Reihe von Tests durch, die zwischen den einzelnen Revisionen der Versionen jedes BIOS unterschiedlich sind.
Typisch sind die Festplatten- und Diskettenlaufwerkstests und Initialisierungen. Eine Überprüfung wird durchgeführt für Adapter, wie RS232,
Parallel, Maus, usw. und die Informationen werden mit den im CMOS gespeicherten Daten verglichen. Fehler in diesen Tests werden am
Monitor angezeigt. Mögliche Fehlerquelle/n: eine defekte Einheit oder eine falsche Einstellung im CMOS.
BOOT
An diesem Punkt übergibt das BIOS die Kontrolle an den Interrupt 19 Bootloader. Fehler in dieser Prozedur resultieren normalerweise in
einem blinkenden Cursor oder einer Fehlermeldung wie "keine Systemdiskette". Überprüfen Sie den Bootsektor des Laufwerks mit einer
Diagnosesoftware.
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Fehler beim Bootvorgang
• Fehlercodes (Nummern mit Zusatzkarte
oder LED-Kombinationen)
• Fehlersignale (akustisch)
• Fehlermeldungen (auf Bildschirm)
CMOS-Setup
Das BIOS-ROM enthält das Dienstprogamm CMOS-Setup (Entf oder F2). Das CMOS beinhaltet
Informationen über die Gerätekonfiguration des Rechners. Damit der CMOS die Daten auch nach dem
Abschalten des Rechners behält, ist auf dem Motherboard eine Batterie vorgesehen.
Folgende Einstellungen kann man unter anderem vornehmen:
• Chipsatz
• RAM
• Laufwerke
• Peripherie
• Erweiterungsschnittstellen
• Power Management
• Uhrzeit/Datum
• Bootsequenz (BIOS sucht in vorgegebener Reihenfolge nach einem bootfähigen Programm
bzw. Betriebssystem auf dem sogenannten Master Boot Record (MBR))
• Controller …
Extensible Firmware Interface (EFI)
Das Extensible Firmware Interface (EFI) soll mit diesem Wildwuchs aufräumen und gleichzeitig neue
Funktionen ermöglichen. Bei der EFI-Spezifikation handelt es sich um ein Embedded-System, welches
sich einfacher bedienen lassen soll, hochauflösende Grafikkarten unterstützen wird und auch
netzwerkfähig sein soll.
Es soll vor allem mehr Funktionen und mehr Sicherheit bringen. Für die Sicherheit sorgt ein auf der
Hauptplatine angebrachter Krypto-Coprozessor – der Fritz-Chip. Er erzeugt asymmetrische Schlüssel
und verschlüsselt so auf dem PC gespeicherte Daten. Zusätzlich wird mittels Hash-Algorithmus beim
Rechnerstart eine Prüfsumme gebildet, in die auch Informationen über die angeschlossene Hardware,
die BIOS-Version, die ID des Betriebssystems und sämtliche beim Rechnerstart geladenen
Systemdateien einfließen.
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Aufgabe 1:
Lernsituation: Ein Kunde bringt einen Rechner, der nach dem Einschalten mehrmals „1x lang und 2 x
kurz piept“. Sonst passiert nichts. Sie stellen fest, dass der Rechner ein BIOS von AWARD hat.
a) Wo könnte der Fehler liegen?
b) Wie gehen Sie vor um den Fehler einzugrenzen?
c) Suchen Sie die mögliche Fehlerursache im BIOS-Kompendium unter www.bios-info.de
d) Stellen Sie fest, von welchem Hersteller das BIOS ihres Testrechners ist.
e) Manipulieren Sie Ihren Testrechner so, dass ein Fehler beim Booten entsteht und überprüfen Sie
den Beep-Code mit dem BIOS-Kompendium.
Beep-Code:
f) Installieren Sie die Spezialkarte um Fehlercodes optisch anzuzeigen und überprüfen Sie die Anzeige
mit Ihrem Fehler.
Anzeige:
Aufgabe 2:
Lernsituation: Der Kunde möchte Windows Vista auf den Rechner aufspielen lassen. Nach der
Installation stellt sich heraus, dass die seriellen Schnittstellen nicht mehr erkannt werden.
Welche Abhilfe könnte man schaffen?
a) Finden Sie die aktuelle Bezeichnung und das Datum Ihrer BIOS-Version heraus.
b) Finden Sie den Hersteller und das Modell Ihres Motherboards heraus.
c) Suchen Sie im Internet nach einem Update für Ihr BIOS und dem passenden Flash-Programm.
Dateiname des BIOS Updates:
Dateiname des Flash Programms:
d) Erstellen Sie eine DOS-Startdiskette und kopieren Sie das BIOS-Update und das Flash-Programm
darauf.
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e) Flashen Sie Ihr BIOS.
Hier ein Beispiel der Vorgehensweise für das Motherboard ASUS P2B
1. alle störenden Erweiterungskarten, Festplatten und Laufwerke ausbauen
2. im BIOS die „Setup Defaults“ laden
3. DOS-Startdiskette erstellen
4. Die Dateien 1014.003 und aflash.exe auf die Diskette kopieren.
5. Über Diskette DOS starten und aflash aufrufen
6. Option [1] Save
das alte BIOS auf Diskette speichern
7. Option [2] Update BIOS die Datei 1014.003 auswählen
8. Überprüfen, ob das BIOS erfolgreich
upgedatet wurde. Wenn nicht, auf keinen
Fall den Rechner ausschalten und das
gespeicherte alte BIOS wieder aufspielen.
Geht der Rechner während des Flashen
aus, ist der BIOS-ROM unbrauchbar und
kann nur noch mit einem externen
Brenngerät geflasht werden.
9. Nach einem Neustart direkt ins BIOS
gehen und noch mal die „Setup Defaults“
laden.
Aufgabe 3:
Lernsituation: Sie möchten Ihren Rechner ständig als Fileserver laufen lassen. Sie entfernen nach
dem Start Monitor, Maus und Tastatur. Da manchmal Stromausfall ist, sollte der Fileserver von alleine
wieder hochfahren. Das tut er aber nicht.
a) Beheben Sie den Fehler mit Hilfe von BIOS Einstellungen.
b) Sie vergessen manchmal eine Diskette in dem Rechner. Beim einem Neustart bleibt der Rechner
beim Booten hängen. Stellen Sie Ihr BIOS so ein, dass nicht von Diskette gebootet werden kann.
c) Erläutern Sie 5 BIOS-Einstellungen ausführlich mit allen entsprechenden Optionen.
Was bewirken die einzelnen Optionen.
1. Bios Features Setup HDD S.M.A.R.T Capability enable oder disable
2. Chipset Features Setup Onboard Serial Port1 3F8H / IRQ4
oder disable
3. Power Management Setup AC PWR loss Restart enable oder disable
4. Chipset Features Setup Data Integraty Mode ECC oder Non-ECC
5. Bios Features Setup Security Option System oder Setup
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