BIOS i UEFI Postavke i Pokretanje Računala PDF

Građa i održavanje osobnih računala BIOS i UEFI BIOS  BIOS  Basic Input-Output System  sučelje između hardvera i softvera  sadrži biblioteku osnovnih ulazno- izlaznih operacija (IBM PC)  princip rada i funkcija BIOS-a su gotov...

Građa i održavanje osobnih računala BIOS i UEFI BIOS  BIOS  Basic Input-Output System  sučelje između hardvera i softvera  sadrži biblioteku osnovnih ulazno- izlaznih operacija (IBM PC)  princip rada i funkcija BIOS-a su gotovo neizmijenjeni od samih početaka industrije osobnih računala BIOS  stari operativni sustavi (npr. DOS) većinu ulazno-izlaznih funkcija obavljali su preko BIOS-a  BIOS – 16 bitni način rada  BIOS čine:  osnovni BIOS – programirani čip na matičnoj ploči  dodatni ROM moduli – firmware na uređajima Primjer dodatnog modula koji se učitava s BIOS- om: PXE [pɪksiː] okruženje za podizanje OS-a  UEFI – „nasljednik” BIOS-a Postavke BIOS-a  prvi IBM BIOS nije imao sučelje za namještanje postavki  današnja sučelja programa za namještanje postavki BIOS-a su uglavnom unificirana (u par varijanti) Postavke BIOS-a  tradicionalno, u BIOS (UEFI) se ulazi pritiskom na tipku  nažalost, neki proizvođači su to odlučili zakomplicirati  sadržaj početnog (tzv. POST) ekrana je često skriven :-(  najčešće tipke: , , , , , opširan popis proizvođača računala i odgovarajućih tipki može se pronaći na http://www.disk- image.com/faq-bootmenu.htm prikaz POST ekrana se često može uključiti opcijom „Full Screen Logo” enabled/disabled Postavke BIOS-a  nazivi funkcija i pojedinačnih postavki razlikuju se kod različitih proizvođača  postavljanje sata  namještanje osjetljivosti pokretanja računala na pogreške  namještanje primarnog video izlaza  opcija „set the primary gpu” (za računala s više grafičkih kartica) Postavke BIOS-a  namještanje brzine sistemske sabirnice (overklokiranje) Postavke BIOS-a  namještanje uređaja na kojem se nalazi OS – postavljanje redoslijeda bootanja (engl. Boot Priority) Postavke BIOS-a  privremeno postavljanje redoslijeda podizanja (na gotovo svim novijim računalima) Postavke BIOS-a  uređaji za pokretanje računala  standardno, računala se pokreću s hard diska  ostale mogućnosti: USB, DVD, mreža  pokretanje s prijenosnih uređaja se koristi kod:  instalacije operativnog sustava  isprobavanje OS-a (na primjer live distribucije Linuxa)  održavanje računala  spašavanje podataka  čišćenje virusa  napada na računalo (uz fizičku prisutnost) pravilno postavljanje redoslijeda pokretanja ključno je za sigurnost računala. U suprotnom, napadač može pokretanjem vlastitog OS-a doći do potpune kontrole nad računalom. Postavke BIOS-a  prijenosni medij mora biti posebno oblikovan (i sadržavati neki oblik OS-a)  ISO slika  tipičan format za distribuciju instalacije različitih operativnih sustava  povijesno, bio je namijenjen snimanju na optičke medije  USB prijenosne memorije danas su dostupnije od DVD-a  postoje specijalizirani alati za pripremu USB uređaja s kojeg se može pokrenuti računalo (bootabilni USB), npr. Rufus Postavke BIOS-a  koraci za izradu vlastitog boot medija i podizanje sustava:  preuzimanje ISO slike  provjera integriteta i autentičnosti preuzete datoteke*  snimanje na USB uz pomoć specijaliziranih alata (važno: obično kopiranje ISO datoteke ne stvara bootabilni medij)  namještanje redoslijeda pokretanja računala * dvije najvažnije metode provjere: provjera hash zapisa; provjera PGP potpisa Postavke BIOS-a  lozinke  u BIOS-u standardno postoje dvije vrste lozinki:  1) BIOS setting password - lozinka za ulazak u postavke BIOS-a  2) Power-On password - lozinka protiv neautoriziranog pokretanja računala (zaustavlja proces pokretanja u ranoj fazi)  različiti proizvođači nazivaju lozinke drugačijim nazivima: „user password”, „supervisor password”, … Postavke BIOS-a  lozinke  nikakva lozinka u BIOS-u ne predstavlja ozbiljnu zaštitu protiv napadača koji ima fizički pristup računalu  poništavanje postavki BIOS-a (…i lozinke)  u slučajevima kad se računalo ne može pokrenuti, čest uzrok kvara su krive postavke BIOS-a  postavke BIOS-a spremljene su u memoriju koja traži stalan izvor napajanja  najčešći tip memorije za postavke BIOS-a je CMOS  CMOS troši malu količinu energije, tako da je za njegovo napajanje dovoljna i mala baterija (obično traje godinama) računala koja nisu spojena na izvor napajanja brže prazne CMOS bateriju Postavke BIOS-a  standardna baterija za CMOS  CR2032 – 3V  poništavanje postavki BIOS-a:  1) isključiti napajanje  2) izvaditi bateriju  3) prebaciti kratkospojnik na pinovima CLEAR_CMOS, JBAT ili slično (pročitati upute za ploču)  4) vratiti kratkospojnik, bateriju i napajanje U slučaju da je prilikom pokretanja računala kratkospojnik ostavljen na poziciji CMOS_RESET postoji opasnost od pregaranja matične ploče! Postavke BIOS-a  snimanje postavki i učitavanje zadanih vrijednosti na većini računala postavke BIOS-a mogu se brzo spremiti tipkom Postavljanje nove verzije BIOS-a  programski kod BIOS-a nalazi se na prebrisivoj memoriji  proizvođači matičnih ploča izdaju novije verzije BIOS-a:  nove funkcionalnosti  ispravljanje propusta  povećavanje kompatibilnosti …  nadogradnja BIOS-a („flashiranje”)  u slučaju problema i nestabilnosti kojima se ne može odrediti uzrok  u slučaju izričite preporuke proizvođača  načelno se izbjegava američka poslovica: „it if it ain’t broke, don’t fix” Postavljanje nove verzije BIOS-a  nadogradnja BIOS-a  problematičan i rizičan postupak, posebno na starijim računalima  važno je osigurati neometanu opskrbu strujom (UPS ili barem pogledati http://www.hep.hr/ods/bez-struje...)  proučiti upute  pažljivo izabrati verziju za download  proučiti upute (!)  pažljivo provjeriti verziju koja je skinuta  zaštita od krive nadogradnje  proizvođači stavljaju rezervni BIOS (tehnologija „dual BIOS”)  posebni alati za nadogradnju  BIOS koji se fizički može izvaditi i reprogramirati ACPI  ACPI  standard za automatsku konfiguraciju i upravljanje uređajima  Advanced Configuration and Power Interface  funkcije:  Plug and play, hot swapping  upravljanje energijom  ACPI oglašava sve uređaje i njihovu funkcionalnost, prima naredbe od OS-a i prosljeđuje ih natrag uređajima ACPI  ACPI – upravljanje energijom  ACPI omogućava gašenje i ponovnu aktivaciju pojedinačnih komponenti u svrhu štednje energije Postavke BIOS-a: ACPI  ACPI – postavke BIOS-a za sleep (opcija suspend type) slika: prebacivanje između stanja S1 i S3 ACPI  ACPI – energetska stanja  globalna stanja (G0 – G3)  sleep stanja (S0 – S4)  stanja uređaja (D0 – D3)  stanja procesora (C0 – C3)  stanja performansi (P0 – P15) ACPI  ACPI – globalna stanja  osim stanja u kojem računalo radi (G0) i stanja u kojem je potpuno isključeno (G3), postoje različita stanja za uštedu energije:  G0 – normalan rad  G1 – sleep (S0, S1, S2, S3, S4)  G2 – računalo je softverski isključeno  G3 – napajanje je mehanički isključeno ACPI  ACPI sleep stanja  S1 – Power on Suspend (POS) – procesor i RAM su pod naponom. Procesor ne radi, a RAM je sačuvan. Neki uređaji mogu ostati uključeni.  S2 – procesor nije pod naponom, RAM jest. Stanje se rijetko koristi.  S3 – standby ili sleep. Svi uređaji su isključeni, sadržaj radne memorije je sačuvan i memorija je u stanju sporog osvježavanja. Napajanje je u stanju niske potrošnje. S3 omogućava brzo pokretanje i nastavak rada  S4 – hibernacija. Sadržaj radne memorije sprema se na disk, isključuje se napajanje i svi uređaji. u praksi se najčešće koristi S3, u prošlosti S1 i S3 ACPI  različiti načini pokretanja računala (ACPI) – postavke u BIOS-a  ATX tipka za uključivanje  USB uređaj (tipkovnica, miš)  sat (vremenski određeno)  automatsko pokretanje nakon priključenja napona  pokretanje preko mreže ACPI  pomoćni alati (npr. MCE Standby tool) UEFI  UEFI  Unified Extensible Firmware Interface  tehnologija koja se aktivno razvija kako bi potpuno zamijenila BIOS  prijelaz s BIOS-a  od 1998. do danas, prijelaz na UEFI još nije dovršen  sporo prihvaćanje od strane proizvođača matičnih ploča  problem kompatibilnosti sa starim uređajima i softverom UEFI  prednosti  podrška za 32 ili 64 bitne procesore  nema značajnog ograničenja u veličini koda  grafičko sučelje visoke rezolucije  kraće vrijeme pokretanja računala  ugrađeni driveri za miš i tipkovnicu  ugrađeni driveri za mrežni podsustav  podrška za USB sabirnicu (snimanje slike ekrana na USB memoriju)  podrška za GPT (format zapisa tablice particija)  ugrađen boot loader  secure boot (samo potpisani driveri i OS-ovi)  UEFI aplikacije  UEFI ljuska (shell)  proširiv (dizajn otvoren za buduće nadogradnje) UEFI  pokretanje  , ili slično  problem:  neka računala su prebrza  tableti (bez tipki) + restart u Windowsima UEFI  Windows 10, 11:  +Restart - Troubleshoot - Advanced options Pokretanje računala  pokretanje računala  složen proces  može se raščlaniti na različite načine  ukratko:  hardver, POST  BIOS/UEFI  Boot Loader  učitavanje OS-a  korisnički login Pokretanje računala  1. korak – napajanje  tipka za paljenje spaja kontakte na matičnoj ploči  ploča napajanju daje signal za početak rada  napajanje se inicijalizira (punjenje kondenzatora)  čekanje dok se napon ne stabilizira  napajanje šalje signal „power good” (ATX: jedina siva žica)  komponente se resetiraju (procesor, tipkovnica, kontroleri…) U slučaju problema s napajanjem, „power good” signal se ponekad pali i gasi. Računalo se resetira kod svakog ponovnog pojavljivanja signala. Simptomi: računalo se samo resetira u kratkim intervalima, često uz zvuk „beep”. Pokretanje računala  2. korak – inicijalizacija BIOS-a  nakon reseta, procesor je u inicijalnom stanju, memorija je prazna  procesor traži „reset vektor”, tj. pokazivač na instrukcije za inicijalizaciju  pokazivač je najčešće zapisan u zadnjih 16 bajtova BIOS memorije (lokacija ovisi o procesoru i PC arhitekturi)  procesor se prebacuje na instrukcije za inicijalizaciju BIOS-a  BIOS provjerava svoj integritet (checksum) Pokretanje računala  3. korak – POST  power-on-self test  početni testovi ispravnosti hardvera  provjera sustava hardverskih prekida (interrupti)  u slučaju da postoje kritične pogreške, pokretanje se zaustavlja  obavlja se gotovo trenutno – bez prikaza na ekranu!  4. korak – inicijalizacija grafičke kartice  BIOS traži grafičku karticu  BIOS izvršava firmware grafičke kartice  grafička kartica se inicijalizira  neke kartice prikazat će informacije o sebi na ekranu na nekim računalima se prvo prikažu informacije o GK, pa onda o računalu Pokretanje računala  5. korak – inicijalizacija ostalih uređaja  BIOS traži ostale uređaje  BIOS izvršava firmware ostalih uređaja  uređaji se inicijaliziraju  6. korak – prikazuje se početni ekran BIOS-a  proizvođač i datum BIOS-a, tipka za ulazak u postavke BIOS-a, logo (npr. energy star)  serijski broj (na dnu ekrana) Pokretanje računala  7. korak – memorija i procesor  ispisuju se informacije o memoriji i procesoru  BIOS „prebrojava” memoriju – upisuje i čita poznati uzorak testiranje memorije se na novijim računalima najčešće preskače (podesivo u BIOS-u)  8. korak – pregled i identifikacija ostalog hardvera  kontrola tipkovnice (više pritisnutih tipki?)  prepoznavanje diskova i postavljanje parametara  ispisuju se informacije o diskovima i ostalim uređajima  prepoznavanje i automatska konfiguracija Plug and Play uređaja Pokretanje računala  9. korak – traženje uređaja za podizanje sustava (boot)  BIOS traži uređaj za podizanje sustava  10. korak – pokretanje OS-a  ako je uređaj pronađen, učitava se strojni kod za pokretanje OS-a i kontrola nad računalom se prepušta OS-u  ako nema uređaja ili se sa uređaja ne može pokrenuti OS, ispisuje se poruka o greški Pogreške kod pokretanja računala  pogreške mogu biti uzrokovane kvarom na hardveru ili krivom konfiguracijom BIOS-a  u slučaju kritičnih pogrešaka, računalo zaustavlja proces pokretanja  pogreške u ranim fazama paljenja ne mogu biti prikazane na ekranu  dijagnostika:  zvučna upozorenja  LED prikaz  specijalizirane kartice Pogreške kod pokretanja računala  prijava greške zvučnim signalom:  ugrađeni zvučnik (engl. beeper) ispušta različite kodove  kodovi su različiti ovisno o proizvođaču BIOS-a  kod starijih ploča, kodovi su bili opisani u korisničkom priručniku za matičnu ploču  primjer za AMI (American Megatrends Inc.) BIOS  signal bez prekida – problem s memorijom ili grafičkom karticom  5 x beep – problem s procesorom  primjer za Award BIOS  1 dugi signal – problem s memorijom  1 dugi, 2 kratka – problem s grafikom Pogreške kod pokretanja računala  LED prikaz:  neke ploče imaju LED ekran za prikaz grešaka većina ploča s LED ekranom za vrijeme podizanja računala pokazuje kodove koji označavaju fazu u kojoj se proces podizanja nalazi Pokretanje računala - UEFI UEFI - pokretanje računala  1. faza (SEC, Security)  inicijalizacija hardvera  2. faza (PEI, Pre-EFI Initialisation)  učitavanje UEFI koda  3. faza (DXE, Driver Execution Environment)  učitavanje drivera u memoriju (neovisno o platformi) kratice i nazive pojedinih faza nije potrebno učiti za ispit Pokretanje računala - UEFI  4. faza (BDS, Boot Device Selection)  odluka o načinu pokretanja računala  očitavanje tipke (OS, UEFI postavke, UEFI ljuska ili UEFI aplikacija)  5. faza (TSL, Transient System Load)  učitavanje OS loadera, UEFI ljuske ili aplikacije  6. faza (RT, Run Time)  UEFI se briše iz memorije i izvršavanje preuzima OS Pokretanje računala - UEFI https://answers.microsoft.com/en-us/windows/forum/windows_7-security/uefi-secure-boot-in-windows-81/65d74e19-9572-4a91-85aa-57fa783f0759?page=5 ni ovo nije ispitno gradivo :-) Pokretanje računala - UEFI  Secure boot  BIOS čita boot sektor koji ga usmjerava na boot loader  boot loader može biti bilo kakav program (i maliciozni)  UEFI podržava način pokretanja nazvan „secure boot” kojim se osigurava izvršavanje samo digitalno potpisanih programa Pokretanje računala - UEFI  CSM  Compatibility Support Module  modul za kompatibilnost sa starim softverom  zadržane sve funkcionalnosti BIOS-a Pokretanje računala - PXE  Preboot Execution Environment  okruženje za pokretanje računala preko mreže (cjelokupan OS)  na klijentskoj strani je potrebna samo mrežna kartica s podrškom za PXE