Plug and play

Алан-э-Дейл       10.04.2022 г.

Plug and Play BIOS

Установка и конфигурирование устройств в PC-совместимом компьютере — процесс довольно сложный. Пользователь должен назначить устройству прерывание, порты ввода-вывода и каналы DMA, т.е. ресурсы, не используемые в данный момент другими устройствами. В прошлом это выполнялось с помощью перемычек и переключателей на плате устанавливаемого устройства. При неверном выборе параметров возникал конфликт устройств, который чаще всего являлся причиной других ошибок (например, система отказывалась загружаться).

Технология Plug and Play значительно упростила процесс установки и конфигурирования новых устройств. Пользователю необходимо лишь вставить плату в свободный разъем, а система автоматически выделит ей необходимые ресурсы.

Технология Plug and Play состоит из следующих основных компонентов:

  • Plug and Play BIOS;
  • Extended System Configuration Data (ESCD);
  • операционная система Plug and Play.

При загрузке компьютера, поддерживающего технологию Plug and Play, BIOS инициализирует конфигурирование устройств, соответствующих спецификации Plug and Play. Если адаптер в системе уже установлен, то BIOS считывает конфигурационную информацию из таблицы ESCD, инициализирует устройство и продолжает загрузку. Если же устройство впервые появилось в системе, BIOS запрашивает у ESCD свободные ресурсы. Получив их, она конфигурирует новое устройство. Если же с помощью свободных ресурсов новое устройство сконфигурировать невозможно, BIOS продолжает загрузку компьютера, после чего конфигурированием занимается операционная система. Параметры всех корректно сконфигурированных устройств записываются в таблицу ESCD.

Основные принципы работы

Грубо говоря, пример работы технологии Plug and Play можно увидеть, когда к компьютеру через порт USB подключается обычная флэшка. Система в трее выдает сообщение о том, что найдено новое устройство, и по прошествии некоторого времени сообщает, что оно готово к работе. Кстати, это касается любого «железного» компонента.

Не будем вдаваться в технические аспекты. Рядовому юзеру хватит того, что при подключении любого устройства, поддерживающего этот стандарт, «операционка» автоматически определяет его тип и производителя, после чего в том же режиме, без участия пользователя, устанавливает наиболее подходящий драйвер из своей базы данных для корректного функционирования (за исключением редких случаев). Заметьте, по окончании процесса даже перезагрузка не требуется.

Что такое и как работает Plug and Play ?

Когда вы включаете операционную систему, поддерживающую принцип Plug and Play (дословно с английского означает “подключил и заработало”), первостепенным арбитром, ответственным за слаженную работу Windows и «железо» ПК является, как, вы уже знаете, BIOS. Этот принцип, конечно, одинаков для всех ОС с пользовательским интерфейсом. Она, Windows, изыскивает оборудование в чреве компьютера на предмет правильности работы и минимального его набора для корректного исполнения возлагаемых задач со стороны пользователя. BIOS определяет эти устройства, основываясь на их индивидуальных показателях (идентификаторах) – кусочках кода, которые прошиты в чипы памяти устройств. После считывания информации об устройстве, BIOS передаёт контроль Windows. Это вы тоже знаете.

Plug and Play . Что дальше?

Для понимания дальнейших процессов введём ещё пару понятий. В работу вступает специальный инструмент операционной системы – конфигуратор Windows. Настоящее его название модуль управления конфигурацией. В Windows именно он отвечает за ведение системного реестра – спинного мозга системы. Так вот, это самый конфигуратор добавляет к своим же записям драйверы специальных устройств, которые называются нумераторы. Нумератор – программка, которая выполняет роль интерфейса между операционной системой и каким-то устройством. Существуют нумераторы шин, портов, специальной шины SCSI (интерфейс малой компьютерной системы) и множество других. Windows во время работы постоянно опрашивает нумераторы об идентификации устройства, с которым нумератор будет работать, и что этому устройству будет необходимо для работы.

Собрав всю информацию с нумераторов, система записывает её на хранение в дерево аппаратных средств – базу данных, хранящихся в оперативной памяти. Сразу после этого необходимо проверить дерево на отсутствие аппаратных конфликтов. Попросту говоря, для каждого устройства должно работать своё прерывание, своя «ирка». Windows и принимает решение, какое из прерываний для какого из устройств назначить. Нумераторы просто сохраняют эту информацию (информацию о распределении ресурсов) в программируемых регистрах (ячейках кэш-памяти чипов). Наконец, система начинает искать подходящий для каждого из устройств драйвер. Драйвер, напомню, это кусок кода, который сообщает системе информацию об устройстве. Если Windows не находит драйвер, она сразу пытается его установить. Когда драйверы загружены, система сообщает устройству через его драйвер, какими ресурсами пользоваться. Драйвер включает в работу своё устройство, система полностью загрузилась. Вы увидели вплывающее окно, которое гласит: “Устройство установлено и готово к использованию”. Можно работать.

Plug & Play O/S

Описание:

Указывает, будет ли заниматься распределением ресурсов операционная система, поддерживающая стандарт Plug and Play (значение Yes), или системные ресурсы будет распределять BIOS (значение No).

Впервые поддержка стандарта Plug and Play появилась в Windows 95, сейчас ему соответствуют все актуальные версии операционных систем. Так что в большинстве случаев распределение ресурсов вполне можно переложить «на плечи» ОС, что несколько ускорит загрузку компьютера и обеспечит большую гибкость при подключении нового оборудования.

С другой стороны, распределение ресурсов с помощью BIOS, даже при использовании совместимой с Plug and Play операционной системы, тоже имеет свои плюсы. В этом случае исключен такой неприятный момент, как постоянное нахождение «новых» устройств после очередной загрузки операционной системы. В реальности, естественно, никакого нового оборудования нет, просто устройствам по каким-то причинам назначены ресурсы, отличные от тех, что использовались в прошлый раз.

Исходя из этого, можно рекомендовать для начала разрешить распределение ресурсов операционной системе (выбрав Yes). Если все работает нормально, стоит остановиться именно на этом варианте. Но при появлении признаков постоянного «перераспределения» ресурсов, периодическом изменении назначенных прерываний, каналов прямого доступа к памяти, стоит передать управление распределением ресурсов «в руки» BIOS (установив для опции значение No).

Источник

Текущее состояние технологии [ править | править код ]

В настоящее время основная острота проблемы с автоопределением конфигурации компьютеров операционной системой для компьютеров общего применения давно уже снята. Абсолютное большинство устройств, интерфейсов расширения и операционных систем поддерживают процедуры Plug and Play.

Среди таких интерфейсов можно назвать

и многие другие.

В то же время в большинстве случаев пользователь оказывается лишён контроля за тонкостями настройки своих устройств и периферийных интерфейсов компьютера. Например, такие интерфейсы как FireWire и USB делят пропускную способность между всеми устройствами, подключенными к конкретному порту такого интерфейса, но у пользователя нет возможности управлять распределением полосы пропускания между этими устройствами. Оно обеспечивается автоматически, средствами операционной системы.

Вот как описывает принцип Plug and Play Microsoft в пояснениях к схеме:

Исходное состояние После того, как управляющая программа Plug and Play привязала необходимые аппаратные ресурсы к устройству, она посылает пакет запроса ввода-вывода (IRP), указывая, что все драйверы устройства приведены в состояние боевой готовности. Устройство могло быть только что установлено и запускается впервые, а может было перезапущено после остановки в его работе при повторном балансировании элементов интерфейса системы (под лихо закрученной последней фразой понимается пероформление, например, списка устройств в окне Мой компьютер при добавлении нового устройства к системе).

Подготовка к отключению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, чтобы тот убрал из системы программное обеспечение удаляемого устройства. Система это делает в тот момент, когда пользователь удаляет устройство с помощью функции “Удаление устройства из системы”, щёлкая по значку в трее, сразу и без предупреждения выдёргивает шнур USB из гнезда или пытается обновить драйверы устройства.

Немедленное (внзапное) отключение Ууправляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, оповещая его, что устройство удалено из системы. В ответ драйвер прекращает подачу питания на устройство и предпринимает дополнительные (если необходимо) меры по удалению устройства Подготовка к удалению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, может ли он сейчас остановить устройство. Если все загруженные для этого устройства драйверы отвечают утвердительно, они же и вводят устройство в состояние “Устройство может быть удалено”.

Состояние “Выключено” Управляющая программа Plug and Play держит драйверы устройства в состоянии готовности ко включению.

Plug and Play (сокр. PnP), дословно переводится как «включил и играй (работай)» — технология, предназначенная для быстрого определения и конфигурирования устройств в компьютере и других технических устройствах. В зависимости от аппаратного интерфейса и программной платформы (ОС, BIOS), процедура Plug and Play может производиться на этапе начальной загрузки системы или в режиме горячей замены — так это делается, например, для интерфейсов USB и IEEE 1394.

Plug & Play O/S — что это такое?

Активация опции позволит операционной системе распределять ресурсы подключенных устройств.

Скажу сразу — данную функцию желательно без веской причины не включать.

Когда опция неактивна, распределением всегда занимается BIOS:

  1. При запуске компьютера биос проверяет подключенное оборудование, присваивает определенные ресурсы.
  2. Windows загружается, получая уже настроены и готовы к работе устройства.

В пользу BIOS можно сказать одно — более надежно. Если этим делом будет заниматься Windows, тогда:

  1. При запуске ПК биос ничего не делает в плане ресурсов.
  2. Windows занимается распределением, при этом может появляться глюк — распределение идет заново (будут уведомления об обнаружении новых устройств в системном трее Windows). Если будут отличия от распределения в прошлый раз — система будет обнаруживать новые устройства, устанавливать их автоматически, ничего критического, но это лишние движения. С биосом такого нет, особенно если дело касается современных материнских плат.

Как появилась технология Plug and Play?

Период появления теперь уже ставшей повсеместно распространенной технологии Plug and Play датируется 1995 годом. Она была создана благодаря усилиям разработчиков корпорации Western Digital, которая и сыграла ключевую роль в ее развитии.

В то время она чем-то особо новым не явилась, поскольку ранее в несколько другом виде использовалась на шинах MCA и EISA. С появлением шины PCI, ставшей настоящим промышленным стандартом, нововведение в области компьютерных технологий взяла на вооружение корпорация Microsoft, которая впервые попыталась внедрить его в ОС Windows 98.

Естественно, та система по сравнению с более поздними продуктами была еще очень «сырой», и список поддерживаемых устройств был достаточно ограниченным. Тем не менее, начало было положено. Теперь в любой системе есть поддержка Plug and Play. Что это такое с современной точки зрения, можно объяснить на простейших примерах.

Plug and Play — что это такое?

Начнем, пожалуй, с самого перевода термина Plug and Play, иногда обозначаемого как Plug & Play или PnP. Если придерживаться дословного перевода с английского, то plug означает «включить», «подключить», «присоединить», а play – «играть». Итак, что же получается? Plug and Play — что это такое? Можно дать ответ в виде трактовки типа «подключил и играй (работай)».

Иным словами, при подключении к компьютеру какого-либо нового (еще не присутствовавшего в системе) устройства оно определяется автоматически. При этом после установки компонента его можно использовать в работе сразу же, минуя какие-либо ручные манипуляции по установке для него программного обеспечения в виде тех же драйверов.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.