BIOS基础
1.常见的硬件通信协议和总线的基本介绍，包括 ACPI、PCIe、USB、SMBus、I2C 和 SPI
1.ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）
ACPI 是一个开放标准，旨在通过硬件和操作系统之间的接口管理电源配置。它使得操作系统能够更智能地管理设备的电源消耗，同时支持休眠、唤醒等高级电源管理功能。
主要功能：
电源管理：提供系统睡眠、休眠、唤醒等电源状态管理。
硬件配置：动态配置系统资源，如 CPU、内存和 I/O 设备。
热插拔支持：允许在运行时添加或移除硬件组件。
2. PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）
PCIe 是一种高速串行计算机扩展总线标准，广泛用于连接硬件设备（如显卡、网络卡、存储设备）到主板。
主要特点：
高速传输：使用串行通信技术，具有高带宽和低延迟的特点。
可扩展性：支持多条通道（x1、x4、x8、x16），每条通道的带宽都可以独立增加。
全双工通信：允许数据同时在两个方向传输，极大提高了数据传输效率。
3. USB（Universal Serial Bus）
USB 是一种广泛使用的串行总线标准，主要用于连接计算机与外设（如键盘、鼠标、存储设备）。
主要特点：
即插即用：设备可以在不关闭计算机的情况下插入和移除。
高兼容性：支持多种类型的设备，如音频设备、视频设备、存储设备等。
不同版本：USB 有多个版本，如 USB 2.0、USB 3.0 和 USB 4.0，支持不同的数据传输速率。
4. SMBus（System Management Bus）
SMBus 是 I²C 协议的子集，主要用于监控和管理计算机中的低速设备，如电源、风扇、温度传感器。
主要功能：
硬件监控：用于读取系统传感器信息，如电压、电流和温度。
低速数据传输：典型传输速率较低，适用于系统管理设备的通信。
简单结构：SMBus 非常简化，适用于简单的系统管理任务。
5. I²C（Inter-Integrated Circuit）
I²C 是一种用于短距离、低速通信的串行总线标准，主要用于在电路板上不同集成电路之间传输数据。
主要特点：
多主多从：支持多个主设备和多个从设备共享同一总线。
双线制：仅使用两条线（SDA：数据线，SCL：时钟线）即可实现通信。
低速通信：常用于传感器、时钟芯片、显示器等外围设备的通信。
6. SPI（Serial Peripheral Interface）
SPI 是一种高速全双工的串行通信协议，广泛用于微控制器和外设之间的通信，如闪存、显示屏和传感器。
主要特点：
四线通信：使用四条线（MOSI、MISO、SCLK、CS）进行数据传输。
全双工：支持数据同时在两个方向上传输，适合高速设备。
主从模式：一个主设备控制一个或多个从设备。
2.BIOS的执行流程
在 UEFI 框架中，启动流程主要分为 SEC、PEI、DXE 和 BDS 阶段。SEC->PEI->DXE->BDS阶段
SEC 阶段：CPU 初始化、基本安全性检查和引导 PEI 阶段。
PEI 阶段：初始化内存、基本硬件和准备 DXE 阶段。
DXE 阶段：加载 UEFI 驱动程序，初始化几乎所有硬件，构建系统服务和 ACPI 表。
BDS 阶段：选择引导设备并启动操作系统
3.SMBIOS基本介绍
SMBIOS（System Management BIOS）是一个系统固件接口标准，用于获取计算机硬件的信息。它允许操作系统和管理软件通过统一的方式访问与系统相关的硬件信息，如处理器、内存、主板、BIOS 版本等。该标准由 DMTF（Distributed Management Task Force） 维护，常见于服务器、工作站和 PC 等系统中。
4.服务器启动流程
上电
自检（硬件）
加载引导项
加载内核
init加载
进入系统
5.BIOS 的基本介绍和定义和作用
1.介绍：
BIOS（Basic Input/Output System） 是计算机中最基础、最重要的固件之一，它在系统启动时负责初始化硬件并引导操作系统。BIOS 的作用和功能对于任何计算机或服务器系统的启动至关重要。
2.定义：
BIOS 是一段嵌入在主板上的固件，它是计算机系统启动时首先执行的代码，主要功能是初始化和测试硬件组件，并为操作系统的加载做好准备。BIOS 存储在只读存储器（ROM）或闪存芯片中。
3.主要功能：
硬件初始化（POST）：
BIOS 通过加电自检（Power-On Self-Test, POST）检查硬件设备是否正常工作，包括 CPU、内存、显卡、硬盘等。如果检测通过，BIOS 将继续执行；如果检测失败，系统将发出警告或停止启动。
启动加载（Bootloader）：
BIOS 会根据启动顺序找到并加载操作系统的引导程序，通常从硬盘、SSD、光盘或 U 盘等设备中寻找操作系统。
硬件抽象：
为操作系统提供对底层硬件的基本控制接口，确保操作系统能够正确与硬件设备通信。
系统设置管理：
BIOS 提供一个用户可以访问的设置界面（BIOS 设置界面），允许用户配置 CPU 频率、内存速度、启动顺序、日期时间、硬盘模式（如 SATA 模式）、电源管理和安全设置等。
4.BIOS 的启动流程
BIOS 的启动流程通常包括以下几个阶段：
加电自检（POST）：
系统加电后，BIOS 立即开始执行，检查各个关键硬件是否工作正常。通过显示代码、蜂鸣声或屏幕提示来报告检测结果。如果有硬件故障（如内存损坏），系统可能会停留在此阶段。
加载 BIOS 设置：
在 POST 完成后，BIOS 会读取配置存储（CMOS）中的设置，包括启动顺序和硬件参数。这些设置由用户通过 BIOS 设置界面修改。例如，用户可以在此选择从哪个硬盘或设备启动操作系统。
设备初始化：
BIOS 初始化并配置所有基本外设，如键盘、鼠标、显示器、USB 设备等。它还会检查硬盘、光驱、网络接口等启动设备是否可用。
引导加载程序（Bootloader）：
根据用户设置的启动顺序，BIOS 将尝试从指定的设备中加载操作系统的引导程序。一旦找到引导设备（如硬盘或 U 盘），BIOS 会将控制权交给操作系统的引导程序，从而启动操作系统。
6.BIOS 和 BMC 的基本交互
1. 系统启动阶段的交互
硬件信息共享：在系统启动时，BIOS 可能从 BMC 获取关键硬件状态，如温度和电源状况，以确保系统安全启动。
错误检测与报告：BIOS 在加电自检过程中检测到硬件错误，会通知 BMC，BMC 记录错误日志并可能触发警报。
启动过程监控：BMC 可以监控 BIOS 的启动过程，提供远程控制，如进入 BIOS 设置或选择启动设备。
2. 电源与重启管理
远程电源控制：管理员通过 BMC 发送开机、关机或重启命令，BMC 与 BIOS 协作完成相应操作。
异常处理：当 BMC 检测到硬件异常（如过热），可以通知 BIOS 执行安全关机，防止硬件损坏。
3. 配置与固件更新
远程 BIOS 配置：通过 BMC，管理员可以远程访问 BIOS 设置界面，修改系统配置，无需物理接触服务器。
固件同步更新：BIOS 和 BMC 可以协同进行固件更新，确保系统组件的兼容性和安全性。
4. 安全与权限管理
身份验证：BMC 在接受远程命令时，需要进行身份验证，防止未经授权的访问。
安全启动：BIOS 与 BMC 协作支持安全启动机制，防止未授权的固件或操作系统加载。
7.BMC 的基本介绍
1.定义和功能
独立管理控制器：BMC 是嵌入在服务器主板上的微控制器，独立于主 CPU 和操作系统运行。
硬件监控：实时监控服务器的温度、风扇速度、电压、电源状态等硬件参数。
远程管理：支持远程电源控制、重启、硬件日志查看和故障诊断，即使在系统未启动或崩溃的情况下也能操作。
固件更新：允许远程更新服务器的 BIOS 和自身的固件，提高系统的可维护性。
2. 通信协议
IPMI（智能平台管理接口）：BMC 常用的标准协议，提供统一的命令集和接口，方便不同厂商设备的远程管理。
3.基本介绍
BMC（Baseboard Management Controller） 是服务器和高端计算机系统中的一种专用控制器，主要用于远程管理和监控系统的硬件状态。BMC 作为 IPMI（Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口）协议的一部分，提供了对服务器硬件的独立管理功能，通常可以在系统操作系统宕机或无法启动时继续工作，确保管理员可以远程对系统进行维护和修复。