現代計算機開機後,會執行一段固化在只讀存儲器(ROM)中的程序。
這段程序叫做“Basic Input Output System”,簡稱“BIOS”,中文含義是“基本輸入輸出系統”。
BIOS主要有三個功能:硬件自檢、設置CMOS裡的參數,以及加載操作系統。
很多人都會把BIOS和CMOS搞混。
事實上,COMS只是一個存儲器的型號,在計算機中,一般用於保存基本的硬件參數。
CMOS斷電後,裡面存儲的內容就會消失,因此一般會在主板上,安裝一塊鈕釦電池,專門用來給CMOS供電……
現在LED陣列上顯示的,就是BIOS自檢沒有通過,所給出的錯誤信息。
【Keyboard/Interface Error 】
【Press F1 to Resume】
這兩行的意思很簡單,就是在提醒用戶:你沒有鍵盤,或者鍵盤壞了……
江寒看到這一幕,卻十分欣喜。
能看到這個錯誤提示,意味着內存、CPU等主要部件,都通過了自檢程序的校驗。
接下來,只要給這臺計算機再搭載一個鍵盤,就可以愉快地玩耍啦。
那麼,如何搞到鍵盤呢?
如果不想費事的話,其實可以在商品列表中買一個。
價格並不貴,最便宜的型號,只需要100多萬積分就能買一個。
與動輒幾千萬、幾個億的顯示器相比,這點積分根本就不算什麼。
但可惜的是,江寒手頭有點緊張,買完主要硬件後,剩餘的積分連最便宜的鍵盤也買不起了。
好吧,鍵盤這個玩意,其實結構非常簡單。
江寒稍微思考了一下,就決定自己DIY一個。
既能節約學以致用積分,順便還能學到一點東西……
江寒先回到現實,拿起筆記本,在網上查找了起來。
很快,他就收集到了許多關於鍵盤的文獻。
在極客社區裡,DIY鍵盤只是入門級別的小東西。
原理簡單、電路簡單、結構……
如果不追求手感的話,結構也是很簡單的。
江寒細心研究了一下,很快就吃透了機械鍵盤的原理和實現方式,連電路結構都默背了下來。
隨後,他就再次進入虛擬空間,買了一些空白圖紙,把鍵盤的各部分電路,都畫了出來。
然後把圖紙回收掉,再去圖紙列表裡,花費了一點積分,讓系統幫忙自動構建了出來。
有了電路後,剩下的部分就簡單了。
買幾塊硬塑板,製造一個小箱子,當做鍵盤的外殼,再買一堆按鈕開關,來代替按鍵……
江寒很快就搞定了鍵盤的主體結構。
接下來,他就將電路封裝進了箱子裡,然後將每個按鈕開關,都用細導線連接到了電路的IO部分。
這樣,一個山寨氣息濃烈的箱式鍵盤,到此就基本大功告成了。
江寒將鍵盤的輸出線,連接到了主板的AT接口上,然後重啓了一下286計算機。
隨着“滴”的一聲,自檢順利地通過了,沒有再出現和鍵盤有關的錯誤提示。
這說明鍵盤本身沒有任何問題,無論是質量上的,還是設計上的。
江寒欣然一笑。
今天的運氣還算不錯,第一次做鍵盤就取得了成功。
當然,他也沒忘了在心裡感謝一下,那些在網上共享資料的,都是好人哪……
可惜的是,江寒並沒有高興太久。
計算機通過了BIOS自檢後,LED上的畫面繼續滾動,但很快又停了下來。
【operating system not found】
看到這個提示,江寒不由得嘆了口氣。
這個提示的意思是:“找不到操作系統。”
自己花了那麼多積分,纔買來的20MB大容量硬盤,居然連個DOS都不給預裝。
上哪說理去?
對於計算機來說,沒有操作系統,可以說寸步難行。
那麼,怎麼解決這個問題呢?
江寒思索了起來。
萬事開頭難。
先不說自己有沒有能力,自行編寫一個操作系統。
就算真能克服種種困難,把操作系統寫出來,也得有辦法加載到硬盤中去才行。
震驚商城裡倒是也能買到各種操作系統的源代碼。
但購買點數夠不夠,只是一方面。
同樣的問題,買來之後怎麼寫入到硬盤裡。
在計算機沒有安裝任何操作系統時,如何將程序寫入到硬盤呢?
江寒想起一個很久以前聽過的笑話。
如果你買了一臺全新的裸機,手頭上又沒有系統安裝盤,你可以這樣做:
找一部電話機,最好是帶按鍵的,除了0和1,其他的按鈕全都壞掉也無所謂。
然後找一根電話線,插在電話上,另一頭用打火機燒一下,擼掉多餘的包皮,接在硬盤的數據線接口上。
接下來,就可以用電話上的0和1兩個鍵,輸入機器碼編寫操作系統、調試運行了。
看,很簡單吧?
那麼問題來了:如果連BIOS都沒有,根本無法驅動硬盤,又該怎麼辦呢?
也好辦。
首先,找一個螺絲刀,把硬盤拆開,再找一根針,在硬盤的盤片上戳。
這樣硬盤裡就被寫上數據了……
當然,以上純屬扯淡。
真正的裸機編程,肯定要比這個複雜一些。
比如,可以仿照之前操作“雨菲一型”的辦法,設計一組開關。
先切斷存儲器和數據總線的鏈接,然後操作開關,就可以在內存中寫入機器指令了。
要不然,做一臺紙帶機,用在紙帶上打孔的方式,來代替手動按開關,將程序輸入到電腦裡,也是可行的。
但這些辦法做起來都太費事了。
如果有更簡單的辦法,又何必這麼麻煩呢?
江寒重啓了一下286,然後在自檢的過程中,按住了“DELETE”鍵。
這樣,自檢結束後,就跳過了系統自舉階段,進入了BIOS的設置程序中。
BIOS設置界面非常簡單,江寒很快在其中找到了一個關於ROM BASIC的選項。
80286是一款十分古老的處理器,只集成了13萬個晶體管,最大主頻僅有20MHz。
但就是這麼落後的機器,卻包含了一些十分有意思的功能。
在這種早期主板的ROM芯片中,常常會固化一個BASIC解釋程序。
當相關的選項開啓時,如果系統啓動時找不到可引導的系統,將會進入ROM BASIC解釋程序。
而不像後來的先進計算機那樣,只給出一個錯誤信息,之後就什麼也幹不了了。
這個選項默認處於“關閉”狀態,江寒將其設置爲“開啓”,然後按“F10”保存、退出。
系統重新啓動,很快屏幕上就出現了“ IBM Personal Computer Basic 1.0”、“ copyright 1981”字樣。
屏幕中還出現了一個一閃一閃的“_”,這就是提示符光標了。
屏幕的最下方,還有一行命令提示:“1、list,2、load,3、run……
現在就可以利用這個不到10KB的BASIC解釋程序,來乾點什麼了。
這個BASIC語言解釋器,可以說相當簡陋,很多功能都沒有內建,連浮點運算都不支持。
但厲害的是,卻可以通過IO指令,直接讀取端口和內存,以及調用一些系統中斷。
這就給了用戶很大的操作空間。
江寒先退出虛擬空間,去CSDN上找了幾份關於ROM BASIC的教程,並下載了一份MSDOS3.31的軟盤鏡像文件。
沒錯,對於80286來說,跑太高版本的DOS,還是有些力不從心的。
而DOS3.31的功能和複雜度,剛好處於一個微妙的平衡點。
既不像6.22那樣,佔用太多可用內存;又不會像更早期的版本那樣太過簡陋,能幹的事情太少。……
接下來,江寒就把MSDOS3.31對軟盤鏡像解壓了一下,然後用一款非常牛掰的、能支持DOS軟件的反彙編工具,對安裝程序進行了靜態分析。
再結合網上找來的那些資料,他很快就理解了MSDOS的運行機制,並搞清楚了硬盤主引導記錄(MBR)的格式。
接下來,江寒就回到了虛擬空間,然後在ROM BASIC裡,編寫了一段程序。
這段程序執行時,會調用BIOS的INT13H中斷,對磁盤進行讀寫。
雖然做起來很麻煩,但至少突破了最大的阻礙,可以把數據寫入硬盤了……