کامپیوتر و مخابرات

دانلود: مقاله- آموزش - کامپیوتر - شبکه - ماهواره - مخابرات

کامپیوتر و مخابرات

دانلود: مقاله- آموزش - کامپیوتر - شبکه - ماهواره - مخابرات

شناخت پروتکل ها و استاندارد های شبکه (قسمت اول)

شناخت پروتکل ها

پروتکل، مجموعه ای از قوانین است که باعث ایجاد ارتباط موثر میشود. ما هر روزه با پروتکلها سروکار داریم. برای مثال، شما برای خرید یک وسیله خانگی بوسیله چک، ابتدا در مورد قیمت با 
فروشنده صحبت میکنید. سپس چک می نویسید که شامل اطلاعاتی مانند نام و تاریخ و مبلغ چک است. فروشنده چک را گرفته و وسیله را به شما تحویل میدهد. و نکته پروتکل ها در تبادلات بینابین است. شبکه های کامپیوتری به پروتکل های مختلفی برای کارکرد نیاز دارند. این پروتکل ها صریح و دارای چارچوب مشخص میباشند. کارت های شبکه باید بدانند که چگونه با کارت های دیگر شبکه ارتباط برقرار کنند تا بتوانند اطلاعات تبادل کنند، سیستم عامل نیز باید طرز ارتباط با کارت های شبکه را جهت ارسال و دریافت داده ها بداند و سرانجام برنامه های کاربردی نیز باید باید نحوه تبادل اطلاعات با سیستم عامل را بدانند تا بتوانند برای مثال به فایلهای روی سرویس دهنده فایل دسترسی پیدا کنند.
پروتکل ها در انواع مختلفی وجود دارند. در پایین ترین سطح، پروتکل ها دقیقاً تعریف میکنند که چه نوع سیگنال های الکتریکی مولد 1 و چه نوع آنها مولد 0 میباشند. در بالاترین سطح، پروتکل این امکان را به کاربر کامپیوتر میدهد تا پیغامی را از طریق پست الکترونیکی به دوست خود در آن سوی دنیا ارسال کند. در این میان، سطوح دیگری از پروتکل ها نیز وجود دارند. بعد ها در مورد این لایه های پروتکل بیشتر خواهید خواند. 
نکته : پروتکلهای مختلفی وجود دارند که بصورت سری های هماهنگ کار میکنند و در اصطلاح و Protocol Suite نامیده میشوند. دو Suite معروف پروتکلهای شبکه ، TCP/IP و IPX/SPX میباشند. TCP/IP در اصل برای شبکه های یونیکس ایجاد شد و پروتکل اینترنت است. IPX/SPX برای شبکه های NetWare ایجاد شد که هنوز هم بصورت گسترده ای در شبکه های ویندوز کاربرد دارد. پروتکل مهم سوم ، Ethernet است. پروتکلی سطح پایین که هم با TCP/IP و هم با IPX/SPX مورد استفاده قرار میگیرد.

شناخت استاندارد ها
یک استاندارد، توافقی بر اساس یک پروتکل است. در روزهای آغازین شبکه های کامپیوتری، هر سازنده کامپیوتر پروتکل های شبکه بندی مختص خود را ایجاد میکرد. در نتیجه، امکان ترکیب قطعات از سازندگان مختلف در یک شبکه وجود نداشت. بنابراین استاندارد ها بوجود آمدند. استاندارد ها پروتکل های تعریف شده در مقیاس صنعتی هستند که به یک سازنده خاص محدود نمیشوند. با پروتکلهای استاندارد، میتوانید قطعات ساخت سازندگان مختلف را با همخوانی کامل استفاده کنید. تا زمانی که قطعه ای از استاندارد های خاص پیروی کند، میتواند درون شبکه قرار گرفته و کار کند. 

سازمانهای بسیاری در رابطه را تهیه استاندارد های شبکه بندی فعالیت میکنند که پنج سازمان از مهمترین سازمانهای استاندارد سازی را معرفی میکنیم :


1. انستیتوی استانداردهای ملی امریکا : (ANSI) سازمان رسمی استانداردها در ایالات متحده.
2. انستیتوی مهندسی الکتریک و الکترونیک : (IEEE) سازمانی بین المللی که چندین استاندارد کلیدی شبکه را منتشر کرده است. استاندارد رسمی برای سیستم شبکه بندی اترنت که بطور رسمی 802.3 IEEE نام گرفته است، از این جمله میباشد.
3. سازمان بین المللی استاندارد سازی : (ISO) تشکیلاتی متشکل از بیش از 100 سازمان استانداردسازی از سطح جهان.
4. نیروی کاری مهندسی اینترنت : (IETF) سازمانی که مسئول پروتکلهای کاربردی اینترنت میباشد. 
5. کنسرسیوم وب : (W3C) سازمانی بین المللی که کنترل کننده ایجاد و توسعه استاندارد های وب است.
جدول زیرلیستی از وب سایت های هریک از این سازمانهای استانداردسازی را ارائه میکند :

ANSI     www.ansi.org
IEEE     www.ieee.org
ISO      www.iso.org
IETF      www.ietf.org
W3C     www.w3c.org

هفت لایه مدل مرجع OSI

OSI در دنیای شبکه های کامپیوتر بعنوان ارتباط بینابین آزاد سیستم ها شناخته میشود. مدل OSI مفاهیم مختلف شبکه های کامپیوتری را به هفت لایه مجزا تقسیم میکند. این لایه ها در واقع مانند لایه های پیاز هستند :هر لایه دربر گیرنده لایه زیرین است و جزئیات آنرا از سطوح بالاتر مخفی میکند. مدل OSI از جهت دیگری نیز به پیاز معروف است. چون باید برای دیدن لایه های درونی تر آنرا بشکافید، اشکتان را در خواهد آورد! مدل OSI یک استاندارد شبکه بندی مانند اترنت یا توکن رینگ نیست. در عوض، مدل OSI چارچوبی است که استاندارد های مختلف شبکه در آن قرار میگیرند. مدل OSI نشان میدهد که چه مفاهیمی از هملکرد های شبکه با چه استاندارد های سازگاری دارند. پس، در عمل، مدل OSI نوعی استاندارد استانداردها است.

خلاصه ای از هفت لایه مدل مرجع OSI 


1 فیزیکی : Physical در مورد ساختار کابل ها و ابزار هایی مانند تقویت کننده ها و هاب ها اعمال مدیریت میکند

2 اتصال داده : Data Link آدرس های MAC خاص هر ناد در شبکه را ایجاد میکند و مفهوم پکت را برای ارسال از طریق لایه فیزیکی، فراهم میکند. بریج ها و سویچ ها از دستگاه های این لایه میباشند.

3 شبکه : Network مسیردهی داده ها در بخشهای مختلف شبکه را در اختیار دارد.

4 انتقال : Transport انتقال مطمئن داده ها را تضمین میکند.

5 نشست : Session جلساتی بین برنامه های کاربردی شبکه ترتیب میدهد.

6 نمایش : Presentation داده ها را طوری تبدیل میکند که سیستم هایی که از قالب های مختلف داده استفاده میکنند، بتوانند به تبادل اطلاعات بپردازند.


7 کاربردی : Application به برنامه های کاربردی این امکان را میدهد تا از شبکه درخواست سرویس کنند.

سه لایه اول را گاهی لایه های پایینی نیز مینامند. این لایه ها با مکانیک نحوه ی ارسال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر روی شبکه سروکار دارند. لایه های 4 تا 7 نیز گاهی لایه های بالایی نامیده میشوند. این لایه ها با نحوه ارتباط برنامه های کاربردی از طریق رابط های برنامه نویسی کاربردی با شبکه سروکار دارند. 
نکته : هفت لایه مدل OSI به نوعی نگاه صحیحی به نحوه کار پروتکل های شبکه میباشد. در دنیای واقعی، پروتکل های واقعی شبکه، مدل مرجع OSI را دنبال نمیکنند. دنیای واقعی همیشه به هم ریخته تر از حالت دلخواه است. با این حال، هنوز مدل OSI نمایی کارآمد از نحوه کار شبکه ارائه میکند. 

لایه فیزیکی
پایین ترین لایه از مدل مرجع OSI ، لایه فیزیکی نامیده میشود. در این لایه خصوصیات فیزیکی شبکه مانند نوع کابل مورد استفاده برای ارتباط، نوع اتصالات مورد استفاده ، طول کابلها، و ... مطرح میشود. برای مثال، استاندارد اترنت BaseT 10 نشانگر خصوصیات الکتریکی کابل جفت تابیده، اندازه و شکل اتصالات، طول حداکثر کابل و ... است. توپولوژی های توضیح داده شده نیز، در این لایه اعمال میشوند.
مفهوم دیگر در لایه فیزیکی، خصوصیات الکتریکی سیگنال هایی است که برای انتقال داده ها در کابل از یک ناد شبکه به ناد دیگر مورد استفاده قرار میگیرد. در این لایه ارزش های اساسی دودویی صفر و یک گنجانده شده در سیگنال ها تعریف میشوند. لایه های بالاتر در مدل OSI به این بیت ها مفهوم میبخشند.
یکی از ابزارهای لایه فیزیکی که معمولاً در شبکه ها استفاده میشود، تقویت کننده نام دارد. تقویت کننده هنگامی استفاده میشود که طول مورد نیاز از حداکثر طول قابل استفاده کابل بیشتر باشد و نیاز به تقویت سیگنال وجود داشته باشد. هاب های BaseT 10 نیز از دستگاه های لایه فیزیکی میباشند. از لحاظ فنی، این دستگاه ها را تقویت کننده های چند درگاهی میگویند چون هاب هر پکت دریافتی را به تمام پورت های خود ارسال میکند. تقویت کننده ها و هاب ها محتویات پکت های دریافتی را کنترل نمیکنند. اگر قرار بود چنین کاری را انجام دهند، در لایه اتصال داده قرار میگرفتند. کارت شبکه، که روی هر کامپیوتر شبکه نصب میشود، در رده ابزارهای لایه فیزیکی قرار میگیرد. میتوانید اطلاعات مربوط به کارت شبکه خود را که در سیستم ویندوز نصب شده است، با نمایش مشخصات کارت در ویندوز مشاهده نمایید. بطوریکه برای دسترسی به این صفحه مشخصات در ویندوز 2000 یا XP، کنترل پنل را باز کرده و روی آیکون سیستم دوبار کلیک میکنیم.سپس وارد بخش سخت افزار شده و روی کلید Device Manager کلیک میکنیم. لیستی از تمام دستگاه های متصل به کامپیوتر نمایش داده میشود. روی قسمت کارت شبکه دوبار کلیک میکنیم تا صفحه مشخصات آن به نمایش درآید.
 


لایه اتصال داده
این لایه پایین ترین لایه ای است که مربوط به بیت های در حال جابجایی روی شبکه میباشد. پروتکل های اتصال داده، مواردی مانند اندازه هرپکت داده، رسیدن پکت ها به مقصد مورد نظر و عدم ارسال پکت ها از سوی ناد ها روی شبکه بصورت همزمان را کنترل میکنند. در این لایه شناسایی و اصلاح خطای ابتدایی نیز انجام میگیرد تا اطمینان حاصل شود که داده های دریافت شده، همان داده های ارسال شده باشند. اگر خطای غیرقابل اصلاحی رخ دهد، استاندارد اتصال داده تعیین میکند که ناد چگونه باید در از خطای رخ داده شده اطلاع پیدا کند و دوباره به انتقال داده ها بپردازد.
در این لایه، هر دستگاه روی شبکه آدرسی بنام آدرس کنترل رسانه یا MAC دارد. این آدرس معمولاً بطور سخت افزاری در هر ابزار شبکه وجود دارد و توسط سازنده در آن تعبیه میشود. آدرس های MAC منحصربفرد هستند. هیچ دو ابزار شبکه ساخت هر سازنده ای در هر جای جهان، نمیتوانند آدرس MAC یکسانی داشته باشند.

برای مشاهده آدرس MAC مربوط به کامپیوتر خود، میتوانید در خط فرمان دستور ipconfig /all را تایپ کنید در این دستور آدرس MAC را بعنوان آدرس فیزیکی نمایش داده است. 


 

یکی از مهمترین عملکردهای لایه اتصال داده، فراهم کردن روشی است که پکت ها بتوانند با امنیت روی رسانه فیزیکی ارسال شوند بدون اینکه ناد های دیگر با ارسال همزمان داده ها، ایجاد مزاحمت نمایند. دو روش از معروف ترین روش های این کار CSMA/CD و Token Passing میباشند. شبکه های اترنت از CSMA/CD استفاده میکنند و شبکه های توکن رینگ از روش توکن پسینگ. دو نوع اصلی ابزارهای لایه اتصال داده که در شبکه ها بطور معمول استفاده میشوند، بریج ها و سویچ ها میباشند. یک بریج تقویت کننده هوشمندی است که آدرس های MAC ناد های آنسوی پل را میشناسد و میتواند پکت ها را با توجه به این آدرس دهی هدایت کند. سویچ، هاب هوشمندی است که آدرس MAC را بررسی میکند و پورتی که باید پکت به آن ارسال شود را شناسایی میکند. 


نحوه کار CSMA/CD
یکی از عملکردهای مهم لایه اتصال داده، حصول اطمینان از عدم ارسال پکت ها از سوی دو کامپیوتر بطور همزمان میباشد. اگر چنین حالتی اتفاق بیفتد، سیگنال ها به یکدیگر برخورد کرده و ارتباط قطع میشود. این مشکل در اترنت به کمک تکنیکی بنام CSMA/CD یا » دسترسی چندگانه حس انتقال با اصلاح تصادم « حل شده است. این اصطلاح با اینکه پیچیده است، ولی اگر آنرا به چند قسمت تقسیم کنیم، مفهوم ساده ای بدست خواهد آمد.
حس انتقال، یعنی هنگامی که دستگاهی میخواهد پکتی را روی شبکه بفرستد، ابتدا رسانه شبکه را بررسی میکند تا ببیند که آیا فرد دیگری در حال ارسال داده روی رسانه هست یا نه. اگر هیچ ارسالی احساس نشد، کامپیوتر به آزاد بودن شبکه پی برده و پکت خود را ارسال میکند. دسترسی چندگانه، یعنی اینکه هیچ چیزی از ارسال پکت ها توسط دو یا چند سیستم بطور همزمان جلوگیری نکند. البته هر وسیله قبل از ارسال داده ها، کابل را از جهت ترافیک کنترل میکند. با این حال، فرض کنید که دو دستگاه هر دو این کنترل را انجام میدهند و بار ترافیکی پیدا نمی کنند و هر دو همزمان پکت های خود را ارسال میکنند. این مانند حالتی است که شما و یک ماشین دیگر همزمان به تقاطع میرسید. بعد از کمی تعارف، هر دوی شما حرکت کرده و از تقاطع عبور خواهید کرد. شناسایی تصادم یعنی اینکه پس از ارسال پکت توسط دستگاه، دستگاه دقت میکند که پکت به پکت دیگری برخورد کرده یا نه. اگر احتمال برخورد وجود داشته باشد یا برخورد انجام شود، دستگاه پس از مدت زمانی تصادفی، دوباره بسته خود را ارسال میکند. چون این زمان تصادفی است، پس هرگز دو پکت به هم برخورد نخواهند کرد. 
CSMA/CD برای شبکه های کوچک بخوبی کار میکند. پس از اینکه شبکه دارای حدود 30 کامپیوتر شد، تصادم پکت ها بسیار بیشتر خواهد شد و شبکه کند خواهد شد. در چنین حالتی شبکه 

باید به دو یا چند بخش مجزا از هم تقسیم شود که اصطلاحاً دامنه های تصادم نامیده میشوند.


لایه شبکه
در لایه شبکه، عمل مسیردهی پیغام های شبکه از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر انجام میشود. دو پروتکل معروف لایه سوم عبارتند از IP : ) که معمولاً همراه با TCP است (،IPX ) که بطور عادی با SPX همراه است که هنگام استفاده از شبکه ناول با ویندوز بکار میرود.( 

ادامه داره...

منبع

 کتاب:مبانی شبکه

نویسنده: هاتوری هانزو

ناشر : شهر مجازی پارسیان

مخابرات دیجیتال

شکل زیر در مورد ارسال دیجیتال دید بهتری به ما می دهد.
{BOU-87}کد گذاری منبع و مالتی تقسیم زمان تشریح شده اند وظایف باقی مانده در بخشهای بعد تشریح می شوند.



    
رمز نگاری(Encryption ):

رمز نگاری زمانی استفاده می شود که لازم باشد از به کار گیری یا دستکاری پیغام های ارسالی توسط کاربران غیر مجاز جلوگیری شود. رمز نگاری مشتمل بر اجرای یک عمل الگوریتمی در زمان واقعی به صورت بیت به بیت یک رشته دودویی است. مجموعه پارامترهایی که تبدیل را تعریف می کند ((کلید))نامیده می شود .
اگر چه استفاده از رمز نگاری اغلب در مخابرات نظامی مطرح است، سیستم های مخابرات تجاری در حال فزاینده ای تحت فشار مشتریان می باشد تا خصوصا در شبکه های تجاری و اداری از رمز نگاری استفاده کنند در حقیقت به دلیل پوشش وسیع ماهواره ها و دسترسی ساده به آنها بوسیله ایستگاه های کوچک،امکان استراق 






سمع و غلط اندازی در پیغامها در دسترس تعداد زیادی از عوامل با وسایل سطح پایین می باشد.
شکل زیر اساس کار رمز نگاری شده را نشان می دهد واحدهای رمز نگاری و رمز گشایی با کلیدی کار می کند که به وسیله واحدهای تولید کلید رمز فراهم می شود داشتن یک کلید مشترک روش مطمئنی برای توزیع کلید می باشد.

رمز نگاری دارای دو خصوصیت می باشد:

- محرمانه بودن- از به کار گیری پیغام توسط افراد غیر مجاز جلوگیری می شود 
- - معتبر بودن- حفاظت در قبال دستکاری پیغام توسط یک اختلال گر را فراهم می کند .
- برای این کار دو روش استفاده می شود :
- رمز نگاری همزمان(رمز رشته ای )-هر بیت از رشته دودویی اصلی (متن خام) با استفاده از یک عمل ساده (مثلا جمع مبنای دو) با هر بیت از یک رشته دودویی (رشته کلید) تولید شده توسط یک یک تولید کننده کلید ترکیب می شوند. به عنوان مثال می تواند یک مولد رشته شبه تصادفی باشد که ساختار آن با کلید تعریف گردیده است.
- رمز نگاری با بلوک (رمز نگاری بلوکی)- تبدیل رشته دودویی اصلی به یک رشته رمز شده با یک روش بلوک به بلوک می باشد که مطابق با منطق تعریف شده بوسیله یک کلید انجام می شود.
-
کد گذاری کانال:

شکل زیر اساس کد گذاری کانال را نشان می دهد هدف از کد گذاری کانال اضافه کردن بیت های اطلاعات است دومی برای آشکار سازی و تصحیح خطاها در گیرنده به کار می رود.


    
  




 {PRO-96 }این روش به نام تصحیح خطای پیشرو(Forward error correction)(FEC) معروف است نرخ کد به صورت زیر تعریف می شود (4-19 الف) P=n/(n+r)
  که R تعداد بیت های اضافه شده به n بیت اطلاعات می باشد.
  نرخ بیت در ورودی کدگذار R است در خروجی این نرخ بیت بزرگتر بوده و مساوی R می باشد بنابر این:
 R=R/P(bit/s)   


    
کد گذاری بلوکی و کد گذاری کانولوشنی:


دو روش جهت کد گذاری اضافه می شود:کد گذاری بلوکی و کد گذاری کانولوشنی در کد گذاری بلوکی کد گذارr بیت اضافه با هر بلوک از n بیت اطلاعات همراه می کند هر بلوک مستقل از سایر بلوک ها کد گذاری می گردد بیت های کد از ترکیب خطی بیت های اطلاعات بلوک متناظر تولید می شود کد های دوره ای خصوصا کد هایBCH, Reed-solomin (Bose,chaudhari & Hocquenghem) که در آن هر کلمه کد مضربی از چند جمله ای مولد است اغلب مورد استفاده واقع می شود در مورد یک کد کانولوشنی (n+r) بیت بوسیله ی کدگذار از (n-1) بسته قبلیn بیتی اطلاعات تولید می شود حاصلضرب (n+r)N محدودیت طول کد را تعریف می کند کدگذار از شیفت رجیستر ها و جمع کننده های از نوع گیت XOR((exclusive تشکیل می شود .

    




انتخاب بین کد گذاری بلوکی و کد گذاری کانولوشنی با انواع خطاهایی که در خروج دمولاتور انتظار می رود مشخص می شود توزیع خطاها بستگی به طبیعت نویز و آسیبهای انتشاری پایدارو نویزگوسی،خطاها به صورت تصادفی اتفاق افتاده و معمولا کدگذاری کانولوشنی استفاده می شود در شرایط فیدینگ خطاها اغلب در برست ها اتفاق می افتد در مقایسه با کد گذاری کانولوشنی کدگذاری بلوکی کمتر به برست های خطاها حساس بوده و بنابراین تحت شرایط فیدینگ کدگذاری بلوکی ارجحیت دارد کدهای بلوکی (RS)(Reed-solomon)مهمترین کدهای تصحیح خطای برست است.

اینتر لیوینگ:

اینتر لیوینگ روشی برای بهبود عملکرد کدگذاری کانولوشنی با توجه به برست های خطا است این کار عبارتست از مرتب کردن بیت های کدگذاری شده قبل از ارسال و مرتب کردن مجدد آنها بعد از دریافت،بطوریکه برست های خطا به شکل تصادفی در آید.

دو روش برای اینتر لیوینگ استفاده می شود:

اینتر لیوینگ بلوکی: بیت ها به صورت بلوک های N بیتی مرتب می شوند که به صورت متوالی در ردیف های B یک آرایه حافظه ای (N,B) نشانده شده و برای ارسال ازN ستون بلوک های B بیتی خوانده می شوند یک برست از خطا هایی که N بیت را جاروب می کند تنها بر روی یک بیت در هر بلوک ارسالی اثر می گذارد این روش تاخیری برابر با 2NB دوره بیت ایجاد می کند.
اینتر لیوینگ کانولوشنی (شکل 4-7 ب)بیت ها به صورت بلوک هایی N بیتی مرتب شده اند. i امین بیت(N و...2و1 =i )در هر بلوک با NJ (i-1 )واحد های زمانی را از طریق یک شیفت رجیستر J (i-1 )طبقه ای هر N دوره بیت یکبار کلاک می خورد که J=B/N بنابراین یک واحد زمانی متناظر با ارسال یک بلوک N بیت های خروجی برای یک ارسال به صورت سریال در می آیند. در پایانه ی دریافتی گروه های N بیتی دوباره بلوک بندی شده وi امین بیت در هر بلوک به اندازه NJ(N-i) واحد زمانی از طریق یک شیفت رجیستر J (N-i) طبقه ای تاخیر گذاری می شود. این روش تاخیر ثابتی به اندازهJ (N-1) واحد زمانی برابر با(N-1)=J (N-1)N دوره بیت ایجاد می کند بنابر این تاخیر حدود نصف تاخیر ایجاد شده بوسیله یک صفحه به صفحه کننده بلوکی (N,B) می باشد.


 




کد گذاری الحاقی:

کد گذاری بلوکی و کد گذاری کانولوشنی می تواند به صورت ترکیبی بنام کدگذاری الحاقی با هم ترکیب می شوند . طرح این کدگذاری یک کدگذار بلوکی خارجی را در بر دارد که یک کدگذار کانولوشنی داخلی به دنبال آن آمده است در انتهای گیرنده کدگشای داخلی خطای ایجاد شده در خروجی دمدولاتور را تصحیح می کند کد گشای بیرونی معمولا یک کدگشای RS است که قادر به تصحیح برست های خطای اتفاقی تولید شده توسط آلگوریتم کدگشای داخلی که معمولا الگوریتم ویتربی (vitrebi algorithm)است می باشد که هر گاه تعداد خطاها در رشته بیت ورودی از قابلیت تصحیح الگوریتم بیشتر می شود،چنین برست های خطایی را تولید می کند.


 



 عملکرد کدگذاری الحاقی با با استفاده از کدگذاری های خارجی ساده با اجرا اینتر لیوینگ و عکس آن بین کدگذاری های داخلی و خارجی اصلاح می شود این خصوصیت به ویژه در مورد استاندارد DVB-S حفظ شده است {ETSI ETS 300421}



- اسکرمبل کردن: 
-
توصیه ارائه شده توسط ITU{ITU-R S.446}به منظور استفاده از روشهای پاشندگی انرژی جهت محدود کردن تداخل بین سیستم های مخابرات رادیویی می باشد که از باند های فرکانسی یکسانی استفاده می کنند و در بخش 4-1-7 آمده است.در ارسال دیجیتال چناچه رشته دودویی تصادفی باشد انرژی حامل در سراسز طول طیف سیگنال مدوله کننده تقسیم می شوند با محدود کردن EIRP ارسالی ماهواره می توان چگالی توان سطحی را زیر حد تراز زمینه باقی نگهداشت در مقابل اگر رشته دودویی یک الگوی ثابت تکراری داشته باشد خطوطی در طیف حامل مدوله شده ظاهر شده و دامنه آنها می تواند باعث محدود کردن چگالی توان سطحی در تراز زمینه ای که از آن فراتر می رود گردد اساس کار پاشندگی انرژی تولید یک رشته دودویی مدوله کننده است که بدون توجه به ساختار رشته دودویی که دربرگیرنده اطلاعات می باشد دارای خواص تصادفی است {گزارش {CCIR 384این عمل که در فرسنده قبل از مدولاسیون صورت می گیرد اسکرمبل کردن نام دارد در زمان دریافت عمل عکس بعد از دمدولاسیو صورت می گیرد دی اسکرمبل کردن نام دارد . مثالی از تحقق اسکرمبل کننده و دی اسکرمبل کننده را نشان می دهد هر بیت رشته دودویی که اطلاعاتی را حمل می کند با هر بیت تولید شده یک مولد دنباله شبه تصادفی در مبنای 2 جمع می شود (این عمل شبه به رمزنگاری همزمان است ر.ک.بخش 4-2-1)مولد دنباله شبه تصادفی (Pseudorandom) از یک شیفت رجیستر با مسیر های فیدبک مختلف تشکیل می شود دی اسکر مبلر دارای همان مولد دنباله شبه تصادفی است و بر اساس خاصیت جمع در مبنای 2،ترکیب در مبنای 2بیت های رشته دودویی دمدوله شده با دنباله تصادفی بازیابی محتوای اطلاعات را بعمل در می آورد این کار باعث همزمان سازی می شود بعد از آنکه r بیت بدون خطا ارسال گردید طبقات r شیفت رجیستر مربوط به اسکرمبل کردن و دی اسکرمبل کردن در یک وضعیت قرار دارند اما خطا در بیت باعث ایجاد خطایی به تعداد ضرایب غیر صفرa در مسیر های فیدبک در یک فاصله r بیتی می گردد {FEH-81} یک مزیت دیگر ایجاد شده بوسیله اسکرمبل کردن،جلوگیری از دنباله های طولانی از O و1 منطقی است که در کدگذاری نوعNRZ-L می تواند منجر به از دست دادن همزبان سازی در مدار بازاریابی زمان بندی بیت می شود و به دلیل وجود خطای زمان بندی در لحظه تصمیم گیری،خطای آشکار سازی در خروجی دمدولاتور خواهد شد.


    
 
مدولاسیون دیجیتال

شکل زیر اساس کار در یک مودلاتور را نشان میدهد.بخشهای ان عبارتند از :

1-مولد نماد
2-یک کد گذار
3-یک مولد سیگنال (حامل)

مولد نماد،نمادهایی را با m حالت تولید میکند که m=2^m از m بیت متوالی یک رشته ورودی دودویی تشکیل می شود .کد گذار نوعی تناظر بین mحالت این نماد ها و m حالت ممکن حامل ارسال شده برقرار میکند .دو نوع کد گذاری تجربه شده است:
- کد گذاری مستقیم >یک حالت نماد یک حالت حامل را تعریف میکند
- کد گذاری انتقالها >کد گذاری تفاضلی..یک حالت نماد یک انتقال بین دو حالت متواتی حامل را تعریف میکند.
به ازاء یک نرخ بیتRc (بیت بر ثانیه ) در ورودی دمولاتور ،نرخ سیگنالینگRs درخروجی مدولاتور تعداد تغییر حالتهای حامل در ثانیه با رابطه زیر تعریف میشود:

Rs=Rc(m=Rc)logM(boud)

مودلاسیون فاز ،یا کلید زنی شیف فاز(psk)خصوصآ برای لینکههای ماهواره ای مناسب است .این مودلاسیون دارای مزیت پوش ثابت بوده ودر مقایسه با کلید زنی وشیفت فرکانس (fsk)بازده کیفی ((تعدادبیت های ارسالی در ثانیه در وهحد پهنای باند فرکانس رادیویی))

 



بهتری را فراهم میکند دو نوع کلید زنی شیفت فاز میتوان در نظر گرفت:


 
الف)مودلاسیون دو حالته(m=2)

-با کد گذاری مستقیم :کلید زنی شیف فاز دودویی (Bpsk)
-با کد گذاری تفاضلی (Bpsk)
 
ب)مدلاسیون چهارحالته(m=4):

-با کد گذاری مستقیم :کلید زنی شیف فاز تربیعی(Qpsk)
-با کد گذاری تفاضلی (Qpsk)

 


آنچه درباره بایوس کامپیوتر باید بدانیم


اغلب برای افراد مشکل است که تفاوت بین سخت افزار و نرم افزار را درک نمایند و این به این دلیل است که این دو موضوع در طراحی،ساخت وپیاده سازی سیستم ها بسیار به هم وابسته اند . برای درک بهتر تفاوت بین آنها لازم است که ابتدا مفهوم BOIS را درک کنید. BOISتنها کلمه ای است که می تواند همه درایورهایی را که در یک سیستم به عنوان واسط سخت افزار سیستم و سیستم عامل کار می کنند ، را شرح دهد. 
BOISدر حقیقت نرم افزار را به سخت افزار متصل می نماید . قسمتی از بایوس روی چیپ ROM مادربرد و قسمتی دیگر روی چیپ کارتهای وفق دهنده قرار دارد که FIRE WARE (یعنی میانه افزار یا سفت افزار)نامیده می شود .
یک PC می تواند شامل لایه هایی (بعضی نرم افزاری و بعضی سخت افزاری ) باشد که واسط بین یکدیگرند. 
نرم افزارها طوری طراحی شده اند که ما می توانیم آنرا روی سیستمهای دیگر نصب و اجرا نمائیم و این به دلیل مجزا شدن سخت افزار از نرم افزار است و نرم افزار از سیستم عامل برای دستیابی به سخت اقزار سیستم استفاده می کند . سپس سیستم عامل از طریق واسط ها به لایه های بایوس دستیابی پیدا می کند .بایوس شامل نرم افزارهای گرداننده ای است که بین سخت افزار و سیستم عامل ارتباط برقرار می کند . به خودی خود سیستم عامل هیچ گاه نمی تواند مستقیما به سخت افزار دستیابی پیدا کند ، در عوض مجبور است از طریق برنامه های گرداننده ای که به این کار تخصیص یافته اند عمل کند. 
یکی از وظایف تولید کنندگان قطعات سخت افزاری آن است که گرداننده ای برای قطعات تولیدی خود ارائه دهند ، و چون گرداننده ها باید بین سخت افزار و نرم افزار عمل نمایند ، باید گرداننده های هر سیستم عامل مجزا تولید شوند . بنابراین کارخانه سازنده قطعات باید گرداننده های مختلفی ارائه دهد تا قطعه مورد نظر بتواند روی سیستم عاملهای مزسوم کار کند . چون لایه های بایوس همانند یک سیستم عامل به نظر می رسند، مهم نیست که با چه سخت افزاری کار می کند ، و ما می توانیم سیستم عاملها را روی هر کامپیوتری و با هر نوع مشخصات سخت افزاری نصب و استفاده نمائیم . برای مثال شما می توانید ۹۸ windows را روی دو سیستم متفاوت با پردازنده ،هارد دیسک،و کارت گرافیکی و ... که متفاوت از یکدیگرند نصب و اجرا کنید، اما روی هر دو سیستم همان کارائی خود را داراست، زیرا که گرداننده ها همان عملکرد پایه را انجام می دهند و مهم نیست که روی چه سخت افزاری کار می کنند . معماری سخت افزار و نرم افزار بایوس البته بایوس ، نرم افزاری است که شامل گرداننده های مختلفی است که که رابط بین سخت افزار و سیستم عامل هستند یعنی بایوس نرم افزاری است که همه آن از روی دیسک بارگذاری نمی شود بلکه قسمتی از آن ، قبلا روی چیپهای موجود در سیستم یا برروی کارتهای وفق دهنده نصب شده اند. 
● بایوس در سیستم به سه صورت وجود دارد ROM BIOS :

۱) نصب شده روی مادر برد. 
۲) بایوس نصب شده روی کارتهای وفق دهنده (همانند کارت ویدئویی( 
۳) بارگذاری شده از دیسک(گرداننده ها( 

چون بایوس مادربرد مقدمات لازم را برای گردادننده ها و نرم افزارهای مورد نیاز فراهم میکند ،حداکثر به صورت سخت افزاری که شامل یک چیپ ROM می باشد موجود است. سالهای پیش هنگامی که سیستم عامل DOS روی سیستم اجرا میشد خود به تنهایی کافی بود و گرداننده ای (Driver) مورد نیاز نداشت . بایوس مادربرد به طور عادی شامل گرداننده هایی است که برای یک سیستم پایه همانند صفحه کلید، فلاپی درایو، هارد دیسک ، پورتهای سزیال و موازی و غیره ... است. به جای اینکه برای دستکاههای جدید لازم باشد که بایوس مادربرد را ارتقاء دهید، یک نسخه از گرداننده آن را روی سیستم عامل خود نصب می نمائید تا سیستم عامل پیکربندی لازم را در هنگام بوت شدن سیستم را برای استفاده ار آن دستگاه انجام دهد ، برای مثال می توانیم CD ROM،Scanner،Printer، گرداننده های PC CARD را نام برد. چون این دستکاهها لازم نیستند که در هنگام راه اندازی سیستم فعال باشند ، سیستم ابتدا از هارد دیسک راه اندازی می شود وسپس گرداننده های آن را بار گذاری می نماید. البته بعضی از دستگاهها لازم است که در طول راه اندازی سیستم عامل فعال باشند ، اما این امر چگونه امکان پذیر است مثلاً قبل از آنکه گرداننده کارت ویدئویی از ROM BIOS و یا از روی هارد دیسک فراخوانی شود شما چگونه می توانید اطلاعات را روی مانیتور ببینید .. 
یک جواب این است که در ROM همه گرداننده های کارت گرافیکی وحود داشته باشد اما این کار غیر ممکن نیست زیرا کارتهای بسیار متنوعی وجو دارد که هر کدام گرداننهده مربوط به خود را داراست که این خود باعث می شود صدها نوع ROM مادربرد به وجود آید که هر کدام مربوط به یک کارت گرافیکی می باشد. اما هنگامی که IBM، PC های اولیه خود را اختراع نمود راه حل بهتری ارائه داد . وی ROM مادربرد را طوری طراحی کرد که شکاف (Slot)کارت گرافیکی را برای پیدا کردن ROM نصب شده روی کارت گرافیکی را جستجو کند و اگر ROM روی کارت را می توانست پیدا می کرد ، مرحله اولیه راه اندازی را قبل از اینکه سیستم عامل از روی دیسک فراخوانی (Load) شود ،اجرا می نمود. بدین وسیله از تعویض ROM قرار داده شده روی مادربرد برای استفاده و فعال کردن دستگاه مورد نظر،ممانعت می کند. کارتهای مختلفی که تقریبا روی همه آنها ROM وجود دارد ، شامل موارد زیر هستند : کارتهای ویدئویی که همیشه دارای BIOS می باشند. وفق دهنده های SCSI که امکان استفاده از دستگاههای با اتصالات SCSI را فراهم می آورد .کارتهای شبکه که امکان راه اندازی سیستم با استفاده از فایل سرور که معمولا Boot Rom یا IPL(InitialProgram Load) ROM نامیده می شوند، را فراهم می آورد . استفاده از دستگاههای IDE بردهای Y۲K که برای کامل کردن CMOS RAM هستند .
 
BIOS
CMOS
RAM
 
اکثر افراد BIOS رابا CMOS RAM اشتباه می گیرند ، این از آنجا سرچشمه می گیرد که برنامه Setup برای پیکربندی BIOS و ذخیره آن در CMOS RAM می شود استفاده می شود. در حقیقت BIOS و CMOS RAM دو چیز متفاوت از هم می باشند. بایوس مادربرد در یک چیپ ROM به طور ثابت ذخیره شده است. همچنین روی مادربرد یک چیپ است که RTC/NVRAM نامیده می شود که زمان سیستم را نگهداری می کند و یک حافظه فرار و ثابت است که اولین بار در چیپ MC۱۴۶۸۱۸ ساخت شرکت موتورلا استفاده شده است، و ظرفیت آن ۶۴ بایت است که ۱۰ بایت آن مربوط به توابع ساعت است . اگرچه این چیپ غیر فرار نامیده می شود اما با قطع برق ساعت و تاریخ تنظیم شده در آن و داده های درون RAM پاک می شود . در حقیقت غیر فرار نامیده می شود چون بااستفاده از تکنولوژی(CMOS) Complementarry Metal-Oxide Semicondector ساخته شده است ، در نتیجه با یک جریان بسیار کم که بوسیله باتری سیستم تامین می گردد پایدار باقی می ماند که اکثر مردم به این چیپ، CMOSRAM می گویند. هنگامی که وارد BIOS Setup می شوید و پارامترهای خود راتنظیم و ذخیره می نمایید ، این تنظیمات در ناحیه ای از چیپ RTC/NVRAM ذخیره می شوند(که همچنین CMOS RAM نیز نامیده می شود). هر موقع که سیستم خود را راه اندازی می کنید پارامترها از CMOS RAM خوانده می شوند و تعیین می کنند که سیستم چگونه پیکربندی شده است. 
BIOSمادربرد: 
همه مادربردها شامل یک چیپ مخصوص هستند که بر روی آن نرم افزاری قرار دارد که BIOS یا ROM BIOS نامیده می شود . این چیپ ROM شامل برنامه های راه اندازی و گرداننده هایی است که که در هنگام راه اندازی سیستم مورد نیاز است و یک واسطه به سخت افزار پایه سیستم است. اغلب به CMOS RAM (حافظه پاک نشدنی NVRAM(Non-Volatile نیز می گویند ، چون با ۱ میلینیوم آمپر فعال می شود و تا هنگامی که باتری لیتیوم فعال باشد ، داده ها باقی می مانند. BIOS مجموعه ای از برنامه هایی است که در یک یا چند چیپ ذخیره شده است که در طول راه اندازی سیستم این مجموعه از برنامه ها قبل از هر برنامه ای حتی سیستم عامل بارگذاری می شوند . BIOS در اکثر سیستمهای PC ها شامل چهار تابع است:POST(Power Self On Test): این برنامه پردازنده، حافظه ،چیپستها وفق دهنده ویدوئویی ، دیسک کنترلر ،گرداننده های دیسکی ،صفحه کلید ،و مدارات دیگر را تست می کند. 
:BIOSSetup 
برنامه ای است که در طول اجرای برنامه POST بافشار دادن کلید خاصی فعال می شود و به شما اجازه می دهد مادربرد را پیکربندی کنید و تنظیم پارامترهایی همانند ساعت و تاریخ و پسورد و ... را انجام دهید. در سیستمهای ۲۸۶ و ۳۸۶ برنامه Setup در ROM آنها وجود ندارد و لازم است که شما سیستم را توسط دیسک مخصوص Setup راه اندازی نمائید. بارگذارکننده یا لودر BootStrap :روالی است که سیستم ار برای پیدا کردن سکتور Boot جستجو می کند . BIOS :که مجموعه ای از گرداننده هایی است که واسط بین سخت افزار و سیستم عامل است. 

سخت افزار ROM :
ROM نوعی از حافظه است که که داده ها را به طور دائم یا غیر دائم نگهداری می کند . به آن فقط خواندنی می گویند زیرا یک بار روی آن می نویسند و بارها آنرا می خوانند و اگر دوباره قابل نوشتن باشد بسیار دشوار است .. ROM به حافظه غیر فرار نیز معروف است ، زیرا هر داده ای که در آن ذخیره شود با قطع برق سیستم پاک نمی شود . توجه داشته باشید که RAM و ROM تناقضی با یکدیگر ندارند .در حقیقت تکنولوژی ROM زیر مجموعه ای از سیستم RAM می باشد به طور خلاصه قسمتی از فضای حافظه RAM به یک یا چند چیپ اشاره می کنند. به طور مثال هنگامی که کامپیوتر را روشن می کنیم پردازنده به طور خودکار به آدرس FFFF۰h پرش می کند. در این آدرس دستوراتی است که به پردازنده می گویند چه کاری انجام دهد. 
. این محل ۱۶ بایتی درست در انتهای اولین مگابایت RAM و همچنین در پایان حافظه ROM قرار گرفته است. معمولا سیستم ROM از آدرس F۰۰۰۰h شروع می شود که ۶۴ کیلو بایت قبل از انتهای اولین مگابایت می باشد ، و معمولا چون اندازه ROM ۶۴ کیلو بایت است ۶۴ کیلو بایت آخر اولین مگابایت را اشغال می کند و در آدرس FFF۰h دستورات راه اندازی سیستم قرار دارد . افراد بسیاری تعجب می کنند که یک PC با اجرای دستورات ۱۶ بایت از حافظه ROM می تواند راه اندازی شود ، اما این طراحی کاملاً حساب شده است. این طراحی بدین گونه است که در ۱۶ بایت آخر ROM یک دستور JMP به اول ROM است و کنترل برنامه را به ابتدای ROM می برد ، پس به این طریق می توانیم اندازه ROM را به هر قدر که بخواهیم افزایش دهیم . ROM BIOS اصلی که روی مادربرد است شامل یک چیپ ROM است.چون قسمت اصلی BIOS در ROM است ، ما اغلب آنرا ROM BIOS می نامیم . 
کارت های وفق دهنده ای که در طول راه اندازی سیستم مورد نیاز هستند دارای یک ROM روی بردشان می باشند . از این کارتها می توان کارت ویدئو ،اکثر Small SmallCmputer SystemInterface) SCSI) ها ، کارت کنترلر IDE توسعه یافته، برخی از کارتهای شبکه (برای راه اندازی توسط Server) ROMهایی که روی کارتهای وفق دهنده هستند توسط برنامه POST در طول راه اندازی سیستم اسکن و خوانده می شوند. ROM مادربرد قسمت خاصی ازRAM ازآدرس C۰۰۰۰۰h-DFFFFh را رزرو می کند و سپس دوبایت از آدرس AAh۵۵ را می خواند که در آن آدرس شروع ROM قرار دارد . سومین بایت اندازه ROM را در واحد ۵۱۲ بایت(که aragraphنامیده می شود) نشان می دهد و چهارمین بایت شروع برنامه راه انداز می باشد. یک بایت نیز به منظور تست کردن توسط ROM مادربرد استفاده می شود. ROM Shadowing: چیپهای RAM طبیعتاً در مقابل چیپهای DRAMها کند می باشند زیرا زمان دستیابی به ROM ۱۵۰ نانوثانیه است، اما زمان دستیابی DRAM ها ۵۰ نانوثانیه می باشد . به همین دلیل در بسیاری از سیستمها ROM هابه صورت پنهان(Shadowing) هستند، بدین معنی که ROMها در ابتدای راه اندازی سیستم در چیپهای DRAM کپی می شوند که این باعث دسترسی و اجرای سریعتر عملیات می شود .زیربرنامه ها و روالهایی که به روالهای پنهانی (Shoadowing Procedure) محتویات ROM را در RAM کپی می کنند و آدرس آن را به عنوان ROM معرفی می کنند و ROM واقعی ار غیر فعال می کنند ،که این باعث می شود که به نظر برسد که سیستم با سرعت ۶۰ نانوثانیه کار می کند. استفاده از این روش هنگامی مفید است که از یک سیستم عامل ۱۶ بیتی مانند DOS و یا WIN۳/۱ استفاده می کنیم . و اگر از سیستم عامل ۳۲ بیتی مانند WIN ،۹۸WIN۹۵،WIN NT استفاده می کنید ، این روش تقریبا بی حاصل است زیرا این سیستم عاملها هنگامی که روی سیستم اجرا می شوند از کد ۱۶ بیتی ROM استفاده نمی کنند.اما در عوض از گرداننده های ۳۲ بیتی که در طول راه اندازی سیستم عامل در حافظه RAM بارگذاری می کنند ، استفاده می نمایند. چهار نوع چیپ ROM وجود دارد :
ROM 
PROM 
EPROM 
EEPROM که نیز Flash ROM نیز می نامند. 

: PROM
این چیپها که از نوع ROM می باشند در ابتدای ساخت خالی می باشند و باید با داده هایی که می خواهید برنامه ریزی کنید. این نوع حافظه ها در اواخر سال ۱۹۷۰ به وسیله شرکت Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه های مختلف ۱ کیلو بایت تا ۲ مگابایت و بیشتر هستند که شماره شناسایی آنها۲۷ nnnn می باشد که عدد ۲۷ شماره شناسایی چیپهای PROM می باشد و nnnn اندازه این چیپ بر حسب بایت می باشد.اگر چه می گوییم این حافظه ها در ابتدای ساخت خالی هستند اما به طور تکنیکی دارای مقدار ۱ می باشند . بنابراین یک PROM خالی می تواند برنامه ریزی شده باشد و ما می توانیم روی آن بنویسیم . برای نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer یا سوزاننده (Burner) نام دارد نیاز داریم .برخی اوقات شنیده اید که به چیپ های ROM نیز Burning (یعنی سوزان) می گویند ، زیرا هر بیت باینری یک فیوز است که سالم بودن آن نشانگر یک و در غیراین صورت صفر می باشد .بهتر است که بدانید اکثر چیپ ها با ۵ ولت جریان فعال می شوند و هنگامی که ما برنامه ای را روی چیپ های PROM می نویسیم یا اصطلاحا Program می نمائیم جریانی بیشتر از ۵ ولت که معمولا ۱۲ ولت است اعمال می کنیم که این باعث سوختن فیوزهای آدرسهایی می شود که ما می خواهیم .
 باید توجه داشته باشید که ما می توانیم یک را صفر تبدیل کنیم ولی برعکس آن ممکن نیست به این چیپ ها OTP (OneTime (Programmable می گویند. 
 EPROM :
نیز یک نوع عمومی از PROM می باشد که قابلیت پاک شدن و دوباره برنامه ریزی را داراست . روی این چیپها یک بلور کوارتز قرار دارد که مستقیماً روی die قرار دارد. این چیپها با شماره ۲۷xxxx شناسایی می شوند و به وسیله برنامه یا به طور فیزیکی می توان آنها را پاک کرد. هدف از قرار دادن بلور کوارتز این است که اشعه فرا بنفش به die برسد ، زیرا چیپ EPROM با تابش اشعه فرا بنفش پاک می شود. اشعه فرا بنفش باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی می شود که فیوزها را پشت سر هم ذوب می کند ، بنابراین همه صفرها به یک تبدیل می شوند و چیپ به حالت اولیه خود باز می گردد. برای این کار باید ، اشعه فرا بنفش را در طول موج ۲۵۳۷ انگستروم و با شدت یکنواخت ۱۲۰۰۰ uv/cm۲ و در مدت ۵ تا ۱۵ دقیقه باشد. یک دستگاه پاک کننده EPROM ، یک تولید کننده امواج فرا بنفش است که دارای یک فضای بسته است که دارای یک کشو می باشد و در بالای کشو تولید کننده امواج فرا بنفش می باشد و چیپها درون کشو قرار می گیرند. 

: EPROM/Flash ROM 
یک نوع دیگر از چیپهای ROM ، چیپهای EPROM که Flash ROM نیز نامیده می شوند و از خصوصیات مهم آنها این است که قابل پاک شدن و برنامه ریزی توسط مدارهایی هستند که روی آنها نصب می شوند و وسایل و ابزار خاصی نیاز ندارند. این چیپ ها به وسیله شماره های ۲۹xxxx و ۲۸xxxx شناخته می شوند . هم اکنون در مادربردهای کامپیوتر از چیپهای EPROM استفاده می شود. این بدان معنی است که BIOS مادربرد خود را می توانید به وسیله دریافت نسخه به روز درآمده از شرکت سازنده ، به روز رسانی نمائید. 

تولید کننده های ROM BIOS: 
تعداد بسیاری از تولید کننده های امروزه اکثر مادربردها را پشتیبانی می کنند و چندین کمپانی در زمینه تولید محصولات ROM BIOS ، به طور تخصصی فعالیت دارند.سه کمپانی بزرگ که در زمینه نرم افزار ROM BIOS فعالیت دارند عبارتند از :Phonix SoftWare American Magatrends ..Inc (AMI) ، Award SoftWare 

 به روز رسانی BIOS : 
سیستم عاملها تقریبا روی هر سیستم کامپیوتری با سخت افزارهای مختلف سازگاری دارند و این به دلیل وجودBIOS است، چون این BIOS است که با سخت افزار سیستم ارتباط برقرار می کند. اغلب در سیستمهای قدیمی برای بهره گیری از برخی دستگاههای جدید همانند گرداننده های IDE دیسک سختو یا گرداننده های فلاپی های LS-۱۲۰ و یا درسیستمهایی که استفاده از دیسک بیش از ۸GB را پشتیبانی نمی کنند ،باید BIOS را به روز رسانی نمود.لیست زیر مجموعه ای از دلایلی است که باید BIOS را به روز رسانی نمود: 

ـ استفاده از فلاپی درایوهای LS-۱۲۰ که به سوپر درایو نیز معروفند. 
ـ استفاده از هارد 
دیسک های بیش از ۸GB 
ـ استفاده از داریور هارددیسک Ultra DMA IDE 
ـ استفاده از بوت کردن سیتم با درایو CD-ROM 
ـ تصحیح خطای سال ۲۰۰۰ و سال کبیسه 
ـ تصحیح خطاهای سازگاری با سخت افزار یا نرم افزار 
ـ استفاده ازپردازنده های جدید اگر شما یک سخت افزار جدید نصب کرده اید و حتی دستورات نصب را به درستی انجام داده اید ، اما نمی توانید با آن کار کنید این خطا ممکن است از BIOS باشد و لازم است آن را به روزرسانی کنید. این موضوع به ویژه در سیستم عاملهای جدبد صدق می کند .
 بسیاری از سیستم های قدیمی نیاز به روزرسانی BIOS دارند تا به طور کامل از ویژگی های Plug-And-Play در ویندوزهای ۹۵ و۹۸ و ۲۰۰۰ استفاده کنند. 
بروزرسانی نسخه BIOS معمولاً تنظیمات فعلی SETUP را به هم می ریزد ، بنابراین بهتر است از آن نسخه برداری کنید ، برخی برنامه ها مانند نورتون یوتیلیتی می توانند تنظیمات CMOS را ذخیره کنند ، اما این نرم افزارها اکثراً در بازگرداندن تنظیمات SETUP ناموفق بود باید توجه داشته باشید که ما می توانیم یک را صفر تبدیل کنیم ولی برعکس آن ممکن نیست .به این چیپ ها OTPOneTime (Programmable) نیز می گویند. می تواند چندین چیپ را در هر بار برنامه ریزی کند. 
نسخه برداری از تنظیمات فعلی CMOS: 
بروزرسانی نسخه BIOS معمولاً تنظیمات فعلی SETUP را به هم می ریزد ، بنابراین بهتر است از آن نسخه برداری کنید ، برخی برنامه ها مانند نورتون یوتیلیتی می توانند تنظیمات CMOS را ذخیره کنند ، اما این نرم افزارها اکثرا ًدر بازگرداندن تنظیمات SETUP ناموفق هستند. بهترین راه این است خودتان از تنطیمات SETUP نسخه برداری کنید و همچنین می توانید با اتصال چاپگر از تنظیمات SETUP یک کپی تهیه کنید (با فشار دادن کلیدهای Shift+PRN SCR). 

چیپهای کنترلر صفحه کلید: 
علاوه بر ROM اصلی سیستم ، در کامپیوترهای ۲۸۶ و پایین تر همچنین یک کنترلر صفحه کلید یا ROM صفحه کلید وجود دارد ، که میکروپروسسور صفحه کلید در ROM صفحه کلید جاسازی شده است . این ROM را اغلب می توانید در Super I/O یا در چیپ South Bridge در مادر بردهای جدید پیداکنید. کنترلر صفحه کلید در اصل یک میکروکنترلر ۸۰۴۲ است که با آن یک میکروپروسسور ، ROM ، RAM و پورتهای I/O نیز ملحق کرده اند .در مادر بردهای جدید چیپ ۸۰۴۲ در داخل چیپ Super I/O یا South Bridge تعبیه شده است بنابراین شما چیپ ۸۰۴۲ را نخواهید دید. در بسیاری از سیستم های قدیمی ، یکی از پورتهایی که استفاده نشده است برای انتخاب سرعت ساعت CPU استفاده می شود و این در سیستم های قدیمی هنگامی که سیستم عامل را به ۹۵/۹۸/۲۰۰۰ ارتقاء می دهید با کنترلر صفحه کلید مشکلاتی پیدا می کند که بعدها این مشکل نیز بر طرف شد.به کار بردن Flash BIOS تقریباً همه کامپیوترهای از سال ۱۹۹۶ به بعد دارای یک Flash ROM برای ذخیره کردن BIOS هستند . Flash ROM نوعی از EEPROM است که می توانید روی آن عملیات پاک کردن و برنامه نویسی را انجام دهید . Flash ROM به کاربران این امکان را می دهد که نسخه به روزرسانی شده BIOS خود را بدون برداشتن و جایگزینی چیپ جدید ، روی مادربرد خود نصب کنند. اما در بعضی سیستم ها ممکن است در حالت حفاظت شده قرار گرفته شده باشد و شما باید قبل از بروز رسانی حفاظت آن را غیر فعال کنید ، که معمولاً برای این کار یک جامپر یا یک سوئیچ روی مادربرد شده است . مقصود ازحفاظت بایوس این است که بعضی ویروسها ممکن است کد خودشان را روی BIOS کپی کنند. حتی بدون استفاده از قفل فیزیکی ، Flash ROM های مدرن دارای یک الگوریتم حفاظتی برای جلوگیری از تغییرات بدون مجوز هستند. باید توجه داشته باید هنگامی که در حال بروزرسانی BIOS هستید ، کامپیوتر را خاموش نکنید و وقفه ای در کار سیستم رخ ندهد و گرنه BIOS سیستم خود را از دست خواهید داد و این بدین معنی است که شما قادر به راه اندازی مجد د سیستم نخواهید بود و یا حداقل به راحتی قادر به بازیابی BIOS سیستم نخواهید بود . در مادربردهای جدید یک برنامه مخصوص بازیابی BIOS وجود دارد که مربوط به قسمتی از Flash ROM است که نیز قابل پاک شدن می باشد . 

IML سیستم BIOS و پارتیشن: 
شرکت های IBM و Compaq از یک روش شبیه به Flash ROM استفاده می کنند که «بارگذاری میکرو کد آغازین IML» نام دارد که در برخی سیستم های Pentium و ۴۸۶ به کار برده شده است. IML تکنیکی است که کد BIOS روی یک پارتیشن سیستمی و مخفی بر روی هارد دیسک نصب می شود و هر گاه که سیستم روشن می شود ، بارگذاری می شود البته در این سیستم ها هنوز BIOS اصلی وجود دارد ، اما همه عملیات از BIOS ذخیره شده در هارد دیسک انجام می شود.این تکنیک اجازه می دهد تا یک BIOS توزیع شده روی هارد دیسک داشته باشیم . همراه با کد BIOS یک کپی کامل از SETUP و مشخصات و مراجع دیسک در این پارتیشن ذخیره می شود. یکی از معایب این سیستم این است که بر روی هارد دیسک نصب شده و سیستم بدون تنظیمات ذخیره شده بر روی هارد دیسک کاملا راه اندازی نمی شود و شما نمی توانید سیستم را به وسیله فلاپی دیسک راه اندازی کنید. 

 آدرسهای CMOS RAM مادربرد : 
در سیستم های AT یک چیپ ۱۴۶۸۱۸ موتورلا به عنوان یک (RTC)Real-Time Clock) و (Complementary Metal-Oxid Semicondector( CMOS RAM )استفاده شده است . این یک چیپ مخصوص ساده است که دارای یک ساعت دیجیتالی ساده است که ۱۰ بایت از آدرس حافظه برای ساعت و ۵۴ بایت اضافی برای ذخیره هر چیزی که بخواهید . IBM AT ۵ بایت اضافی برای ذخیره پیکربندی سیستم استفاده می کنند . اما در سیستمهای جدید از این چیپ موتورلا استفاده نشده است ، در عوض عملیات این چیپ به چیپ Super I/O یا South Bridge ضمیمه شده است یا از یک باتری مخصوص و یک NVRAM استفاده می کنند . توجه داشته باشید که در سیستمهای جدید بیشتر از ۶۴ بایت CMOS RAM وجود دارد . در حقیقت بسیاری از سیستم ها ممکن است ۲ یا ۴ کیلو بایت داشته باشند ، که این حافظه اضافی برای ذخیره سازی جزئیات اطلاعات Plug-and-Play کارتهای وفق دهنده و دیگر انتخابات سیستم می باشد. نرم افزارهای پشتیبانی و یوتیلیتی ها در محدوده اطلاعات عمومی CMOS RAM هستند و از این طریق می توانند در ذخیره سازی و بازگرداندن پیکربندی سیستم موثر واقع شوند ، اما متاسفانه این برنامه ها برای BIOS های خاص نوشته شده اند و فقط روی همان BIOS کار می کنند. 

 مسأله سال ۲۰۰۰ در BIOS : 
اکثر افراد با مشکل سال ۲۰۰۰ درگیر بودند ، به طور خلاصه منشا این مشکل آن است که ساعت سیستم طوری طراحی شده است که رقمهای سال را به طور اتوماتیک به روز رسانی کند و رقمهای قرن به طور دستی باید تغییر کنند. 
به این معنی که اگر سیستم در طول سال ۱۹۹۹ تا سال ۲۰۰۰ خاموش باشد تاریخ به سال ۱۹۰۰ باز می گردد اما این مشکل در سیستمهای جدید رفع شده است .هنگامی که سیستم عامل بارگذاری می شود ، تاریخ و ساعت را از BIOS سیستم دریافت می کند . به طور کلی یک نرم افزار می تواند ساعت را از سیستم عامل یا BIOS و با از RTC دریافت کند. 

 Plug-and-Play BIOS 
عموما نصب و پیکر بندی دستگاهها بر روی یک PC کار مشکلی است ، در طول نصب کاربر با مساله جدیدی روبه رو است،این که باید پورت I/O و کانال DMA را انتخاب کند . در گذشته کاربران مجبور بودند که جامپرها و سوئیج های برروی کارت را برای کنترل تنظیمات تغییر دهند ، که لازمه این کار شناخت منابع استفاده شده بر روی سیستم است ، و سپس تنظیم کردن منابعی که با دستگاههای موجود بر روی سیستم تضاد و ناسازگاری نداشته باشند. تکنولوژی PnP برای جلوگیری از این مشکلات و فراهم ساختن توانائیهایی برای کاربران در توسعه PC های آنان می باشد . با استفاده از این تکنولوژی کاربران کارت مورد نظر را در سیستم جا می زنند و سیستم به طور اتوماتیک بهترین پیکر بندی را انجام می دهد. 
  PnP از سه جزء مهم تشکیل شده است :
 Plug-and-Play BIOS 
 سیستم توسعه یافته پیکر بندی داده ها (ESCD) 
 سیستم عامل Plug-and-Play 
بایوس PnP شروع به پیکر بندی کارت PnP در طول پردازش راه اندازی سیستم می کند . اگر کارت قبلا نصب شده باشد بایوس اطلاعات را از ESCD می خواند و کارت را مقدار دهی اولیه می کند و سیستم را راه اندازی می نماید. در طول نصب یک کارت PnP جدید ، بایوس برای تععین اینکه کدام منابع استفاده نشده اند و برای اضافه کردن کارت لازم هستند به ESCD مراجعه می نماید . اگر بایوس بتواند منابع لازم را پیدا کند ، کارت را پیکر بندی می کند و در غیر این صورت روالهای Plug-and-Play در سیستم عامل کار پیکربندی را کامل می کنند . در طول روال پیکر بندی رجیسترهای Flash BIOS روی کارت و همچنین ESCD توسط داده های جدید پیکر بندی به روز رسانی می شوند.