BIOS
(英文:),即基本輸入輸出系統,亦稱為ROM BIOS、System BIOS、PC BIOS,是在通電啟動階段執行硬體初始化,以及為作業系統提供運行時服務的韌體。BIOS最早隨著CP/M作業系統的推出在1975年出現。BIOS預安裝在個人電腦的主機板上,是个人电脑启动时加载的第一个软件。
American Megatrends BIOS | |
儲存位置 | PROM EPROM 快閃記憶體 |
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常见制造商 | American Megatrends Insyde Software Phoenix Technologies Byosoft |
現在,BIOS的作用是初始化和測試硬體元件,以及從大容量儲存裝置(如硬碟)載入啟動程式,並由啟動程式載入作業系統;當載入作業系統後,BIOS通過系統管理模式為作業系統提供硬體抽象。在DOS時代,BIOS為DOS作業系統提供鍵盤、顯示及其他I/O裝置的硬體抽象層。
許多BIOS程式都只能在特定電腦型號或特定主機板型號上執行。早年,BIOS儲存於ROM晶片上;現在的BIOS多儲存於快閃記憶體晶片上,這方便了BIOS的更新。
UEFI是舊式BIOS的後繼者。
歷史
BIOS最早可追溯到1970年代的CP/M作業系統。BIOS是CP/M作業系統中只能在特定機器上執行(machine-specific)的部分,它在系統開機時直接與硬體交互。
1980年代,IBM發明了IBM PC,但最初BIOS是IBM PC上唯一不開放的元件,給IBM PC的複製(Clone)帶來了麻煩。隨後COMPAQ複製了IBM PC,Phoenix Technologies等公司亦複製了IBM PC的BIOS部件,可為當時的IBM PC相容機廠商提供BIOS。
現時UEFI已經取代舊式BIOS。
操作
BIOS韌體
由於BIOS與硬體系統整合在一起(將BIOS程式指令燒錄在IC中),所以有時候也被稱為韌體。在大約1990年BIOS是保存在ROM(唯讀記憶體)中而無法被修改。因為BIOS的大小和複雜程度隨時間不斷增加,而且硬體的更新速度加快,令BIOS也必須不斷更新以支援新硬體,於是BIOS就改為儲存在EEPROM或者快閃記憶體中,讓使用者可以輕易更新BIOS。然而,不適當的執行或是終止BIOS更新可能導致電腦無法使用。為了避免BIOS損壞,有些主機板有備份的BIOS(「雙BIOS」主機板)。現在的BIOS有「啟動區塊」(Boot Block),屬於BIOS ROM的一部份,一開機就會被執行。這個程式會在執行BIOS前,驗證BIOS其他部分是否正確無誤(經由核對和等等)。如果啟動區塊偵測到主要的BIOS已損壞,則可自動讀取USB隨身碟/光碟中的特定BIOS檔案並更新BIOS。主機板廠商/OEM經常發出BIOS升級來更新他們的產品和修正已知的問題。
作業系統服務
BIOS可通過BIOS中斷呼叫為MS-DOS作業系統及MS-DOS程式提供磁碟、鍵盤、顯示等標準服務。通過BIOS中斷呼叫存取視訊硬體非常緩慢,因此,有些DOS程式(尤其是遊戲)通過直接存取視訊硬體提高效率。
与CMOS的联系和区别
BIOS与CMOS的关系
CMOS是计算机上另一个重要的存储器。之所以提到它,是因为BIOS程序的設定值、硬件參數偵測值就保存在CMOS中。而且,在BIOS程式啟動计算机時,需要载入CMOS中的設定值。CMOS通常被整合在南橋晶片組中。UEFI系統則多用NVRAM儲存設定。
擴充程式(Option ROM)
擴充卡如硬碟控制器、顯示卡、網卡可能包含BIOS擴充程式(即Option ROM),為BIOS提供附加的功能。在BIOS啟動作業系統前,Option ROM被BIOS執行。部分內建於主板的裝置(如板載RAID),其Option ROM可能包含在主機板BIOS中。Option ROM通過BIOS啟動規範擴充BIOS的啟動功能。
系統初始化
系統在加電自檢(POST)階段,尋找並執行Option ROM。Option ROM通過BIOS中斷呼叫對硬體進行測試、初始化,並顯示診斷資訊或顯示設定畫面。
供應商
目前全球只有四家獨立BIOS供應商(IBV),曾經的Award Software與General Software、Microid Research均被Phoenix Technologies收購,SystemSoft被Insyde Software收購。
- Phoenix Technologies,美國鳳凰科技。
- American Megatrends,美國安邁科技,目前為全球最大的BIOS供應商。之前被鳳凰科技超過。
- Insyde Software,台灣系微公司。
- Byosoft,新興廠商,中國大陸的百敖軟體公司。
取代
英特尔於2000年開發出可扩展固件接口(Extensible Firmware Interface),隨後,由业界多家著名公司共同成立统一可扩展固件接口论坛(UEFI Forum),EFI被更名為UEFI,且由UEFI論壇制定新的UEFI規範。
現時UEFI已經取代傳統BIOS,且Intel將於2020年棄用傳統BIOS介面,屆時Intel產品不再支援基於16位真實模式的UEFI CSM(UEFI相容性支援模組)[8]。
參見
- 可延伸韌體介面(UEFI)
- 韌體
- 系微公司
- American Megatrends
- SMBIOS
- Option ROM
- ACPI
- Aptio
- VESA BIOS Extensions
- El Torito
外部連結
- . 0xax.gitbooks.io. [2020-09-18]. (原始内容存档于2020-08-06).
- . support.microsoft.com. [2020-09-20]. (原始内容存档于2020-09-08).
- . wiki.debian.org. [2020-09-19]. (原始内容存档于2020-06-20).
- . www.flashrom.org. [2020-09-19]. (原始内容存档于2019-08-05).
- . SearchWindowsServer. [2020-09-18]. (原始内容存档于2019-05-15) (英语).
- . [2020-09-18]. (原始内容存档于2020-02-11) (美国英语).
- . www.spo-comm.de. [2020-09-18].
- (PDF). [2019-03-17]. (原始内容存档 (PDF)于2019-02-01).