打开主菜单

BIOS英语:Basic Input/Output System,中文: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,以及為作業系統和程式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預安裝在個人電腦主機板上,是个人电脑启动时加载的第一个软件。

BIOS
Elitegroup 761GX-M754 - AMIBIOS (American Megatrends) in a Winbond W39V040APZ-5491.jpg
American Megatrends BIOS
儲存位置 PROM
EPROM
快閃記憶體
常见制造商 American Megatrends
Insyde Software
Phoenix Technologies
Byosoft

現在,BIOS用於初始化和測試系統的硬體元件,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。BIOS還為DOS作業系統提供鍵盤、顯示及其他I/O裝置的硬體抽象層。許多較新的作業系統在啟動後不再通過BIOS存取硬體。

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。

目录

歷史编辑

BIOS最早可追溯到1970年代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。

操作编辑

系統啟動编辑

當電腦的電源開啟,BIOS就會從主機板上的ROM晶片執行,執行加電自檢(POST),測試和初始化CPURAM直接記憶體存取控制器、晶片組鍵盤軟碟硬碟等裝置。當所有的Option ROM被載入後,BIOS就試圖從啟動裝置(如硬碟軟碟光碟)載入啟動程式,由啟動程式載入作業系統。BIOS也可從網卡等裝置啟動。

設定畫面编辑

大約從80386 PC開始,個人電腦的BIOS ROM整合了設定程式(Setup)。主板的CMOS晶片用於儲存BIOS設定值及硬體偵測值。主板上的鈕扣電池用於讓CMOS儲存BIOS設定值,以及電腦在斷電時依然可以讓系統時鐘運作。

現代的BIOS可以讓使用者選擇由哪個啟動裝置啟動電腦,如光碟機硬碟軟碟、USB隨身碟等等。

BIOS韌體编辑

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(經由檢查碼,湊雜碼等等)。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。

作業系統服務编辑

BIOS可通過BIOS中斷呼叫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。

現代作業系統僅在作業系統啟動時通過BIOS中斷呼叫存取硬體。

微代碼更新编辑

P6微架構開始,Intel處理器支援可重新編程的微碼。BIOS可能包含處理器微代碼更新。

超頻编辑

一些BIOS支援超頻

現代用途编辑

BIOS以16位元真實模式執行。現代作業系統以保護模式長模式執行,存取BIOS的16位元真實模式服務(如BIOS中斷呼叫)是低效的。現代作業系統僅在啟動時使用BIOS中斷呼叫服務。後來的BIOS加入了ACPI等功能。

CMOS的联系和区别编辑

BIOS与CMOS的关系编辑

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。

BIOS与CMOS的区别编辑

二者的区别是,BIOS是儲存在唯读记憶體(EEPROM),而CMOS为随机存储器(RAM);BIOS中存储的是程序,而CMOS中存储的是普通信息。

CMOS的內容在斷電會消失。所以,把主機板的電池拆出,便可重置其內容。另外,拆出電池也會重設時間。UEFI使用NVRAM儲存資料,主板電池沒有電量會導致時間不正確,可能會導致UEFI設定值遺失。可通過主板的有關Jumper重設UEFI設定。

擴充程式(Option ROM)编辑

擴充卡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,其Option ROM可作為主機板BIOS的一部分。Option ROM通過BIOS啟動規範英语BIOS Boot Specification擴充BIOS的啟動功能。

系統初始化编辑

系統在加電自檢(POST)階段,尋找Option ROMs(也叫BIOS Extension ROMs)且執行Option ROMs。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組態畫面。

供應商编辑

目前全球只有四家獨立BIOS供應商(IBV),曾經的Award SoftwareGeneral Software均被Phoenix Technologies收購,Microid ResearchUnicore Software收購,SystemSoftInsyde Software收購。

取代编辑

英特尔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)[1]

相關鏈接编辑

外部連結编辑