BIOS(英文名Basic Input/Output System的缩写,基本输入输出系统)全称是ROM-BIOS,是只读存储器基本输入/输出系统的简写,它实际是一组被固化到电脑中,为电脑提供级最直接的硬件控制的程序,它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽,通俗地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时要求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。
(一)程序服务处理和硬件中断处理
这两部分是两个独立的内容,但在使用上密切相关。
程序服务处理程序主要是与输入输出设备有关为应用程序和操作系统服务,例如读磁盘、文件输出到打印机等。为了完成这些操作,BIOS必须直接与计算机的I/O设备相关联,它通过端口发出命令,向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据,使程序能够脱离具体的硬件操作,而硬件中断处理则分别处理PC机硬件的需求,因此这两部分分别为软件和硬件服务,组合到一起,使计算机系统正常运行。
BIOS的服务功能是通过调用中断服务程序来实现的,这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断。例如视频服务,中断号为10H;屏幕打印,中断号为05H;磁盘及串行口服务,中断14H等。每一组又根据具体功能细分为不同的服务号。应用程序需要使用哪些外设、进行什么操作只需要在程序中用相应的指令说明即可,无需直接控制。
CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了电脑系统的实时钟信息和硬件配置信息等。系统在加电引导机器时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源和后备电池来供电,系统掉电后其信息不会丢失。
(二)自检及初始化
这部分负责启动电脑,具体有三个部分,个部分是用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测,也叫做加电自检(Power On Self Test,简称POST),功能是检查电脑是否良好,通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。
第二个部分是初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等,其中很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数,当电脑启动时会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动。
一个部分是引导程序,功能是引导DOS或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备,如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入电脑,在电脑启动成功后,BIOS的这部分任务就完成了。
BIOS的发展前景
BIOS(Basic Input Output System)负责电脑启动时的初始化工作以及为为应用程序提供服务,存储于主板上的FLASHRAM芯片中,是当今电脑不可或缺的一个组成部分。它由汇编语言写成,其精髓就是用软件来控制硬件。比如,我们在执行磁盘分区(FDISK)命令的时候,系统会告诉BIOS当前系统要做磁盘分区,然后由BIOS直接去操作磁盘。现代计算机软件的一个发展趋势就是由计算机的硬件直接去完成那些以前需要上层软件来完成的工作。但是,BIOS是一个特例。随着windows的诞生(尤其是windowXP),微软赋予了操作系统一些以前由BIOS才能完成的工作,比如电源管理,这个时候BIOS里面的电源管理的作用就退化为"告诉操作系统这台计算机的硬件支持电源管理",只是起了一个报告的作用。WindowsXP中的一些系统中断也和以前BIOS中一贯采用的中断不同。由此可见,今后BIOS在一台计算机系统中的价值(经济上)会越来越小。2003年,Intel,Microsoft等几家着名IT厂商提出了存储与硬盘上的一种软件EFI(Extensible Firmware Interface)来取代现行的BIOS,虽然发明者声称这种型新的Firmware有这样那样的优点,但是由于EFI存储于硬盘上,而硬盘又是一种相当脆弱的配件,万一硬盘出现物理损坏整个系统就要瘫痪,因此并没有在个人电脑上得到推广。至于BIOS,虽然它的作用在一步步的降低,但是由于系统启动的时候需要BIOS执行一些最最基本的工作,还需要用它来引导操作系统,所以它也不会有消失的那一天。
现在的BIOS芯片都采用了Flash ROM,都能通过特定的写入程序实现BIOS的升级,升级BIOS主要有两大目的:
免费获得新功能
升级BIOS最直接的好处就是能获得许多新功能,比如能支持新频率和新类型的CPU,例如以前的某些老主板通过升级BIOS支持图拉丁核心Pentium III和Celeron,现在的某些主板通过升级BIOS能支持的Prescott核心Pentium 4E CPU;突破容量限制,能直接使用大容量硬盘;获得新的启动方式;开启以前被屏蔽的功能,例如英特尔的超线程技术,VIA的内存交错技术等;识别其它新硬件等。
解决旧版BIOS中的BUG
BIOS既然也是程序,就必然存在着BUG,而且现在硬件技术发展日新月异,随着市场竞争的加剧,主板厂商推出产品的周期也越来越短,在BIOS编写上必然也有不尽如意的地方,而这些BUG常会导致莫名其妙的故障,例如无故重启,经常死机,系统效能低下,设备冲突,硬件设备无故“丢失”等等。在用户反馈以及厂商自己发现以后,负责任的厂商都会及时推出新版的BIOS以修正这些已知的BUG,从而解决那些故障。
由于BIOS升级具有一定的危险性,各主板厂商针对自己的产品和用户的实际需求,也开发了许多BIOS特色技术。例如BIOS刷新方面的有着名的技嘉的@BIOS Writer,支持技嘉主板在线自动查找新版BIOS并自动下载和刷新BIOS,免除了用户人工查找新版BIOS的麻烦,也避免了用户误刷不同型号主板BIOS的危险,而且技嘉@BIOS还支持许多非技嘉主板在windows下备份和刷新BIOS;其它相类似的BIOS特色技术还有华硕的Live Update,升技的Abit Flash Menu,QDI的Update Easy,微星的Live Update 3等等,微星的Live Update 3除了主板BIOS,对微星出品的显卡BIOS以及光存储设备的Firmware也能自动在线刷新,是一款功能非常强大的微星产品专用工具。此外,英特尔原装主板的Express BIOS Update技术也支持在windows下刷新BIOS,而且此技术是BIOS文件与刷新程序合一的可执行程序,非常适合初学者使用。在预防BIOS被破坏以及刷新失败方面有技嘉的双BIOS技术,QDI的金刚锁技术,英特尔原装主板的Recovery BIOS技术等等。
除了厂商的新版BIOS之外,其实我们自己也能对BIOS作一定程度上的修改而获得某些新功能,例如更改能源之星LOGO,更改全屏开机画面,获得某些品牌主板的特定功能(例如为非捷波主板添加捷波恢复精灵模块),添加显卡BIOS模块拯救BIOS损坏的显卡,打开被主板厂商屏蔽了的芯片组功能,甚至支持新的CPU类型,直接支持大容量的硬盘而不用DM之类的软件等等。不过这些都需要对BIOS非常熟悉而且有一定的动手能力和经验以后才能去做。