BIOS
(英文:),即基本输入输出系统,亦称为ROM BIOS、System BIOS、PC BIOS,是在通电启动阶段运行硬件初始化,以及为操作系统提供运行时服务的固件。BIOS最早随着CP/M操作系统的推出在1975年出现。BIOS预安装在个人电脑的主板上,是个人电脑启动时加载的第一个软件。
![]() American Megatrends BIOS | |
保存位置 | PROM EPROM 闪存 |
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常见制造商 | 安迈科技 系微 凤凰科技 Byosoft |
现在,BIOS的作用是初始化和测试硬件组件,以及从大容量保存设备(如硬盘)加载启动程序,并由启动程序加载操作系统;当加载操作系统后,BIOS通过系统管理模式为操作系统提供硬件抽象。在DOS时代,BIOS为DOS操作系统提供键盘、显示及其他I/O设备的硬件抽象层。
许多BIOS程序都只能在特定电脑型号或特定主板型号上运行。早年,BIOS保存于ROM芯片上;现在的BIOS多保存于闪存芯片上,这方便了BIOS的更新。
1980年代,IBM发明了IBM PC,但最初BIOS是IBM PC上唯一不开放的组件,给IBM PC的拷贝(Clone)带来了麻烦。随后COMPAQ拷贝了IBM PC,Phoenix Technologies等公司亦拷贝了IBM PC的BIOS部件,可为当时的IBM PC兼容机厂商提供BIOS。
统一可延伸固件接口(UEFI)正在逐步取代旧式BIOS,但仍有很多产品支持兼容模式,通过Legacy选项,不过这种支持已经逐渐减少。目前,UEFI与兼容支持模式(UEFI+CSM)成为主流,但最新的产品已经不再支持兼容模式,仅支持UEFI。
操作
BIOS固件
由于BIOS与硬件系统集成在一起(将BIOS程序指令刻录在IC中),所以有时候也被称为固件。在大约1990年BIOS是保存在ROM(唯读内存)中而无法被修改。因为BIOS的大小和复杂程度随时间不断增加,而且硬件的更新速度加快,令BIOS也必须不断更新以支持新硬件,于是BIOS就改为保存在EEPROM或者闪存中,让用户可以轻易更新BIOS。然而,不适当的运行或是终止BIOS更新可能导致电脑无法使用。为了避免BIOS损坏,有些主板有备份的BIOS(「双BIOS」主板)。现在的BIOS有「启动区块」(Boot Block),属于BIOS ROM的一部份,一开机就会被运行。这个程序会在运行BIOS前,验证BIOS其他部分是否正确无误(经由核对和等等)。如果启动区块侦测到主要的BIOS已损坏,则可自动读取USBU盘/光盘中的特定BIOS文件并更新BIOS。主板厂商/OEM经常发出BIOS升级来更新他们的产品和修正已知的问题。
操作系统服务
BIOS可通过BIOS中断调用为MS-DOS操作系统及MS-DOS程序提供磁盘、键盘、显示等标准服务。通过BIOS中断调用访问视频硬件非常缓慢,因此,有些DOS程序(尤其是游戏)通过直接访问视频硬件提高效率。
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进程的设置值、硬件参数侦测值就保存在CMOS中。而且,在BIOS程序启动计算机时,需要载入CMOS中的设置值。CMOS通常被集成在南桥芯片组中。UEFI系统则多用NVRAM保存设置。
扩充程序(Option ROM)
扩充卡如硬盘控制器、显卡、网卡可能包含BIOS扩充程序(即Option ROM),为BIOS提供附加的功能。在BIOS启动操作系统前,Option ROM被BIOS运行。部分内置于主板的设备(如板载RAID),其Option ROM可能包含在主板BIOS中。Option ROM通过BIOS启动规范扩充BIOS的启动功能。
系统初始化
系统在加电自检(POST)阶段,寻找并运行Option ROM。Option ROM通过BIOS中断调用对硬件进行测试、初始化,并显示诊断信息或显示设置画面。
供应商
目前全球只有四家独立BIOS供应商(IBV),曾经的Award Software与General Software、Microid均被凤凰科技收购,SystemSoft被Insyde Software收购。
- Phoenix Technologies,美国凤凰科技。
- American Megatrends,美国安迈科技,目前为全球最大的BIOS供应商。之前被凤凰科技超过。
- Insyde Software,台湾系微公司。
- Byosoft,新兴厂商,中国大陆的百敖软件公司。
取代
英特尔于2000年开发出可扩展固件接口(Extensible Firmware Interface),随后,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被更名为UEFI,且由UEFI论坛制定新的UEFI规范。
现UEFI正在取代传统BIOS,且Intel已经于2020年弃用传统BIOS接口,届时Intel产品不再支持基于16位实模式的UEFI CSM(UEFI兼容性支持模块)[8]。
参见
- 可延伸固件接口(UEFI)
- 固件
- 系微公司
- American Megatrends
- SMBIOS
- Option ROM
- ACPI
- Aptio
- VESA BIOS Extensions
- El Torito
外部链接
- . 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).