BIOS

BIOS (basic input/output system) — система по вводу и выводу данных, выполненная в виде микропрограмм. Является неотъемлимым состовляющим системного программного обеспечения. Предназначена для осуществления доступа к аппаратуре компьютера и подключенным устройствам.

IBM PC-совместимых компьютеры, в которых применяется микроархитектура x86, оснащены «биосом», который представляет собой набор записанных в микросхему EEPROM микропрограмм. Они и являются в своей совокупности системным программным обеспечением. Благодаря этим микропрограммам осуществляется стартовая загрузка ПК, а также последующая загрузка самой ОС.

Что касается новых платформ, то они, взамен BIOS, оснащены интерфейсом Extensible Firmware Interface, разработанным компанией Intel.

Что касается ноутбуков, ПК и серверов, то ключевыми производителями BIOS в их случае являются American Megatrends (AMI), Award Software и Phoenix Technologies. 

Если используются компьютеры, построенные на других платформах, то в этом случае, для идентификации встроенного программного обеспечения, применяются совершенно иные обозначения. К примеру, архитектура SPARC, оснащена набором микропрограмм под названием PROM (или Boot).

!Любопытный факт: слово «Bios» (βίος) с древнегреческого переводится как «жизнь».

Поскольку название BIOS имеет нерусское происхождение, то среди русскоязычных пользователей зачастую применяется следующая транслитерация: «би́ос». Следует учитывать, что это ничто иное, как искажение оригинального названия, которое на русском звучит как «ба́йос» (правильное название системы ввода-вывода). Почему этот момент принципиальный? Дело в том, что «биосом» называют другой термин - операционную систему BeOS, выпущенную компанией Be, Inc. Также, этот термин имеет созвучность с множеством других похожих названий. Но для удобства читателей оставим привычное русскоязычное обозначение термина.

Функции BIOS

Инициализация, проверка работоспособности аппаратной части

Вы включили питание своего ПК (компьютера, ноутбука), и наблюдаете стартовую загрузку, которая осуществляется благодаря программам, записанным в BIOS. В этот же момент компьютер производит самопроверку аппаратной части, называемую POST (power-on self-test). В процессе этой операции POST BIOS осуществляет проверку работоспособности контроллеров материнской платы, и задает определенные параметры работы. Если в ходе процесса POST произошел сбой, то BIOS выдает информацию, сообщающую о его причине. Также BIOS издает соответствующее «пиканье», сигнализирующее об ошибке.

Загрузка ОС

Если процесс POST прошел успешно, то BIOS идентифицирует доступные носители и загруженную на них операционную систему - посредством специального MBR-загрузчика. В случае обнаружение управление процессами передается уже непосредственно этой операционной системе, которая, кстати, в ходе своей загрузки и работы может изменять большую часть тех изначальных настроек, которые были установлены BIOS'ом. 

Некоторые версии BIOS допускают загрузку ОС посредством интерфейсов, не предназначенных для этих целей изначально. Например, через интерфейсы USB и IEEE 1394. Кроме того, допускается загрузка и по сети, если используются, скажем, «тонкие клиенты».

Утилиты BIOS (без загрузки ОС)

«Древние» IBM PC/XT, в которых отсутствовала полноценная ОС (или, например, загрузка ОС не была необходима самому пользователю), оснащались встроенным интерпретатором языка BASIC. Некоторые «биосы» обладают дополнительными функциональными возможностями, как, например, воспроизведение аудио-CD или DVD-дисков, самообновление с использованием внешних носителей, использование простых браузеров.

Драйвер 

Первоначально IBM-совместимые компьютеры разрабатывались как расширяемые, вот почему использование дисков и экрана в более ранних системах осуществлялось посредством портов ввода-вывода и блоков памяти. Все это было реализовано через BIOS и его встроенные функции. Кроме того, «биос» вмещает в себя ряд важных интерфейсов, благодаря которым упрощается программирование. Это: работа с экраном в телетайпном режиме, сканирование клавиатуры.

Современные операционные системы обладают собственными драйверами, которые не используют BIOS. Впрочем, функции BIOS широко применяются в простейших операционных системах, таких, как, например, DOS. Кроме того, BIOS используется и при переходе операционной системы в «аварийный» режим.

В то время как компьютерные системы стремительно развивались и шли вперед, технология BIOS не изменялась и устаревала. Принципиальной заменой «биоса» послужила технология EFI, которая успешно внедряется в современные компьютеры.

Оборудование и его конфигурация

В BIOS материнских платах обычно имеется множество настроек:

  • Настройка времени;
  • Настройка даты;
  • Настройка периферийных устройств, не работающих в формате «plug and play». Например, устройства работающие через COM- и LPT-порты.
  • Пуск устройств в форсированном или же, напротив, в облегченном режиме;
  • Возможность сброса дозаводских настроек;
  • Возможность активации или, наоборот, полного отключения интегрированных в материнскую плату устройств (USB-, COM- и LPT-портов, встроенного видео-, сетевого или звукового адаптера);
  • Деактивация некоторых операций по тестированию. Их отключение способствует ускорению загрузки операционной системы;
  • Возможность активировать обходные ветви интерфейса для избежания типичных ошибок операционной системы (возможность эмуляции и перенаправления);
  • Возможность установки определенной очередности носителей, осуществляющих загрузку компьютера.

Неправильность настроек BIOS повышает вероятность неверной работы компьютера, вплоть до возникновения серьезных ошибок в нем. Справочная информация по правильной настройке BIOS содержится в инструкции к материнской плате.

Программа настройки BIOS

Программа, именуемая BIOS Setup, может быть активирована в ходе проверки работоспособности интерфейса и всех активных устройств. Активация программы производится нажатием специальной клавиши (зачастую это Del, F2, F10  или Esc). Также, есть ряд комбинаций клавиш, благодаря которым пользователь может запустить микропрограмму восстановления BIOS в микросхеме. Это производится, например, при аппаратном повреждении или возникновении вируса. Также пользователь всегда имеет возможность восстановить заводские настройки. Благодаря этой функции можно запустить компьютер после выставления некорректных настроек, либо же в случае неудачного аппаратного разгона.

SLIC (Software Licensing Description Table)

Когда на свет появилась Windows Vista, IT-производители начали процесс глобального внедрения в BIOS специальной SLIC-таблицы (ACPI_SLIC table или Software LICensing Description Table). 

Что это за таблица? Она хранит данные (а также полные характеристики) о лицензировании программного обеспечения. Таблица SLIC - один из трех компонентов OEM OFF-LINE активации для ОС Microsoft Windows. 

Когда производится новая установка Windows, пользователю важно иметь SLIC в своем «биосе», а вместе с тем код продукта OEM и цифровой сертификат OEM на осуществление активации. Кодом продукта OEM (OEM SLP или System Locked Pre-installation) является специальный 25-значный OEM SLP ключ-лицензия. Этот ключ доступен лишь крупным производителям комплектующих. Является вторым компонентом OEM OFF-LINE активации. Третьим компонентом выступает цифровой сертификат OEM (OEM Certificate) XML-файл, имеющий *.xrm-ms расширение. Его компания Microsoft традиционно выдает всем крупным производителям компьютеров, каждому производителю - персональный.

ОС осуществляет проверку всех трех компонентов, используя определенный алгоритм. В случае, если проверка проведена успешно, система активизируется автоматически.

Сравнение различных BIOS

 

AwardBIOS

AMIBIOS

Insyde

SeaBIOS

Лицензия

Частная

Частная

Частная

LGPL v3

32-bit PCI BIOS вызовы

?

?

?

+

AHCI

+

+

?

+

APM

+

+

+ (1.2)

+ (1.2)

BBS

+

+

+

+

Меню загрузки

+

+

+

+

Копрессия

+ (LHA)

+ (LHA)

+ (RLE)

+ (LZMA)

CMOS

+

+

+

+

EDD

+

+

+

+ (3.0)

ESCD

+

+

?

-

Язык

Сборный

Сборный

Сборный

C

LBA

+ (48)

+ (48)

+

+ (48)

Спецификации мультикомпрессии

+

+

+

+

Опция ROM

+

+

+

+

Пароль

+

+

+

-

PMM

?

+

?

+

Экран настройки

+

+

+

-

SMBIOS

+

+

+

+ (2.4)

Экран Splash

+

+ (PCX)

+

+ (BMP, JPG)

USB загрузка

+

+

+

+

USB хаб

?

?

?

+

USB клавиатура

+

+

+

+

USB мышь

+

+

+

+

#