BIOS — что это?

Если вы попали на наш сайт, то вы, скорее всего, не раз где-нибудь видели эту аббревиатуру из четырех латинских букв и задавались вопросом о том, что такое BIOS? Если это так, то мы попробуем вам вкратце рассказать об этом понятии.

Когда мы включаем компьютер, то вряд ли кто-то из нас задумывается о том, что его  работоспособность обеспечивают всего лишь программы, содержащиеся в его электронных «мозгах». И не только те прикладные программы, которыми мы обычно  пользуемся каждый день, например, редакторами, браузерами, играми, и.т.д. Ведь даже сама операционная система, в которой они работают, по сути дела представляет собой очень большую и сложную программу. Но для того, чтобы она заработала, необходим некий мостик, который связывал бы ее функции с возможностями компьютерного железа.

Назначение BIOS

Именно таким мостом служит система BIOS. Эта аббревиатура расшифровывается как Basic Input/Output System, что в переводе с английского означает «базовая система ввода-вывода». Очень часто, правда, аббревиатура BIOS пишется кириллицей как БИОС. Это тоже устоявшееся в русскоязычной компьютерной публицистике название, поэтому в статье мы будем употреблять его наравне с традиционной английской аббревиатурой.

БИОС представляет собой набор микропрограмм, обеспечивающих базовые функции доступа к аппаратным возможностям компьютера, неважно, будь то стационарный десктоп или ноутбук. BIOS является фундаментом, на который опирается все прочее программное обеспечение компьютера, включая операционные системы и прикладные программы. Хотя наиболее сложные операционные системы, такие, как Windows, ныне умеют обращаться к аппаратной части компьютера, минуя стандартные возможности BIOS, тем не менее, значение BIOS как связующего звена между аппаратным и программным обеспечением до сих велико. К тому же на этапе загрузки ни одна операционная система не может обойтись без средств, предоставляемых БИОС.

Немного истории

Большинство персональных компьютеров, которыми мы привыкли пользоваться, относится к семейству IBM РС. Эта архитектура была разработана фирмой IBM еще в начале 80-x гг. В то время основными производителями микропрограмм системы BIOS для архитектуры PC были три фирмы:

• AMI
• Phoenix Systems
• Award

И до сих пор БИОС разработки этих фирм используются  чаще всего.

Следует, однако, иметь виду, что хотя в компьютерных устройствах, относящихся к какой-либо другой архитектуре, также используется системы, подобные BIOS, называются они по-другому. Таким образом, термин BIOS корректно использовать лишь для обозначения базовой системы ввода-вывода в компьютерных системах с архитектурой IBM. Первый аналог БИОС появился еще в далеком 1975 году в операционной системе CP/M, предназначенной для работы на компьютерах с процессорами фирмы Intel.

Проверка и загрузка компьютера – самая важная функция BIOS

Не знаю, как для вас, а для меня процесс включения и загрузки компьютера – это некое сакральное действие, пусть и превратившееся благодаря своей частоте в рутинную процедуру. Процесс оживления бездушного «железа» микросхем и превращения его в послушный воле человека рабочий и развлекательный агрегат сродни некоему волшебству.

И начинает этот поистине магический процесс эта самая система BIOS. Она совсем невелика – размер постоянной памяти, занимаемой ею – всего около 1 Мб, что по нынешним компьютерным временам, оперирующими такими единицами измерения информации, как гигабайты и терабайты, совсем немного.

Пожалуй, самая важная функция БИОС, которую она начинает выполнять сразу же после включения компьютера в сеть – это проверка работоспособности всей аппаратной части компьютера. Подобная процедура проверки носит название процедуры POST. Если проверка работоспособности одного из компонентов компьютера завершается неудачей, то BIOS сообщает пользователю о том, что что-то не в порядке. Сообщение может выводиться на экран монитора, но на тот случай, если что-то не в порядке с самой видеосистемой  компьютера, BIOS, кроме этого, подает ряд звуковых сигналов, по которым можно судить о характере неисправности. Помимо проверки компьютера при загрузке БИОС занимается также поиском специальных модулей ROM, которые расширяют возможности компьютера.

Проверив устройства на работоспособность, BIOS устанавливает низкоуровневые параметры работы каждого из них. Если проверка прошла успешно, то управление компьютером передается операционной системе (разумеется, в том случае, если она установлена на каком-либо доступном носителе).

Прочие функции BIOS

Вторая, не менее важная функция BIOS – это хранение данных об аппаратных характеристиках компьютера, а также пользовательских настроек, с помощью которых владелец компьютера или системный администратор может оптимизировать работу его аппаратной части. С этой ипостасью БИОС чаще всего сталкивается обычный пользователь.

Я имею в виду наверняка хорошо известный большинству читателей интерфейс настроек BIOS, так называемый BIOS Setup, в который можно попасть во время загрузки компьютера или ноутбука, нажав определенную клавишу (как правило, это Delete) на клавиатуре. Многие пользователи полагают, что собственно говоря, BIOS и есть этот самый интерфейс, но на самом деле это лишь средство общения ВIOS с пользователями. В интерфейсе настроек БИОС можно задать многие параметры работы различных подсистем компьютера – процессора, наборов чипсетов на материнской плате, памяти, видеокарты, контроллеров, шин, жестких дисков и дисководов. Очень часто эти параметры используются для «разгона» аппаратных устройств, таких, как процессор, оперативная память и видеокарта.  На практике, однако, простому пользователю, не особо искушенному в тонкостях оптимизации компьютерного железа, наиболее интересны такие параметры, как установка системного времени и даты, а также приоритет выбора загрузочных устройств. Прочие же параметры вряд ли стоит трогать, если вы точно не понимаете их назначение, иначе ваш компьютер или ноутбук может попросту стать нефункциональным.

Ну и наконец, далеко не самой маловажной задачей БИОС является обеспечение доступа к различным устройствам со стороны прикладных программ. Собственно говоря, эта ипостась BIOS и являлась той функцией, для которой она изначально разрабатывалась. Об этом даже говорит само ее название – «базовая система ввода-вывода».  BIOS содержит в своем составе драйверы для стандартных устройств ввода-вывода, а также специальный программный интерфейс (систему прерываний) благодаря которому обеспечивается управление устройствами и обращение на базовом уровне к процессору, портам ввода-вывода, контроллерам, видеосистеме и дисководам. Кстати говоря, многие устройства компьютера тоже содержат свою BIOS, но в данной статье имеется в виду лишь та BIOS, которая расположена на материнской плате, поскольку ее функции важнее всего для рядового пользователя.

В самых новых версиях БИОС также содержится специальная таблица данных SLIC, в которой содержится информация о лицензионном программном обеспечении.

Аппаратные особенности BIOS

Как и всякая программа, BIOS должна быть где-то записана и где-то храниться. Этим местом является особая микросхема на материнской плате. Для питания микросхем  BIOS служит специальная батарейка. Раньше БИОС была намертво зашита в ПЗУ (постоянной памяти компьютера), и ее невозможно было поменять в случае необходимости. Разумеется, такая ситуация не устраивала многих – как производителей компьютерной техники, так и конечных пользователей. Поэтому теперь в большинстве современных материнских плат в случае выхода новых версий BIOS достаточно лишь обновить версию BIOS, находящуюся в специальной перезаписываемой СMOS – памяти. Этот тип памяти отличается малым потреблением энергии, благодаря чему информация, содержащаяся в BIOS, может храниться чрезвычайно долго. А причин для обновления версий БИОС может быть очень много – от обнаружения ошибок до необходимости внесения каких-либо новых функций или добавления поддержки нового оборудования.

В некоторых версиях BIOS также можно встретить ряд встроенных утилит, которые по своим возможностям могут конкурировать с аналогичными прикладными программами – например, проверка и форматирование диска. Существуют даже встроенные в БИОС антивирусы и браузеры.

Будущее BIOS

BIOS, как и всякая компьютерная технология, непрерывно развивается. В нее вносятся новые, ранее неиспользовавшиеся функции, а многие старые исчезают. Предлагаются (и не просто предлагаются, а уже широко используются) даже новые технологии, которые должны придти на смену традиционной BIOS, например, технология EFI (Extensible Firmware Interface). Тем не менее, эта технология пока не применяется повсеместно и традиционная BIOS до сих пор не сдает своих позиций.

Заключение

В качестве заключения, перечислим еще раз основные функции, которые выполняет BIOS в компьютере или ноутбуке:

• Проверка работоспособности материнской платы и периферийных устройств компьютера;
• Подготовка компьютера к загрузке операционной системы;
• Предоставление программам базовых средств доступа к аппаратным устройствам;
• Хранение данных о настройках оборудования и возможность изменения этих параметров.

Итак, если вы раньше пугались самой аббревиатуры BIOS, то, скорее всего, это уже в прошлом. Для конечного пользователя важно понимать, что БИОС является специальной программной оболочкой низкого уровня, на которой основывается работа программ более высокого уровня, и ее правильная настройка, а также своевременное обновление может улучшить параметры работы компьютера или ноутбука.