BIOS

Nem tévesztendő össze a következővel: Biológia.

A BIOS az angol Basic Input Output System rövidítése, ami magyarul alapvető bemeneti-kimeneti rendszert jelent, és a számítógép szoftveres és hardveres része közötti interfész megvalósítására szolgál. Fizikailag az alaplapon lévő BIOS, az egyes bővítőkártyákon található BIOS és ezek eszközmeghajtói alkotják a számítógép BIOS-át. Ezek közül az alaplap BIOS-a a BIOS legfontosabb része, mert ez tartalmazza az alapvető konfigurációs beállításokat és hajtja végre a diagnosztikai ellenőrzéseket.

A BIOS-t egy, az alaplapon elhelyezkedő integrált áramkör tartalmazza (a régebbi típusokban ROM-ba égetve, később EEPROM, manapság Flash RAM-ban). A BIOS chipjének a kapacitását megabitekben (Mb) mérjük, egy chip általában 1-4 Mb memóriát tartalmaz. Két része van: fix rész, variábilis rész.

Annak érdekében, hogy biztosítsuk a számítógép helyes működését, a BIOS-nak ismernie kell a gép paramétereit, valamint a jelenlegi konfigurációt. Ez az információ egyrészt magába a BIOS-ba van bekódolva (pl. ACPI információk, IRQ routing), másrészt a CMOS RAM (Complementary Metal Oxide Semiconductor RAM) tárolja. Ez egy speciális memória, melynek elektromos táplálását akkumulátor vagy elem segítségével oldják meg. Ez is az alaplapon található. Ennek a rendszernek köszönhető, hogy a CMOS adatai a gép kikapcsolása után sem tűnnek el.

A BIOS feladatai

Hardverek ellenőrzése (POST – Power-On Self Test).
Hardverek vezérlőinek betöltése.
Rendszerkonfigurációjának elvégzése.
Az operációs rendszer merevlemezről, floppyról, SCSI egységről, USB-ről, hálózati kártyáról vagy egyéb tárolóról való elindítása.
BIOS interfész biztosítása az operációs rendszer számára.

A BIOS az indítási folyamat során ellenőrzi a hardvert és a különféle perifériákat (POST), és ha hibát észlel, azt valamilyen módon jelzi is a felhasználó felé. Mivel a rendszerindítás során van olyan fázis, amikor a képernyő nem aktív, ezért a hibák jelzése eleinte hangokkal történt (a PC beépített hangszórójának segítségével), rövid és hosszú hangjelzések kombinációjával.^[1] Ezek a jelzések nem egységesek, a gyártótól függenek, így ezek értelmezése az alaplap kézikönyvében közölt leírások alapján javasolt. Egyes gépeken a hibákat diagnosztikai LED-ekkel jelzik.^[2] Az újabb alaplapokon ezt a rendszert kijelzők alkalmazása váltotta fel: az alaplapra nyolcszegmenses LED-es kijelzőt szerelnek, ami kiírja a hibák kódját számok formájában.^[3]

A BIOS története

A BIOS^[4] fogalma Gary Kildall találmánya^[5] és elsőként a CP/M operációs rendszerben jelent meg 1975-ben,^[6]^[7]^[8]^[9] amely a CP/M gépspecifikus részét írja le, a boot folyamat alatt töltődik be és közvetlenül a számítógép hardverével áll kapcsolatban, ahhoz interfész-funkciókat biztosítva.^[7] A CP/M gépek általában csak egy a ROM-ba helyezett egyszerű boot loaderrel rendelkeztek.

Amikor az IBM megalkotta a PC-t, akkor a firmware szerepet a BIOS program kapta, ám a jól megalkotott firmware-ekkel ellentétben manapság csak hátrányt jelent, bár ez nem csak neki köszönhető, hanem mert az x86 processzorcsalád történetéből adódóan ragaszkodnak a visszafelé való kompatibilitáshoz, ezért évtizedek óta elavult technikákat próbál újabbakkal ötvözni, nem sok sikerrel.

Az Intel a Tiano kódnevű termékével kívánja leváltani a közel 20 esztendős BIOS-t. Azonban a BIOS utódjának az UEFI (Universal Extensible Firmware Interface) tekinthető, mely már támogatja a grafikus megjelenést és a Secure Boot opciót, mely csak aláírással ellátott kódot enged betölteni.

Alternatívák és utódai

2011-től a BIOS-t a sok összetett Extensible Firmware Interface (EFI) váltja fel sok új gépen.

Az EFI egy olyan specifikáció, amely felváltja a régi BIOS futási felületét. Eredetileg az Intel Itanium architektúrára írt, az EFI már elérhető x86 és x86-64 platformokra; a specifikáció fejlesztését a The Unified EFI Forum, az iparág különleges érdekcsoportja vezérli.

2014-től az új PC-hardver túlnyomórészt UEFI firmware-t tartalmaz.

A rootkit védelem architektúrája megakadályozhatja, hogy a rendszer futtassa a felhasználó saját szoftverváltoztatásait, ezáltal a UEFI ellentmondásos.

Más alternatíva, hogy a funkció a „Legacy BIOS” az x86 világ közé coreboot és libreboot.

Néhány kiszolgáló és munkaállomás platformfüggetlen Open Firmware-t (IEEE-1275) használ a Forth programozási nyelv alapján; a Sun SPARC számítógépeivel, az IBM RS / 6000 vonalával és más PowerPC rendszerekkel, például a CHRP alaplapokkal együtt, valamint az x86-os OLPC XO-1-hez tartozik.

2015-től az Apple eltávolította a MacBook Pro számítógépek BIOS-támogatását.

BIOS-frissítés

A korai számítógépek BIOS-ai csak olvasható memóriában (ROM) helyezkedtek el. Az újabb BIOS-ok általában újraírható memóriában tárolódnak, azaz lehetőségünk van lecserélni, frissíteni azt. Ezt a BIOS frissítést, cserét szokás flash-elésnek, angolul flashingnek is nevezni. Ezt a cserét, egy speciális program segítségével tudjuk megtenni. Ezt a programot általában az alaplap gyártója készíti el. Azt a fájlt, fájlokat, ami alapján ez a program lecseréli a BIOS-t, BIOS image-nek, azaz BIOS képfájlnak szokták nevezni. Egy BIOS frissítést azért szoktak kiadni, hogy az eredeti BIOS-on hibákat javítsanak ki, vagy csak új funkciókkal akarják a meglevőt kiegészíteni. A frissítést egy USB-háttértárról tudjuk elvégezni, de akár floppyról is elvégezhető, habár ez már egyre ritkább a mai számítógépek esetén. Ez a BIOS-frissítési módszer egyáltalán nem általános, az alaplap, notebook gyártójának honlapján található információk alapján kell elvégezni.

Jegyzetek

↑ Mátyás 2010 5.
↑ Dell™ Dimension™ 3100/E310 Service Manual (angol nyelven) (pdf) pp. 7/52. Dell, 2006. augusztus 1. (Hozzáférés: 2015) pl. egyes Dell modellekben
↑ BIOS POST Codes (angol nyelven). Sun Microsystems, 2007. (Hozzáférés: 2015)A BIOS LED kijelző egy illusztrációja Sun Fire X2100 Server alaplapon
↑ az angol Basic Input/Output System rövidítése
↑ Swaine, Michael (1997. április 1.). „Gary Kildall and Collegial Entrepreneurship”. Dr. Dobb's Journal. (Hozzáférés: 2006. november 20.)
↑ Kildall, Gary A. (June 1975), CP/M 1.1 or 1.2 BIOS and BDOS for Lawrence Livermore Laboratories
↑ ^a ^b Kildall, Gary A.: The History of CP/M, THE EVOLUTION OF AN INDUSTRY: ONE PERSON'S VIEWPOINT pp. 6–7. Dr. Dobb's Journal of Computer Calisthenics & Orthodontia, 1980. január 1. (Hozzáférés: 2013. június 3.)
↑ Killian, A. Joseph "Joe": Gary Kildall's CP/M: Some early CP/M history - 1976-1977. Thomas "Todd" Fischer, IMSAI, 2001. [2012. december 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 3.)
↑ Oral History of Joseph Killian, Interviewed by: Bob Fraley, Edited by: Dag Spicer, Recorded: January 26, 2007, Mountain View, California, CHM Reference number: X3879.2007,. Computer History Museum, 2007. január 26. [2014. július 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 3.)

Források

HUPwiki
↑ Mátyás 2010: Mátyás János: Számítástechnikai szoftverek - A BIOS értelmezése, beállítása, frissítése (magyar nyelven) (pdf) pp. 2/35. Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Intézet (NSZFI), 2010. október 27. [2014. március 26-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2015)
PcSegéd
Tankonyvtar

További információk

BIOS Central (angolul)
Unified Extensible Firmware Interface(Angol)
Unified Extensible Firmware Interface(Magyar)

Kapcsolódó szócikkek

IBM-kompatibilis PC

Informatikai portál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[1] Mátyás 2010 5.

[2] Dell™ Dimension™ 3100/E310 Service Manual (angol nyelven) (pdf) pp. 7/52. Dell, 2006. augusztus 1. (Hozzáférés: 2015) pl. egyes Dell modellekben

[3] BIOS POST Codes (angol nyelven). Sun Microsystems, 2007. (Hozzáférés: 2015)A BIOS LED kijelző egy illusztrációja Sun Fire X2100 Server alaplapon

[4] z angol Basic Input/Output System rövidítése

[Swaine_1997_Entrepreneurship-5] Swaine, Michael (1997. április 1.). „Gary Kildall and Collegial Entrepreneurship”. Dr. Dobb's Journal. (Hozzáférés: 2006. november 20.)

[Kildall_1975_BDOS-6] Kildall, Gary A. (June 1975), CP/M 1.1 or 1.2 BIOS and BDOS for Lawrence Livermore Laboratories

[Kildall_1980_CPM-7] Kildall, Gary A.: The History of CP/M, THE EVOLUTION OF AN INDUSTRY: ONE PERSON'S VIEWPOINT pp. 6–7. Dr. Dobb's Journal of Computer Calisthenics & Orthodontia, 1980. január 1. (Hozzáférés: 2013. június 3.)

[Fischer_2001_Ewing-8] Killian, A. Joseph "Joe": Gary Kildall's CP/M: Some early CP/M history - 1976-1977. Thomas "Todd" Fischer, IMSAI, 2001. [2012. december 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 3.)

[Fraley_2007_Killian-9] Oral History of Joseph Killian, Interviewed by: Bob Fraley, Edited by: Dag Spicer, Recorded: January 26, 2007, Mountain View, California, CHM Reference number: X3879.2007,. Computer History Museum, 2007. január 26. [2014. július 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 3.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]