主板BIOS即基本输入输出系统,是电脑、笔记本等核心硬件。计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。一块主板性能优越与否,很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进。
BIOS介绍
计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。一块主板性能优越与否,很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进。
BIOS(Basic Input/Output System,
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,为电脑提供最低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。
BIOS芯片是主板上一块长方型或正方型芯片,BIOS中主要存放:
自诊断程序:通过读取CMOS RAM中的内容识别
硬件配置,并对其进行自检和初始化;
CMOS设置程序:引导过程中,用特殊热键启动,进行设置后,存入CMOS RAM中;
系统
自举装载程序:在自检成功后将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存,让其运行以装入DOS系统;
由于BIOS直接和系统硬件资源打交道,因此总是针对某一类型的
硬件系统,而各种硬件系统又各有不同,所以存在各种不同种类的BIOS,随着硬件技术的发展,同一种BIOS也先后出现了不同的版本,新版本的BIOS比起老版本来说,功能更强。
BIOS的功能
市场上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS以及Phoenix BIOS,其中,Award和Phoenix已经合并,二者的技术也互有融合。从功能上看,BIOS分为三个部分:
自检及初始化程序;
程序服务请求;
自检及初始化
这部分负责启动电脑,具体有三个部分,第一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。
最后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。
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为应用程序和操作系统服务,这些服务主要与
输入输出设备有关,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设备打交道,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。
区别
由于
CMOS与BIOS都跟电脑系统设置密切相关,所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。也正因此,初学者常将二者混淆。CMOS RAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS
参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法,也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。
升级作用
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最直接的好处就是不用花钱就能获得许多新功能,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,某些
主板通过升级BIOS能支持最新的
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,从而解决那些莫名其妙的故障。
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刷新方面的有著名的
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。