BIOS技术简介

BIOS简介

BIOS，基本输入输出系统，是一组固化到计算机内主板上一ROM芯片上的程序，用以保存计算机最基本的输入输出程序，并在开机后执行自检程序、初始化硬件以及加载系统引导程序等。
BIOS程序由主板上一块专门的ROM芯片来保存，又叫BIOS芯片。在微机发展早期，BIOS存放在ROM中，后来存储介质经历了EPROM、EEPROM等阶段，现在大部分电脑都使用NORFlash来作为BIOS的存储芯片，至于这些芯片的优缺点，可以查阅相关资料进行了解，这里不做阐述。主板上还有另外一块芯片，CMOS芯片，其用以配合BIOS使用。CMOS芯片主要用于保存当前系统的硬件配置以及相关的BIOS设置参数，并且有专门的后备电池进行供电，从而保持CMOS信息不会丢失

BIOS的分类

市面上比较常见的BIOS类型主要由American Mega trend，Inc（AMI）、Phoenix Technologies、Award这三家公司研发。其中，AMI BIOS以研发根基深厚、开机速度快捷著称，Award Bios则广泛适用于台式机上面，当然Award公司早已被Phoenix公司收购，而Phoenix Bios在笔记本上较为常见。
除了这三家公司外，还有一些类型的BIOS，比如美国SystemSoft公司，其生产的笔记本型BIOS也十分有名，还有台湾的Insyde公司等等。

BIOS的主要内容及相应功能

1、POST，即加电自检。自检程序用以检测微机中的各个硬件，一旦检测到错误就会中断启动过程。
2、初始化程序。针对动态内存、主板芯片组、显卡以及相关外围的寄存器做初始化设置，并检测是否能够正常工作。
3、系统设置程序。进入BIOS设置界面，我们可以对BIOS的一些默认设置做出调整，这部分功能就是由系统设置程序提供的，参数将会被保存在CMOS芯片中。
4、引导程序加载。BIOS，正如其名，只有基本的输入输出功能，所以必须要有一个手段，能够将微机控制权移交给具有完善功能的操作系统，这也是BIOS执行的最后一个过程，加载引导程序。
5、基本服务功能程序。BIOS提供了一组中断例程，提供给操作系统或者应用程序调用，包括int 10h, int 13h, int 15h等中断调用。

BIOS流程概述

1、准备加载BIOS程序。当计算机系统上电开机后，CPU会自动把代码段寄存器CS设置为0xF000，其段基地址则被设置为0xFFFFF000,段长度设置为64KB。而IP设置为0xFFF0,故此时CPU代码指向0xFFFFFFF，此即BIOS存放的位置。并且BIOS在此存放一条跳转指令用以跳转到BIOS代码中某一条指令中开始执行。自此BIOS获得微机控制权。
2、加载CMOS配置信息。BIOS程序读取CMOS芯片信息，获取微机的硬件配置，其中很重要的一点就是开机装置的搜寻顺序。
3、加电自检。BIOS对内部各个设备进行检查。完整的自检过程包括对CPU、内存、ROM、主板、显卡、软硬件子系统及键盘进行测试。如果在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。
4、初始化。初始化过程建立操作系统需要使用的各种配置表，例如中断向量表、硬盘参数表等，同时对一些外部设备进行初始化。
5、加载引导程序。在完成一系列检测和初始化操作之后，BIOS就会把与PC机兼容的64kb BIOS代码和数据复制到内存低端1M末端的64K出，然后跳转到这个地方并且让CPU进入真正的实地址模式工作，最后BIOS就会从硬盘或其他设备把操作系统引导程序加载到内存0x7c00处，并跳转到这个地方继续执行引导程序，自此BIOS基本完成了其使命，除了提供的一些基本服务例程会被操作系统调用之外，BIOS不再参与微机的控制过程。

小结

BIOS程序在微机启动过程承担着极其重要的作用，可以说在微机的早期，没有BIOS，系统就无法过渡到操作系统阶段。虽然，在不久的将来BIOS将会被UEFI替代，但是其在微机的发展历程始终都有其浓墨重彩的一笔

相关参考

• 《BIOS技术剖析》