BIOS

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BIOS（Basic Input/Output System的缩写、中文：基本输入输出系统），在IBM PC兼容机上，是一种业界标准的固件接口。BIOS这个字眼是在1975第一次由CP/M操作系统中出现。BIOS是个人电脑启动时加载的第一个软件。

BIOS用于计算机开机时执行系统各部分的的自检，并启动引导程序或装载在内存的操作系统。此外，BIOS还向操作系统提供一些系统参数。系统硬件的变化是由BIOS隐藏，程序使用BIOS服务而不是直接访问硬件。现代操作系统会忽略BIOS提供的抽象层并直接访问硬件组件。

历史

BIOS技术源于IBM PC/AT机器的流行以及第一台由康柏公司研制生产的“克隆”PC。在PC启动的过程中，BIOS担负着初始化硬件，检测硬件功能，以及引导操作系统的责任。在早期，BIOS还提供一套运行时的服务程序给操作系统及应用程序使用。BIOS程序存放于一个断电后内容不会丢失的只读存储器中；系统过电或被重置（reset）时，处理器第一条指令的地址会被定位到BIOS的存储器中，让初始化程序开始运行。英特尔公司从2000年开始，发明了可扩展固件接口（Extensible Firmware Interface），用以规范BIOS的开发。而支持EFI规范的BIOS也被称为EFI
BIOS。之后为了推广EFI，业界多家著名公司共同成立了统一可扩展固件接口论坛（UEFI Forum），英特尔公司将EFI 1.1规范贡献给业界，用以制订新的国际标准UEFI规范。目前UEFI规范的最新版本是2.1b，而根据来自英特尔公司的预测，到2010年，全世界将有60%以上的个人电脑使用支持UEFI规范的BIOS产品。

启动电脑原理

当电脑的电源打开，BIOS就会由主板上的闪存（flash memory）运行，并将芯片组和存储器子系统初始化。BIOS会把自己从闪存中，解压缩到系统的主存；并且从那边开始运行。PC的BIOS代码也包含诊断功能，以保证某些重要硬件组件，像是键盘、磁盘设备、输出输入端口等等，可以正常运作且正确地初始化。几乎所有的BIOS都可以选择性地运行CMOS存储器的设置程序；也就是保存BIOS会访问的使用者自定义设置数据（时间、日期、硬盘细节，等等）。IBM技术参考手册中曾经包含早期PC和AT BIOS的80x86源代码。

现代的BIOS可以让使用者选择由哪个设备启动电脑，如光盘驱动器、硬盘、软盘、USB 闪存盘等等。这项功能对于安装操作系统、以LiveCD启动电脑、以及改变电脑找寻开机媒体的顺序特别有用。

有些BIOS系统允许使用者可以选择要加载哪个操作系统（例如从第二颗硬盘加载其他操作系统），虽然这项功能通常是由第二阶段的开机管理程序（boot loader）来处理。

BIOS固件

由于BIOS与硬件系统集成在一起（将BIOS程序指令刻录在IC中），所以有时候也被称为固件。在大约1990年BIOS是保存在ROM（只读存储器）中而无法被修改。因为BIOS的大小和复杂程度随时间不断增加，而且硬件的更新速度加快，令BIOS也必须不断更新以支持新硬件，于是BIOS就改为存储在EEPROM或者闪存中，让使用者可以轻易更新BIOS。然而，不适当的运行或是终止BIOS更新可能导致电脑或是设备无法使用。为了避免BIOS损坏，有些新的主板有备份的BIOS（“双BIOS”主板）。有些BIOS有“启动区块”，属于只读存储器的一部份，一开始就会被运行且无法被更新。这个程序会在运行BIOS前，验证BIOS其他部分是否正确无误（经由检查码，凑杂码等等）。如果启动区块侦测到主要的BIOS已损坏，通常会自动由软盘驱动器启动电脑，让使用者可以修复或更新BIOS。一部份主板会在确定BIOS已损坏后自动搜索软盘驱动器看看有没有完整的BIOS文件。此时使用者可以放入存储BIOS文件的软盘（例如由网上下载的更新版BIOS文件，或是自行备份的BIOS文件）。启动区块会在找到软盘中存储的BIOS文件后自动尝试更新BIOS，希望以此修复已损坏的部份。硬件制造厂商经常发出BIOS升级来更新他们的产品和修正已知的问题。

与CMOS的联系和区别

BIOS与CMOS的关系

CMOS是计算机上另一个重要的存储器。之所以提到它，是因为BIOS程序的设置结果就保存在CMOS中。而且，在BIOS程序引导计算机启动后，计算机需要载入CMOS中的用户信息和常规设置后才能正常使用。

BIOS与CMOS的区别

二者的区别是，BIOS是存储在只读存储器（EEPROM），而CMOS为随机存储器（RAM）；BIOS中存储的是程序，而CMOS中存储的是普通信息。

EEPROM即是我们常用的闪存盘和各类存储卡，因此我们可以更新BIOS，其内容亦能在断电后保存。

CMOS RAM的内容在断电会消失。所以，把主板的电池拆出，便可重置其内容。另外，拆出电池也会重置时间。

适配器上的BIOS芯片

一台电脑系统可以包含多个BIOS固件芯片。开机BIOS主要是包含访问基本硬件组件（例如键盘或软盘驱动器）的代码。额外的适配器，例如SCSI／SATA硬盘适配器、网络适配器、显卡等，也会包含他们自己的BIOS，补充或取代系统BIOS代码中有关这些硬件的部份。 为了在开机时找到这些存储器映射的扩充只读存储器，PC BIOS会扫描物理内存，从0xC0000到0xF0000的2KB边界中查找0x55 0xaa记号，接在其后的是一个比特，表示有多少个扩充只读存储器的512位区块占据真实存储器空间。接着BIOS马上跳跃到指向由扩充只读存储器所接管的地址，以及利用BIOS服务来提供使用者设置接口，注册中断矢量服务供开机后的应用程序使用，或者显示诊断的信息。

确切地说扩展卡上的ROM不能称之为BIOS。它只是一个程序片段，用来初始化自身所在的扩展卡。

BIOS开机规格

如果扩充的只读存储器想要更改系统开机启动的方式（像是从网络或是SCSI界面卡这些BIOS没有驱动的程序的设备）他可以使用BIOS开机规格（BBS）程序设计界面注册他的能力来达到这点。如果一旦这些扩充的只读存储器使用了BBS APIs注册了之后，使用者可以从BIOS的使用者界面选择这些可用的开机选项。这就是为什么大部分的BBS兼容之PC BIOS皆不会允许使用者进入BIOS使用者界面，直到这些扩充的只读存储器已经完成运行且已经使用BBS API将他们自己注册之后才行。

供应商

目前全球只有四家独立BIOS供应商，曾经的Award Software与General Software均被Phoenix Technologies收购，Microid Research被Unicore Software收购，SystemSoft被Insyde Software收购。

• Phoenix Technologies，美国凤凰科技。
• American Megatrends，美国安迈科技，目前为全球最大的BIOS供应商。之前曾被凤凰科技超过。
• Insyde Software，台湾系微公司。
• Byosoft，新兴厂商，中国大陆的百敖软件公司。

取代

2006年，微软曾在WinHEC会议上表示UEFI将会取代已经使用了20多年的BIOS。这两个技术都在电脑启动的时候发出第一个命令指示，并使得操作系统能够被顺利加载。