BIOS工作原理

BIOS簡介	BIOS工作原理	BIOS的功能	引導(dǎo)計(jì)算機(jī)
配置BIOS	更新BIOS

BIOS簡介

閃存最常見的用途之一是用于計(jì)算機(jī)的基本輸入/輸出系統(tǒng)，即BIOS。幾乎所有可用的計(jì)算機(jī)中，BIOS都起著確保其他所有芯片、硬盤驅(qū)動(dòng)器、端口和CPU共同運(yùn)作的作用。

如今，人們常用的每臺(tái)臺(tái)式和便攜式電腦中都包含一個(gè)發(fā)揮著中央處理單元功能的微處理器。微處理器是計(jì)算機(jī)的硬件。為完成任務(wù)，微處理器會(huì)執(zhí)行一系列的指令（稱為軟件）（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見微處理器工作原理）。您對(duì)以下這兩種不同類型的軟件可能非常熟悉：

操作系統(tǒng)——操作系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序提供一系列服務(wù)，并且還為計(jì)算機(jī)提供基本的用戶界面。Windows98和Linux都屬于操作系統(tǒng)之列。（若要獲得更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見操作系統(tǒng)工作原理。）?????

BIOS工作原理

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應(yīng)用程序——應(yīng)用程序是經(jīng)過編程，用以執(zhí)行特定任務(wù)的軟件。當(dāng)前在您使用的計(jì)算機(jī)上也許就運(yùn)行著一個(gè)瀏覽器應(yīng)用程序、一個(gè)文字處理應(yīng)用程序、一個(gè)電子郵件應(yīng)用程序，等等。您也可以購買新的應(yīng)用程序，然后將其安裝在計(jì)算機(jī)上。
而BIOS就是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所需的第三種軟件。在本文中，您將全面了解BIOS ——它的功能、如何對(duì)其進(jìn)行配置，以及更新BIOS所需執(zhí)行哪些操作。

BIOS的功能

BIOS軟件可執(zhí)行許多不同的功能，但其中最重要的功能是加載操作系統(tǒng)。當(dāng)您打開計(jì)算機(jī)時(shí)，微處理器將試圖執(zhí)行第一個(gè)指令，這時(shí)它必須從某處取得這一指令。然而，微處理器不能從操作系統(tǒng)取得這個(gè)指令，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)裝在硬盤上，而在沒有具體指令的情況下，微處理器無法訪問硬盤，這時(shí)BIOS將提供指令。BIOS還執(zhí)行其他常見任務(wù)，其中還包括：

• 對(duì)系統(tǒng)中的所有硬件組件執(zhí)行開機(jī)自檢（POST），確保所有硬件正常工作。
• 激活計(jì)算機(jī)上安裝的不同插卡上的BIOS芯片——例如，SCSI和視頻卡通常都自帶BIOS芯片。
• 提供操作系統(tǒng)連接不同硬件設(shè)備所使用的一系列低端例行程序——BIOS正是由這些例行程序而得名。這些例行程序管理的硬件設(shè)備包括鍵盤、屏幕、串口和并口等（特別是當(dāng)計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行引導(dǎo)程序時(shí)）。
• 管理硬盤、時(shí)鐘等硬件的設(shè)置集合。

BIOS是將計(jì)算機(jī)主要硬件組件連接到操作系統(tǒng)的專用軟件。BIOS通常存儲(chǔ)在主板的閃存芯片上，但閃存芯片有時(shí)是另一種類型的ROM。

使用閃存（一種ROM）存儲(chǔ)的BIOS。

當(dāng)您打開計(jì)算機(jī)時(shí)，BIOS會(huì)執(zhí)行許多操作。這些操作的通常順序?yàn)椋?

1. 檢查自定義設(shè)置的CMOS設(shè)定
2. 加載中斷服務(wù)程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
3. 初始化注冊(cè)表和電源管理
4. 執(zhí)行開機(jī)自檢（POST）
5. 顯示系統(tǒng)設(shè)置
6. 確定可引導(dǎo)設(shè)備
7. 啟動(dòng)引導(dǎo)程序序列

BIOS執(zhí)行的第一項(xiàng)操作是檢查存儲(chǔ)在RAM的一塊極小區(qū)域（64字節(jié)）上的信息，RAM位于一塊互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）芯片上。CMOS設(shè)定可提供針對(duì)特定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的詳細(xì)信息，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變更時(shí)，CMOS也會(huì)隨之更改，BIOS將按需使用此信息更改或增加其默認(rèn)程序。稍后我們將詳細(xì)介紹這些設(shè)定。

中斷服務(wù)程序是一些小型的軟件，可在硬件組件和操作系統(tǒng)之間發(fā)揮轉(zhuǎn)換器的作用。例如，當(dāng)您在鍵盤上按下一個(gè)鍵時(shí)，一個(gè)信號(hào)將發(fā)送至鍵盤中斷服務(wù)程序，中斷程序會(huì)告知CPU您所按下的鍵的名稱并將信息傳送至操作系統(tǒng)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是另外一些軟件，可識(shí)別基本的硬件組件（如鍵盤、鼠標(biāo)、硬盤驅(qū)動(dòng)器和軟驅(qū)）等等。由于BIOS經(jīng)常截獲傳送給硬件或從硬件發(fā)出的信號(hào)，所以通常人們會(huì)將BIOS復(fù)制或映射至RAM，以提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。

引導(dǎo)計(jì)算機(jī)

每次打開計(jì)算機(jī)時(shí)，您首先會(huì)注意到BIOS軟件在運(yùn)行。在許多計(jì)算機(jī)上，BIOS會(huì)顯示文字，說明計(jì)算機(jī)的內(nèi)存量、硬盤的類型等等。事實(shí)表明，在引導(dǎo)序列期間，BIOS將執(zhí)行大量工作，以使計(jì)算機(jī)做好運(yùn)行準(zhǔn)備。本節(jié)將簡要介紹為了讓典型的PC做好運(yùn)行準(zhǔn)備，BIOS在引導(dǎo)期間所做的一些工作。

在完成CMOS設(shè)定的檢查并加載中斷服務(wù)程序之后，BIOS會(huì)確定視頻卡是否工作正常。多數(shù)視頻卡自身具有一個(gè)微型的BIOS，它可初始化卡上的內(nèi)存和圖形處理器。如果視頻卡不自帶BIOS，則BIOS可從主板上的另一個(gè)ROM加載視頻卡驅(qū)動(dòng)程序信息。

接下來，BIOS將檢查本次啟動(dòng)是冷啟動(dòng)還是重新啟動(dòng)。這是通過檢查存儲(chǔ)地址0000:0472中的值實(shí)現(xiàn)的。如果值是1234h，則表示本次啟動(dòng)是重新啟動(dòng)，此時(shí)BIOS會(huì)跳過POST的其余步驟。反之，如果該地址單元上的值不是1234h，則本次啟動(dòng)是冷啟動(dòng)。

在冷啟動(dòng)的情況下，BIOS會(huì)對(duì)每一個(gè)存儲(chǔ)地址執(zhí)行讀/寫檢測以校驗(yàn)RAM。檢查內(nèi)容包括：PS/2端口或鍵盤和鼠標(biāo)的USB端口。BIOS將尋找周邊元件擴(kuò)展接口（PCI）總線，并在找到PCI總線后檢查所有的PCI插卡。如果在POST期間發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，BIOS會(huì)連續(xù)發(fā)出蜂鳴聲或在屏幕上顯示文字信息，以引起您的注意。在這種情況下遇到的錯(cuò)誤幾乎都屬于硬件問題。

接著BIOS會(huì)在屏幕上顯示有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的詳細(xì)信息。這些信息通常與以下方面有關(guān)：

• 處理器
• 軟驅(qū)和硬盤驅(qū)動(dòng)器
• 內(nèi)存
• BIOS修訂版和日期
• 顯示器

所有專用的驅(qū)動(dòng)程序（如小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SCSI）適配器的驅(qū)動(dòng)程序）都將從適配器中加載，并且BIOS會(huì)顯示相關(guān)信息。接著，BIOS將查看在CMOS設(shè)定中標(biāo)識(shí)為引導(dǎo)設(shè)備的存儲(chǔ)設(shè)備序列。“引導(dǎo)”是“引導(dǎo)程序”的縮寫，指啟動(dòng)操作系統(tǒng)的過程。BIOS將從第一個(gè)設(shè)備開始啟動(dòng)引導(dǎo)序列。如果BIOS找不到該設(shè)備，它將嘗試引導(dǎo)列表中的下一個(gè)設(shè)備；如果BIOS找不到與設(shè)備對(duì)應(yīng)的文件，啟動(dòng)過程將暫停；如果在未取出軟盤的情況下重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，您也許會(huì)看到這條信息。

如果重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)軟驅(qū)中插有軟盤，您就會(huì)看到這條信息。

BIOS試圖通過留在軟驅(qū)中的軟盤來引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。由于未找到正確的系統(tǒng)文件，BIOS無法繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)。當(dāng)然，這個(gè)問題很好解決。您只需彈出軟盤，按任意鍵繼續(xù)即可。

配置BIOS

在上一節(jié)中，您已了解到BIOS會(huì)檢查CMOS設(shè)定的自定義設(shè)置。接下來我們將介紹如何修改這些設(shè)置。

進(jìn)入CMOS設(shè)定，您必須在初次啟動(dòng)序列期間按下某個(gè)特定鍵或組合鍵。大多數(shù)系統(tǒng)使用“Esc”鍵、“Del”鍵、“F1”鍵、“F2”鍵、“Ctrl-Esc”組合鍵或“Ctrl-Alt-Esc”組合鍵進(jìn)入設(shè)定。計(jì)算機(jī)的屏幕下方通常會(huì)有一行文字，提示您“按下 ___ 鍵進(jìn)入設(shè)定。”

當(dāng)進(jìn)入CMOS設(shè)定后，您會(huì)看到一組文字屏幕，每個(gè)屏幕上都有許多選項(xiàng)。有些選項(xiàng)是標(biāo)準(zhǔn)的，而有些選項(xiàng)則因BIOS生產(chǎn)廠商的不同而有所變化。常用的選項(xiàng)包括：

• 系統(tǒng)時(shí)間/日期——設(shè)置系統(tǒng)的時(shí)間與日期
• 引導(dǎo)序列——BIOS加載操作系統(tǒng)的先后順序
• 即插即用——自檢測連接設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)；如果您的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)均支持該功能，則應(yīng)設(shè)為“Yes”。
• 鼠標(biāo)/鍵盤——“啟用數(shù)字鎖定鍵”、“啟用鍵盤”、“自動(dòng)檢測鼠標(biāo)”
• 驅(qū)動(dòng)器配置——配置硬盤驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM和軟驅(qū)
• 存儲(chǔ)器——引導(dǎo)BIOS映射至特定存儲(chǔ)地址
• 安全性——設(shè)置訪問計(jì)算機(jī)所需的密碼
• 電源管理——選擇是否使用電源管理，同時(shí)設(shè)定進(jìn)入待機(jī)模式和掛起模式所需的時(shí)間
• 退出——保存更改、放棄更改或還原默認(rèn)設(shè)置

CMOS設(shè)定

更改設(shè)定時(shí)請(qǐng)務(wù)必十分小心。如果設(shè)置不正確，則您的計(jì)算機(jī)有可能無法引導(dǎo)。完成對(duì)設(shè)定的更改后，應(yīng)選擇“保存更改”，然后退出。此時(shí)BIOS將重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)以使新的設(shè)置生效。

BIOS使用CMOS技術(shù)來保存您對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)置所做的任何更改。借助此項(xiàng)技術(shù)，一枚小小的鋰電或鎳鉻電池就可供應(yīng)充足電量以保存數(shù)據(jù)達(dá)數(shù)年之久。實(shí)際上，一些較新式的CMOS芯片中已嵌入了壽命可長達(dá)10年的微小鋰電池！

更新BIOS

有時(shí)，計(jì)算機(jī)的BIOS需要進(jìn)行升級(jí)。較舊的計(jì)算機(jī)尤其需要進(jìn)行BIOS升級(jí)。因?yàn)殡S著新的設(shè)備、新的標(biāo)準(zhǔn)的不斷出現(xiàn)，BIOS需要進(jìn)行更改以識(shí)別新硬件。由于BIOS以某種形式的ROM進(jìn)行存儲(chǔ)，所以與升級(jí)大多數(shù)其他類型的軟件相比，更改BIOS要困難一些。

若要更改BIOS，您需要擁有計(jì)算機(jī)自帶的或由BIOS生產(chǎn)廠商提供的一種專用程序。您可以查看系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)屏幕上顯示的BIOS修訂版本和日期信息，或咨詢計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)廠商以確定自己的計(jì)算機(jī)上安裝的是何種類型的BIOS。然后您就可訪問BIOS生產(chǎn)廠商的網(wǎng)站，查看網(wǎng)站上是否有可用的升級(jí)程序，下載升級(jí)程序和安裝升級(jí)程序所需的實(shí)用程序。有時(shí)生產(chǎn)廠商會(huì)將實(shí)用程序和升級(jí)程序組合成一個(gè)文件以供下載。將實(shí)用程序和BIOS更新復(fù)制到一張軟盤中。使用軟驅(qū)中的軟盤重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，這時(shí)軟盤中的程序?qū)⒉脸f版BIOS，寫入新版BIOS。您可在BIOS Upgrades上找到BIOS Wizard程序，該程序可幫助您查看您的計(jì)算機(jī)上所安裝的BIOS。

主要的BIOS生產(chǎn)廠商包括：

• American Megatrends Inc. (AMI)
• Phoenix Technologies
• ALi
• Winbond

與更改CMOS設(shè)定相似，升級(jí)BIOS時(shí)也需分外小心。務(wù)必確保升級(jí)后的BIOS版本符合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求。否則，您可能損壞BIOS，這意味著您的計(jì)算機(jī)將無法完成引導(dǎo)。如有疑問，可向計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠商咨詢，以明確是否主要升級(jí)BIOS。