BIOS是什么?

一、BIOS的概述

BIOS，全稱為Basic Input/Output System，即基本輸入輸出系統。它是一種固化在計算機主板上的軟件，存儲在CMOS芯片中。BIOS較早出現在IBM PC及其兼容機上，隨后被廣泛應用于其他個人計算機和服務器等設備。

BIOS的主要功能是提供與計算機硬件交互的底層接口。它包含了一系列的程序指令，負責初始化硬件設備、檢測系統配置、啟動操作系統并提供一些基本的輸入輸出服務。可以說，BIOS是計算機系統的基石，為計算機的正常運行提供了必要的支持。

二、BIOS的啟動過程

當我們啟動計算機時，BIOS扮演著關鍵的角色。它是計算機的名列前茅個程序，也是引導操作系統啟動的媒介。

1、加電自檢(POST)階段

當計算機通電后，BIOS首先進行加電自檢(POST)階段。在這個階段，BIOS會逐一檢測連接的硬件設備，如CPU、內存、硬盤、顯卡等，確保它們正常工作。如果發現硬件問題，BIOS會發出蜂鳴聲等警告信息，通知用戶存在故障。

2、啟動順序選擇

加電自檢完成后，BIOS會根據預先設置的啟動順序，尋找可用的啟動設備。通常情況下，它會首先嘗試從硬盤啟動，如果在硬盤上沒有找到有效的引導記錄，BIOS會依次嘗試其他設備，如光盤、USB設備等。

3、引導加載程序階段

一旦找到可啟動設備，BIOS會讀取該設備的引導扇區，里面存儲著引導加載程序。引導加載程序是一個較小的程序，其主要功能是加載操作系統的核心部分，將控制權交給操作系統。在Windows系統中，這個引導加載程序就是NTLDR或者Bootmgr。

4、操作系統啟動

引導加載程序接下來會加載操作系統的核心文件，將系統控制權轉交給操作系統。操作系統隨后開始初始化各種系統服務和驅動程序，完成整個啟動過程，最終進入登錄界面或桌面環境。

三、BIOS的功能

除了參與計算機啟動過程，BIOS還具備其他重要的功能：

1、硬件初始化

BIOS負責初始化計算機中的各種硬件設備，包括CPU、內存、硬盤、顯卡、網卡等。通過這些初始化過程，BIOS能夠使硬件設備處于工作狀態，為操作系統的正常運行做好準備。

2、系統設置

BIOS還提供了一個用戶界面，通常通過按下特定的熱鍵（如Del或F2鍵）來進入。在這個界面中，用戶可以對計算機的一些基本設置進行配置，如日期時間、啟動順序、硬件設備狀態等。這些設置保存在CMOS芯片中，即使計算機斷電，也能保持設置不變。

3、ACPI管理

BIOS支持高級配置與電源接口（ACPI），這是一種用于能源管理和配置設備的開放標準。通過ACPI，操作系統可以控制硬件設備的電源狀態，實現低功耗和系統休眠功能，提高能源利用率。

4、固件更新

隨著技術的發展和硬件的更新換代，廠商會發布新的BIOS固件版本，修復bug、增強性能或兼容新硬件。用戶可以通過官方渠道下載并更新BIOS固件，以保持系統的穩定和兼容性。

綜上所述，BIOS是一種非常重要且基礎的系統軟件，它負責硬件初始化、啟動操作系統以及提供基本的輸入輸出服務。雖然，現代計算機已經發展了許多新的技術，但BIOS在計算機的啟動和硬件管理方面仍然發揮著關鍵作用。

延伸閱讀：BIOS的歷史演變

BIOS的歷史可以追溯到早期的計算機系統。在20世紀70年代和80年代，計算機系統并不像現在那樣復雜，BIOS主要用于簡單的啟動過程和硬件管理。隨著計算機技術的不斷發展，BIOS也經歷了多次改進和演進。最初，BIOS是基于8086微處理器的，后來逐漸升級為80286、80386、80486和Pentium等體系結構。

隨著操作系統的多樣化和硬件設備的復雜化，傳統的BIOS逐漸顯露出限制，因此UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）逐漸取代了傳統BIOS，成為新一代計算機系統的標準固件接口。