BIOS问答

    　
Q：什么是BIOS
A：BIOS（Basic Input／Output System）即基本输入输出系统，通常是固化在只读存储器（ROM）中，所以又称为ROM－BIOS。它直接对计算机系统中的输入、输出设备进行设备级、硬件级的控制，是连接软件程序和硬件设备之间的枢纽。ROM－BIOS是计算机系统中用来提供最低级、最直接的硬件控制的程序。就PC而言，BIOS 包含了控制键盘、显示屏幕，磁盘驱动器，串行通讯设备和很多其它功能的代码。计算机技术发展到今天，出现了各种各样新技术，许多技术的软件部分是借助于BIOS来管理实现的。如PnP技术（Plug and Play-即插即用技术），就是在BIOS中加上PnP模块实现的。又如热插拔技术，也是由系统BIOS将热插拔信息传送给BIOS中的配置管理程序，并由该程序进行重新配置（如：中断、DMA通道等分配）。事实上热插拔技术也属于PnP技术。
Q：BIOS包含哪些部分
A：当我们打开PC机的电源后，中央处理器（CPU）便会自动执行一连串的命令，这些命令按其功能可分为以下几种：
POST上电自检：是微机接通电源后，系统进行的一个自我检查的例行程序。这个过程通常称为POST-上电自检（Power On Self Test）。对系统的几乎所有的硬件进行检测。
系统启动自举程序：在完成POST自检后，ROM BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CDROM、网络服务器等有效的启动驱动器 ，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，由引导记录完成系统的启动。
BIOS中断调用：即BIOS中断服务程序，它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口，用于程序软件功能与微机硬件实现的衍接。
此外，BIOS内还包含系统设置程序和服务程序等。
Q：BIOS在系统启动中的作用
A：当通电开机后，计算机即从BIOS芯片中读取出指令代码进行系统硬件的自检（含BIOS程序完整性检验、RAM可读写性检验、进行CPU、DMA控制器等部件测试）。对PnP设备进行检测和确认，然后依次从各个PnP部件上读出相应部件正常工作所需的系统资源数据等配置信息。BIOS中的PnP模块试图建立不冲突的资源分配表，使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之后，系统要将所有的配置数据即ESCD--Extended System Config Data写入BIOS中，这就是为什么我们在开机时看到主机启动进入Windows前出现一系列检测：配置内存、硬盘、光驱、声卡等，而后出现的“UPDATE.ESCD.
SUCCESSED”等提示信息。所有这些检测完成后，BIOS将系统控制权移交给系统的引导模块，由它完成操作系统的装入。
Q：BIOS在哪里
A：BIOS尽管也是一组程序，但是它同我们常见的在磁盘上的程序有很大的区别。对个人计算机而言，在软盘、光盘或硬盘上的程序必须先读到存储器中才能运行，但BIOS的运行顺序却在这些程序之前，换句话说，必须先跑完BIOS才能使软盘、光盘或硬盘上的程序正常工作，因此，不能把BIOS放在这些存储介质中，而应该直接放在存储器中，但是这种存储器也不能是常说的RAM（Read And Write Memory，随机存取存储器），因为RAM中的内容在断电后会全部消失，下次再开机时就找不到BIOS了，因此，BIOS必须存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。BIOS既是软件，但它与普通的软件完全不同，它是固化在集成电路内部的程序代码，又属于硬件的一部分，所以，有时候人们就称它为Firmware -“固件”。另外，存放BIOS的ROM占用的地址也是固定的，也就是说该地址不能被其它的程序占用，以免每次开机都要寻找BIOS程序的起始点。正由于BIOS和ROM这种密不可分的关系，人们将它们合称为“BIOS ROM”或“ROM BIOS”。所以，我们通常所说的BIOS芯片实际上指的是储存BIOS的ROM芯片，ROM仅仅只是Firmware的载体。
Q：是不是只有主板才有BIOS
A：除了主板以外，其它设备上如网卡、显卡、MODEM、数字相机、硬盘等也有所谓的BIOS，部分SCSI卡和一些特殊功能的界面卡也有自己的BIOS。象显卡上的BIOS，来完成显卡和主板之间的通讯；硬盘的启动和使用也需要HDD BIOS来完成。在开机过程中，主板BIOS会调用并执行这些外加的BIOS的程序，完成对这些硬件的初始化工作。因此从理论上来讲，每种硬件都可以有自己的BIOS。但是BIOS满天飞的结果，不但会增加成本，更会导致兼容性的问题，因此，一般是把已标准化的装置整合在主板BIOS内，对于那些厂商独有的规格，才以外加BIOS的形式出现。这些外部设备上的BIOS也和主板的BIOS一样，采用FLASH ROM作BIOS ROM芯片，同样也可以方便地升级，以修改其缺陷及增强其兼容性。
但是如果主板厂商愿意合作，仍然可以把原本外加的BIOS整合到主板BIOS中，比如技嘉的G400显卡，上面就没有BIOS芯片，它的BIOS就是写在主板的BIOS中。
Q：BIOS芯片有哪些封装形式？
A：早期的BIOS芯片大多采用DIP（双列直插）形式的封装，随着半导体封装技术的发展，SOJ、TSOP、PSOP、PLCC等多种封装形式相继出台。目前台式机主板上的BIOS大多是DIP封装，有的为节省空间，采用了PLCC形式的封装。笔记本电脑上的BIOS大多采用SOJ封装。为了方便更换BIOS芯片，现在主板上都安装有插座，使用工具可以取下、更换BIOS芯片。
Q：BIOS芯片主要有哪些生产厂商？
A：生产ROM芯片的厂家很多，主要有Winbond、Intel、ATMEL、SST、MXIC等品牌。由于Winbond（华邦）生产BIOS ROM芯片时间较早，与主板的原始设计相兼容，因而市场占用量较大。Intel公司则在FLASH ROM市场始终占领着领导者的地位，其586时代的I28F001BX芯片、I810（815）主板上的N82802AB芯片，都在BIOS的恢复方面有独特的效果。

Q：什么是ROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM
A：在微机的发展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中，在工厂里用特殊的方法被烧录进去的，其中的内容只能读不能改，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误，则只有舍弃不用，重新订做一份。ROM是在生产线上生产的，由于成本高，一般只用在大批量应用的场合。
由于ROM制造和升级的不便，后来人们发明了PROM（Programmable ROM，可编程ROM）。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料，用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后也无法修改，若是出了错误，已写入的芯片只能报废。PROM的特性和ROM相同，但是其成本比ROM高，而且写入资料的速度比ROM的量产速度要慢，一般只适用于少量需求的场合或是ROM量产前的验证。
EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12-24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。
鉴于EPROM操作的不便，后来出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都采用EPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM）。EPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EPROM在写入数据时，仍要利用一定的编程电压，此时，只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容，所以，它属于双电压芯片。借助于EPROM芯片的双电压特性，可以使BIOS具有良好的防毒功能，在升级时，把跳线开关打至“ON”的位置，即给芯片加上相应的编程电压，就可以方便地升级；平时使用时，则把跳线开关打至“OFF”的位置，防止CIH类的病毒对BIOS芯片的非法修改。所以，至今仍有不少主板采用EPROM作为BIOS芯片并作为自己主板的一大特色。
FLASH ROM则属于真正的单电压芯片，在使用上很类似EPROM，因此，有些书籍上便把FLASH ROM作为EPROM的一种。事实上，二者还是有差别的。FLASH ROM在擦除时，也要执行专用的刷新程序，但是在删除资料时，并非以Byte为基本单位，而是以Sector（又称Block）为最小单位，Sector的大小随厂商的不同而有所不同；只有在写入时，才以Byte为最小单位写入；FLASH ROM芯片的读和写操作都是在单电压下进行，不需跳线，只利用专用程序即可方便地修改其内容；FLASH ROM的存储容量普遍大于EPROM，约为512K到至8M KBit，由于大批量生产，价格也比较合适，很适合用来存放程序码，近年来已逐渐取代了EPROM，广泛用于主板的BIOS ROM，也是CIH攻击的主要目标。