Informatika 1 - primjer

BIOS je akronim za Basic Input/Output System poznat kao i System BIOS, ROM BIOS ili PC BIOS. To je vrsta firmwarea za početno pokretanje i inicijalizaciju sustava, te pruža izvršne usluge operativnom sustavu i programima. BIOS firmware je ugrađen u osobna računala i prvi je program koji se pokreće kod uključivanja.

Temeljna svrha BIOS-a u modernim računalima je inicijalizacija i testiranje komponenti hardvera, te učitavanje barem tzv. boot loader-a (boot loader je program koji započinje postupak podizanja operacijskog sustava).

BIOS dodatno omogućuje apstrakciju hardverskog sloja računala, tj. omogućava aplikacijskim programima i operacijskim sustavima da na pojednostavljen i konzistentan način pristupaju hardverskim komponentama (tipkovnici, zaslonu i ostalim ulazno-izlaznim uređajima). BIOS dakle upravlja protokom podataka između operacijskog sustava i drugih uređaja poput čvrstih diskova, zaslona, tipkovnice, miša, pisača i drugih uređaja.

Većina BIOS implementacija je specifično dizajnirana za rad sa specifičnim modelom računala ili matične ploče. Originalno je BIOS firmware pohranjen na EPROM memoriji tako da se može vrlo lako ažurirati što omogućuje i dodavanje novih svojstava, te ispravljanje grešaka.

Pri pokretanju računala mikroprocesor predaje kontrolu BIOS programu koji je uvijek smješten na istom mjestu u ROM memoriji. Kad BIOS pokreće računalo prvo određuje da li su svi potrebni uređaji prisutni i ispravni, te nakon toga predaje kontrolu određenom dijelu čvrstog diska (ili nekog drugog uređaja) na kojem se nalazi maleni program koji pokreće učitavanje operacijskog sustava u RAM memoriju. Zbog činjenice da je ROM memorija sporija od RAM memorije, BIOS se prilikom učitavanja kopira u RAM memoriju kako bi se s njim moglo puno brže raditi. To se naziva “BIOS shadowing”.

Slika 1. Izgled BIOS (CMOS) setup utility sučelja

Moderni BIOS setup utility ima korisničko sučelje kojem se pristupa pritiskom na određenu tipku na tipkovnici kada se računalo pokrene. Obično se ključ javlja kratko vrijeme tijekom ranog pokretanja, primjerice "Pritisnite F1 za ulaz u CMOS Setup". Stvarni ključ ovisi o određenom hardveru. Svojstva prisutna u BIOS setup utility (Slike 1 i 2) obično uključuju:

• konfiguraciju komponenti hardvera, uključujući postavljanje razlitičih operacijskih modova i frekvencija (npr. odabir kao što su kontroleri za pohranu vidljivi operacijskom sustavu)

• postavljanje sata sustava

• Omogućivanje ili onemogućivanje komponenti sustava,

• Izbor koji uređaji su potencijalni uređaji za pokretanje operacijskog sustava, i kojim redoslijedom će se koristiti prilikom traženja OS-a,

• postavljanje raznih lozinki, kao što su: lozinke za osiguravanje pristupa funkcijama BIOS korisničkog sučelja i sprječavanje zlonamjernih korisnika da podignu sustav s neautoriziranih prijenosnih uređaja za pohranu; lozinke za podizanje sustava; lozinke tvrdog diska koja ograničava pristup disku i ostaje ista ako se i tvrdi disk preseli na drugo računalo, itd.

Slika 2. Izgled BIOS (CMOS) setup utility sučelja

Pošto se BIOS čuva u ROM memoriji, postavlja se pitanje kako možemo snimiti i čuvati podešavanja i parametre SETUP programa. Na matičnoj ploči postoji još jedan memorijski čip pod nazivom NVRAM/RTC (eng. Non Volatile RAM / Real-Time Clock, u prijevodu „trajna memorija / sat realnog vremena“), iako se popularnije naziva CMOS RAM, jer je izrađen u CMOS tehnologiji, što znači da može dugotrajno raditi s vrlo malo napajanja (npr. iz baterije). Zato sve matične ploče imaju i tzv. CMOS bateriju. 

CMOS RAM čuva podešavanja BIOS-a (tj. konfiguraciju SETUP programa), datum, sat, redoslijed vanjskih memorijskih jedinica za traženje oparacijskog sustava, itd. Zato se taj konfiguracijski program i naziva CMOS setup utility. CMOS RAM se nalazi u južnom mostu (eng. South bridge).

BIOS je bio sučelje između hardverskih komponenti i operacijskog sustava. Na početku nije bilo problema s takvim pristupom, ali kada su cijene tvrdih diskova i RAM memorija pale, mnoge značajke BIOS-a su postale hendikep za daljnji napredak računala:

• dopuštene su najviše četiri particije na disku,

• proces podizanja zahtijeva 16-bitni način rada procesora,

• proces podizanja počinje učitavanjem 512 bajta podataka (Master Boot Record, MBR)

• diskovi preko 2 TB nisu podržani kroz BIOS,

• BIOS ne može pristupiti datotečnom sustavu, te ne može učitati izvršne datoteke OS-a.

Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) je zamišljen kao nasljednik BIOS-a, s ciljem rješavanja tehničkih nedostataka. Od 2014. godine, nova se računala pretežno isporučuju s UEFI firmwareom.