一、什么是BIOS

　　BIOS是英文“BasicInputOutputSystem”的縮略語，直譯過來后中文名稱就是“基本輸入輸出系統(tǒng)”。它的全稱應(yīng)該是ROM－BIOS，意思是只讀存儲(chǔ)器基本輸入輸出系統(tǒng)。其實(shí)，它是一組固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上一個(gè)ROM芯片上的程序，它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機(jī)上電自檢程序和系統(tǒng)啟動(dòng)自舉程序。有人認(rèn)為既然BIOS是“程序”，那它就應(yīng)該是屬于軟件，感覺就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不這么認(rèn)為，因?yàn)樗c一般的軟件還是有一些區(qū)別，而且它與硬件的聯(lián)系也是相當(dāng)?shù)鼐o密。形象地說，BIOS應(yīng)該是連接軟件程序與硬件設(shè)備的一座“橋梁”，負(fù)責(zé)解決硬件的即時(shí)要求。一塊主板性能優(yōu)越與否，很大程度上就取決于BIOS程序的管理功能是否合理、先進(jìn)。主板上的BIOS芯片或許是主板上唯一貼有標(biāo)簽的芯片，一般它是一塊32針的雙列直插式的集成電路，上面印有“BIOS”字樣。586以前的BIOS多為可重寫EPROM芯片，上面的標(biāo)簽起著保護(hù)BIOS內(nèi)容的作用（紫外線照射會(huì)使EPROM內(nèi)容丟失），不能隨便撕下。586以后的ROM

　　BIOS多采用EEPROM（電可擦寫只讀ROM），通過跳線開關(guān)和系統(tǒng)配帶的驅(qū)動(dòng)程序盤，可以對(duì)EEPROM進(jìn)行重寫，方便地實(shí)現(xiàn)BIOS升級(jí)。常見的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等，在芯片上都能見到廠商的標(biāo)記。

　　二、BIOS的種類

　　由于BIOS直接和系統(tǒng)硬件資源打交道，因此總是針對(duì)某一類型的硬件系統(tǒng)，而各種硬件系統(tǒng)又各有不同，所以存在各種不同種類的BIOS，隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，同一種BIOS也先后出現(xiàn)了不同的版本，新版本的BIOS比起老版本來說，功能更強(qiáng)。

　　目前市場上主要的BIOS有AMIBIOS、AwardBIOS和PhoenixBIOS。

　　1.AMIBIOS

　　AMIBIOS是AMI公司出品的BIOS系統(tǒng)軟件，最早開發(fā)于80年代中期，為多數(shù)的286和386計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所采用，因?qū)Ω鞣N軟、硬件的適應(yīng)性好、硬件工作可靠、系統(tǒng)性能較佳、操作直觀方便的優(yōu)點(diǎn)受到用戶的歡迎。

　　90年代，AMI又不斷推出新版本的BIOS以適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，但在綠色節(jié)能型系統(tǒng)開始普及時(shí)，AMI似乎顯得有些滯后，AwardBIOS的市場占有率借此機(jī)會(huì)大大提高，在這一時(shí)期，AMI研制并推出了具有窗口化功能的WINBIOS，這種BIOS設(shè)置程序使用非常方便，而且主窗口的各種標(biāo)記也比較直觀，例如，一只小兔子表示優(yōu)化的默認(rèn)設(shè)置，而一只小烏龜則表示保守的設(shè)置，一個(gè)骷髏用來表示反病毒方面的設(shè)置，畫筆和調(diào)色板則表示色彩的設(shè)置。

　　AMIWinBIOS已經(jīng)有多個(gè)版本，目前用得較多的有奔騰機(jī)主板的WinBIOS，具有即插即用、綠色節(jié)能、PCI總線管理等功能。

　　2.AwardBIOS

　　AwardBIOS是AwardSoftware公司開發(fā)的BIOS產(chǎn)品，目前十分流行，許多586主板機(jī)都采用AwardBIOS，功能比較齊全，對(duì)各種操作系統(tǒng)提供良好的支持。AwardBIOS也有許多版本，現(xiàn)在用得最多的是4.X版。

　　3.PhoenixBIOS

　　PhoenixBIOS是Phoenix公司產(chǎn)品，Phoenix意為鳳凰或埃及神話中的長生鳥，有完美之物的含義。PhoenixBIOS多用于高檔的586原裝品牌機(jī)和筆記本電腦上，其畫面簡潔，便于操作。

　　三、BIOS的作用

　　BIOS的主要作用有以下幾方面：

　　首先是自檢及初始化程序：計(jì)算機(jī)電源接通后，系統(tǒng)將有一個(gè)對(duì)內(nèi)部各個(gè)設(shè)備進(jìn)行檢查的過程，這是由一個(gè)通常稱之為POST（PowerOnSelfTest/上電自檢）的程序來完成，這也是BIOS程序的一個(gè)功能。完整的自檢包括了對(duì)CPU、640K基本內(nèi)存、1M以上的擴(kuò)展內(nèi)存、ROM、主板、CMOS存貯器、串并口、顯示卡、軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤的測試。在自檢過程中若發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)將給出提示信息或鳴笛警告。如果沒有任何問題，完成自檢后BIOS將按照系統(tǒng)CMOS設(shè)置中的啟動(dòng)順序搜尋軟、硬盤驅(qū)動(dòng)器及CDROM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等有效的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，讀入操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導(dǎo)記錄，由引導(dǎo)記錄完成系統(tǒng)的啟動(dòng)，你就可以放心地使用你的寶貝了。

　　其次是硬件中斷處理：計(jì)算機(jī)開機(jī)的時(shí)候，BIOS會(huì)告訴CPU等硬件設(shè)備的中斷號(hào)，當(dāng)你操作時(shí)輸入了使用某個(gè)硬件的命令后，它就會(huì)根據(jù)中斷號(hào)使用相應(yīng)的硬件來完成命令的工作，最后根據(jù)其中斷號(hào)跳會(huì)原來的狀態(tài)。

　　再有就是程序服務(wù)請(qǐng)求：從BIOS的定義可以知道它總是和計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備打交道，它通過最特定的數(shù)據(jù)端口發(fā)出指令，發(fā)送或接收各類外部設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用程序?qū)τ布牟僮鳌?/p>

　　四、BIOS的功能

　　BIOS的中文名稱就是基本輸入輸出系統(tǒng)，其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制;BIOS的功能分為三個(gè)部分：第一部分是自檢及初始化，即主要負(fù)責(zé)啟動(dòng)電腦，包括用于電腦剛接通電源時(shí)對(duì)硬件部分的檢測、初始化、引導(dǎo)程序；第二部分是程序服務(wù)處理，即主要是為應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)服務(wù)，這些服務(wù)主要與輸入輸出設(shè)備有關(guān)，例如讀磁盤、文件輸出到打印機(jī)等；第三部分是硬件中斷處理，主要是分別處理PC機(jī)硬件的需求，BIOS的服務(wù)功能是通過調(diào)用中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)的，這些服務(wù)分為很多組，每組有一個(gè)專門的中斷。

　　（一）自檢及初始化

　　這部分負(fù)責(zé)啟動(dòng)電腦，具體有三個(gè)部分，第一個(gè)部分是用于電腦剛接通電源時(shí)對(duì)硬件部分的檢測，也叫做加電自檢（PowerOnSelfTest，簡稱POST），功能是檢查電腦是否良好，通常完整的POST自檢將包括對(duì)CPU，640K基本內(nèi)存，1M以上的擴(kuò)展內(nèi)存，ROM，主板，CMOS存儲(chǔ)器，串并口，顯示卡，軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤進(jìn)行測試，一旦在自檢中發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)將給出提示信息或鳴笛警告。自檢中如發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，將按兩種情況處理：對(duì)于嚴(yán)重故障（致命性故障）則停機(jī)，此時(shí)由于各種初始化操作還沒完成，不能給出任何提示或信號(hào)；對(duì)于非嚴(yán)重故障則給出提示或聲音報(bào)警信號(hào)，等待用戶處理。

　　第二個(gè)部分是初始化，包括創(chuàng)建中斷向量、設(shè)置寄存器、對(duì)一些外部設(shè)備進(jìn)行初始化和檢測等，其中很重要的一部分是BIOS設(shè)置，主要是對(duì)硬件設(shè)置的一些參數(shù)，當(dāng)電腦啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取這些參數(shù)，并和實(shí)際硬件設(shè)置進(jìn)行比較，如果不符合，會(huì)影響系統(tǒng)的啟動(dòng)。

　　最后一個(gè)部分是引導(dǎo)程序，功能是引導(dǎo)DOS或其他操作系統(tǒng)。BIOS先從軟盤或硬盤的開始扇區(qū)讀取引導(dǎo)記錄，如果沒有找到，則會(huì)在顯示器上顯示沒有引導(dǎo)設(shè)備，如果找到引導(dǎo)記錄會(huì)把電腦的控制權(quán)轉(zhuǎn)給引導(dǎo)記錄，由引導(dǎo)記錄把操作系統(tǒng)裝入電腦，在電腦啟動(dòng)成功后，BIOS的這部分任務(wù)就完成了。

　　（二）程序服務(wù)處理和硬件中斷處理

　　這兩部分是兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)容，但在使用上密切相關(guān)。

　　程序服務(wù)處理程序主要是為應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)服務(wù)，這些服務(wù)主要與輸入輸出設(shè)備有關(guān)，例如讀磁盤、文件輸出到打印機(jī)等。為了完成這些操作，BIOS必須直接與計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備打交道，它通過端口發(fā)出命令，向各種外部設(shè)備傳送數(shù)據(jù)以及從它們那兒接收數(shù)據(jù)，使程序能夠脫離具體的硬件操作，而硬件中斷處理則分別處理PC機(jī)硬件的需求，因此這兩部分分別為軟件和硬件服務(wù)，組合到一起，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

　　BIOS的服務(wù)功能是通過調(diào)用中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)的，這些服務(wù)分為很多組，每組有一個(gè)專門的中斷。例如視頻服務(wù)，中斷號(hào)為10H；屏幕打印，中斷號(hào)為05H；磁盤及串行口服務(wù)，中斷14H等。每一組又根據(jù)具體功能細(xì)分為不同的服務(wù)號(hào)。應(yīng)用程序需要使用哪些外設(shè)、進(jìn)行什么操作只需要在程序中用相應(yīng)的指令說明即可，無需直接控制。

　　CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的縮寫。其本意是指制造大規(guī)模集成電路芯片用的一種技術(shù)或用這種技術(shù)制造出來的芯片。在這里通常是指電腦主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。它存儲(chǔ)了電腦系統(tǒng)的實(shí)時(shí)鐘信息和硬件配置信息等。系統(tǒng)在加電引導(dǎo)機(jī)器時(shí)，要讀取CMOS信息，用來初始化機(jī)器各個(gè)部件的狀態(tài)。它靠系統(tǒng)電源和后備電池來供電，系統(tǒng)掉電后其信息不會(huì)丟失。

　　五、BIOS芯片工作原理

　　BIOS程序是由芯片工廠使用特殊的方法燒錄進(jìn)去的，以前的BIOS芯片中的內(nèi)容只能讀不能改，一且燒錄進(jìn)去，用戶只能驗(yàn)證寫入的資料是否正確，不能再作任何修改。后來，芯片慢慢從PROM（ProgrammableROM，可編程ROM）、EPROM（ErasableProgrammableROM，可擦除可編程ROM）、EEPROM（Electrically-EiasableProgrammableRead-OnlyMemory，電可擦除可編程只讀內(nèi)存），一路升級(jí)到系統(tǒng)之家如今的FLASHROM（快擦寫存儲(chǔ)芯片），我們已經(jīng)可以通過很多種方法針對(duì)FLASHROM進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，甚至很多主板廠商還提供了BIOS升級(jí)的程序和網(wǎng)站。

　　方法/步驟

　　而猖獗一時(shí)的CIH病毒就是利用了FLASHROM芯片這一特征，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)BIOS芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行破壞，進(jìn)而導(dǎo)致了主板不能使用的故障。2000年左右的主板維修中，經(jīng)常需要使用編程器對(duì)CIH病毒破壞的BIOS芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)重寫，現(xiàn)在這種病毒已經(jīng)基本上絕跡了。

　　FLASHROM芯片的封裝形式一般有DIP、PLCC，TSOP等，但僅僅只是封裝不同而已，對(duì)于同一種型號(hào)的芯片，不論是什么封裝形式，其管腳的功能都是一一對(duì)應(yīng)的，如圖所示是29c0101MFlashRom系列BIOS芯片的32個(gè)引腳的定義。

　　不同的BIOS芯片引腳的定義也是不同的，但是所有的引腳的功能定義都會(huì)分為如下幾個(gè)部分：

　　*A0?A17：地址線

　　*CE#：片選信號(hào)*DQ0?DQ7：數(shù)據(jù)線*NC：空腳

　　*OE#：數(shù)據(jù)允許xp輸出信號(hào)端（低電平有效）

　　*VDD：芯片供電電壓（3.3?5V）

　　*VPP：編程電壓（3.3V、5V、12V）

　　*VSS（GND）：接地線

　　*WE擇讀寫信號(hào)控制端，由南橋發(fā)出（高電平允許讀）。

　　BIOS芯片有4種總線，即：ISA、IntelHUB、LPC、SPI，如圖所示是BIOS芯片在IntelHUB總線下的工作電路圖（適用于815等Intel主板）。

　　BIOS芯片使用3.3V的電壓，它通過一個(gè)電感傳輸?shù)叫酒牡谝荒_。FWH0~FWH3引腳為總線的數(shù)據(jù)和地址線，F(xiàn)WH4腳為周期控制引腳，此引腳由系統(tǒng)下載南橋直接控制。當(dāng)CPU發(fā)出尋址指令時(shí)，南橋會(huì)要求BIOS芯片進(jìn)行初始化操作（由INIT#引腳負(fù)責(zé)），當(dāng)INIT#引腳由3V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為低電平信號(hào)后，BIOS芯片便開始自檢等操作。