De personal computer bleef, ondanks voortdurende updates, ‘dubbele’ implementaties en andere innovaties, in feite het meest verouderde onderdeel van moderne computers. Sinds de allereerste pc's is er niets fundamenteel veranderd in het BIOS. Lange tijd gingen producenten er niet serieus mee aan de slag, uit angst dat de continuïteit zou worden verstoord basisfuncties noodzakelijk voor de goede werking van oudere besturingssystemen.
Maar de oude systemen behoren tot het verleden en de systemen die nog steeds in gebruik zijn, kunnen worden uitgevoerd met behulp van software-emulators. Daarom is het niet langer nodig om tegen oude BIOS-gewoonten te vechten. Als u opstart met BIOS, kunt u zelfs niet eens de nationale alfabetten weergeven, om nog maar te zwijgen van de ondersteuning voor netwerkapparaten, optimale bedieningsmodi van apparatuur, handige oplossingen voor updates enz.
Het is beter om het verhaal over wat UEFI is te beginnen met de geschiedenis van deze technologie.
De geschiedenis van UEFI begint halverwege de jaren negentig. Zelfs dan voor de machtigen serverplatforms De mogelijkheden van het standaard BIOS waren niet voldoende. Daarom werd voor de eerste Intel-HP Itanium-systemen een nieuwe technologie ontwikkeld, het Intel Boot Initiative. Even later werd de naam veranderd in EFI of Extensible Firmware Interface.
De eerste officiële specificatie was EFI 1.02, die op 12 december 2000 werd uitgebracht. Begin 2002 verscheen specificatie 1.10. En al in 2005 werd een alliantie van bedrijven gevormd onder de naam Unified EFI Forum of UEFI Forum, en de technologie zelf veranderde zijn naam van EFI in UEFI. Momenteel wordt UEFI ontwikkeld door het UEFI Forum, waar bedrijven als AMD, Apple, Dell, HP, Amerikaanse megatrends, IBM, Intel, Lenovo, Insyde Software, Microsoft en Phoenix Technologies. De nieuwste UEFI-specificatie is specificatienummer 2.3.1, die in april 2011 door het UEFI Forum werd gepubliceerd.
Voordelen van UEFI
Uiteraard is UEFI dat wel nieuwe stap bij de ontwikkeling van personal computers. Maar wat zijn de echte voordelen van het gebruik van deze technologie in plaats van het goede oude BIOS?
- Met UEFI kunt u het besturingssysteem opstarten vanaf grote harde schijven. Met BIOS kunt u geen besturingssysteem opstarten met een capaciteit groter dan 2 TB.
- UEFI is onafhankelijk van de processorarchitectuur en kan worden gebruikt met zowel x86- als ARM-architectuur. Hoewel het BIOS alleen .
- Met UEFI kunt u gebruiken grafische schil met muisondersteuning, wat veel handiger is dan de ascetische BIOS-interface. Tegelijkertijd kunt u met de UEFI-shell veel taken uitvoeren zonder het besturingssysteem te gebruiken. Maak bijvoorbeeld verbinding met lokaal netwerk ga online.
- Met UEFI kunt u het besturingssysteem veel sneller opstarten. Dankzij het parallel testen van computeronderdelen kan de tijd die verstrijkt vanaf het moment dat de computer wordt aangezet totdat het besturingssysteem begint te werken, worden teruggebracht tot 2 seconden.
- UEFI is uitgerust met een opstartmanager en stelt de gebruiker in staat te selecteren welk besturingssysteem hij wil opstarten. Dit elimineert de noodzaak om een speciaal mechanisme te gebruiken voor het selecteren van het besturingssysteem binnen de besturingssysteemlader zelf.
- UEFI is uitgerust met nieuwe manieren om te beschermen tegen malware.
De belangrijkste verschillen tussen UEFI en BIOS:
- GPT-ondersteuning (GUID Partition Table).
- Service-ondersteuning
- Modulaire architectuur
UEFI ondersteunt ook netwerken, dus als u een UEFI-stuurprogramma voor uw netwerkkaart vindt, of als dit door de fabrikant van het moederbord is meegeleverd, kunt u 8.8.8.8 vanaf Shell pingen.
Over het algemeen voorziet de UEFI-specificatie in de interactie van UEFI-stuurprogramma's vanuit het besturingssysteem, d.w.z. Als uw besturingssysteem geen stuurprogramma voor de netwerkkaart heeft, maar deze in UEFI is geladen, kan het besturingssysteem de netwerkkaart via UEFI gebruiken, maar dergelijke implementaties heb ik niet gezien.
- Ingebouwde downloadmanager
Hoe werkt het opstarten in UEFI?
Vanaf een GPT-partitie met identificatie EF00 en bestandssysteem FAT32 wordt standaard het bestand \efi\boot\boot[architectuurnaam].efi geladen en gestart, bijvoorbeeld \efi\boot\bootx64.efiDie. om bijvoorbeeld een opstartbare USB-flashdrive met Windows te maken, hoeft u alleen maar de flashdrive in GPT te markeren, er een FAT32-partitie op te maken en eenvoudig alle bestanden van de ISO-image te kopiëren. Er zijn geen opstartsectoren meer, vergeet ze.
Opstarten in UEFI gaat veel sneller. Het opstarten van mijn ArchLinux-laptop vanaf het indrukken van de aan/uit-knop naar een volledig operationele status duurt bijvoorbeeld slechts 30 seconden. Voor zover ik weet is Windows 8 ook erg goede optimalisaties opstartsnelheid in UEFI-modus.
Veilig opstarten
Ik heb op internet veel vragen gezien zoals:“Ik heb gehoord dat Microsoft Secure Boot implementeert in Windows 8. Deze technologie voorkomt dat ongeautoriseerde code wordt uitgevoerd, zoals bootloaders, om de gebruiker tegen malware te beschermen. En er is een campagne van de Free Software Foundation tegen Secure Boot, en veel mensen waren er tegen. Als ik een computer met Windows 8 koop, kan ik dan Linux of een ander besturingssysteem installeren? Of kun je met deze technologie alleen Windows draaien?”
Laten we beginnen met het feit dat deze technologie niet door Microsoft is uitgevonden, maar is opgenomen in de UEFI 2.2-specificatie. Als Secure Boot is ingeschakeld, betekent dit niet dat u geen ander besturingssysteem dan Windows kunt gebruiken. Sterker nog, gecertificeerd voor Windows opstarten 8 computers en laptops verplicht de mogelijkheid hebben Schakel Veilig uit Opstarten en de mogelijkheid om sleutels te beheren, dus u hoeft zich nergens zorgen over te maken. Niet-uitgeschakeld Secure Boot is alleen beschikbaar op ARM-tablets waarop Windows vooraf is geïnstalleerd!
Wat doet Veilig opstarten? Het beschermt niet alleen tegen het uitvoeren van niet-ondertekende code tijdens de opstartfase, maar ook tijdens de runtime van het besturingssysteem. Zowel Windows als Linux controleren bijvoorbeeld de handtekeningen van stuurprogramma's/kernelmodules, waardoor kwaadaardige code het zal niet mogelijk zijn om het uit te voeren in de kernelmodus. Maar dit is alleen waar als er geen fysieke toegang tot de computer is, omdat de sleutels bij fysieke toegang in de meeste gevallen kunnen worden vervangen door uw eigen sleutels.
Secure Boot heeft 2 modi: Setup en Gebruiker. De eerste modus is voor configuratie, van waaruit u PK (Platform Key, standaard van OEM), KEK (Key Exchange Keys), db (opgeloste sleuteldatabase) en dbx (ingetrokken sleuteldatabase) kunt vervangen. Er is misschien geen KEK, en alles kan ondertekend worden door PK, maar dat doet niemand, zo lijkt het. PK is de hoofdsleutel waarmee KEK is ondertekend, db en dbx zijn op hun beurt ondertekend met sleutels van KEK (er kunnen er meerdere zijn). Om een ondertekend .efi-bestand vanuit de gebruikersmodus te kunnen uitvoeren, moet het worden ondertekend met een sleutel in db, en niet in dbx.
Voor Linux zijn er 2 pre-loaders die Secure Boot ondersteunen: Shim en PRELoader. Ze lijken op elkaar, maar er zijn kleine nuances.
Shim heeft 3 soorten sleutels: Secure Boot-sleutels (die in UEFI), Shim-sleutels (die u zelf kunt genereren en opgeven tijdens het compileren) en MOK (Machine Owner Key, opgeslagen in NVRAM). Shim maakt geen gebruik van een UEFI-opstartmechanisme, dus een bootloader die Shim niet ondersteunt en niets weet over MOK zal de code niet kunnen uitvoeren (dus gummiboot bootloader zal niet werken). PRELoader daarentegen bouwt zijn authenticatiemechanismen in UEFI, en er zijn geen problemen.
Shim is afhankelijk van MOK, d.w.z. binaire bestanden moeten worden gewijzigd (ondertekend) voordat ze kunnen worden uitgevoerd. PRELoader “onthoudt” de juiste binaire bestanden, u vertelt of u ze vertrouwt of niet.
Beide pre-bootloaders zijn in gecompileerde vorm beschikbaar met een geldige handtekening van Microsoft, waardoor het niet nodig is om de UEFI-sleutels te wijzigen.
Secure Boot is ontworpen om te beschermen tegen bootkits en aanvallen zoals Evil Maid, en naar mijn mening doet het dit effectief.
Bedankt voor uw aandacht!
Beide programma's zijn voorbeelden van software laag niveau, dat wordt uitgevoerd wanneer de computer opstart voordat het besturingssysteem opstart. UEFI is een nieuwere oplossing, het ondersteunt grotere harde schijven, start sneller op, is veiliger - en heeft, heel handig, een grafische interface en muisondersteuning.
Sommige nieuwere computers die met UEFI worden geleverd, noemen het nog steeds "BIOS" om verwarring te voorkomen bij gebruikers die gewend zijn aan traditionele pc-BIOS. Maar zelfs als u het vermeld ziet staan, weet dan dat uw nieuwe computer, hoogstwaarschijnlijk zal worden uitgerust met UEFI in plaats van BIOS.
Wat is BIOS?
BIOS staat voor Basic Input-Output system, een basisinvoer-uitvoersysteem. Het is een programma op laag niveau dat is opgeslagen op een chip op het moederbord van uw computer. Het BIOS wordt geladen wanneer u uw computer aanzet en is verantwoordelijk voor het ontwaken van de hardwarecomponenten, ervoor te zorgen dat ze correct werken, en vervolgens het bootloaderprogramma te starten, dat het Windows-besturingssysteem of een ander besturingssysteem dat u hebt geïnstalleerd, start.
In het BIOS-instellingenscherm kunt u veel instellingen wijzigen. Computerhardwareconfiguratie, systeem tijd, laadvolgorde. Dit scherm kan worden opgeroepen aan het begin van het opstarten van de computer door op een bepaalde toets te drukken - het is op verschillende computers anders, maar de toetsen Esc, F2, F10 en Delete worden vaak gebruikt. Door een instelling op te slaan, sla je deze op in het moederbordgeheugen. Wanneer u uw computer opstart, zal het BIOS deze configureren zoals gespecificeerd in de opgeslagen instellingen.
Voordat het besturingssysteem wordt geladen, doorloopt het BIOS een POST- of Power-On Self Test, een zelftest na het inschakelen. Het controleert of de hardware correct is geconfigureerd en goed werkt. Als er iets mis is, zie of hoor je een reeks foutmeldingen op het scherm systeem eenheid mysterieuze piep. Wat de geluidssignalen precies betekenen, staat beschreven in de computerinstructies.
Wanneer de computer opstart na POST, zoekt het BIOS naar Master Boot Record of MBR - master boot record. Het wordt opgeslagen op het opstartapparaat en wordt gebruikt om de opstartlader van het besturingssysteem te starten.
Misschien heb je ook de afkorting CMOS gezien, wat staat voor Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Het verwijst naar het geheugen waarin het BIOS verschillende instellingen opslaat. Het gebruik ervan is achterhaald, aangezien deze methode al is vervangen door flashgeheugen (ook wel EEPROM genoemd).
Waarom is het BIOS verouderd?
BIOS bestaat al heel lang en is weinig geëvolueerd. Zelfs MS-DOS-computers die in de jaren tachtig werden uitgebracht, hadden een BIOS.Natuurlijk, met BIOS-tijd nog steeds veranderd en verbeterd. De uitbreidingen zijn met name ontwikkeld, ACPI, Advanced Configuration en Power Interface (geavanceerde configuratie- en energiebeheerinterface). Dit toegestaan BIOS is eenvoudiger apparaten configureren en geavanceerder energiebeheer, bijvoorbeeld door naar de slaapmodus te gaan. Maar BIOS is niet zo veel geëvolueerd als andere computertechnologie sinds de dagen van MS-DOS.
Het traditionele BIOS heeft nog steeds ernstige beperkingen. Het kan alleen opstarten vanaf harde schijven met een capaciteit van niet meer dan 2,1 TB. Tegenwoordig zijn schijven van 3 TB al gebruikelijk, en een computer met BIOS zal er niet van opstarten. Dit is een BIOS MBR-beperking.
Het BIOS moet in de 16-bits processormodus werken en er is slechts 1 MB geheugen voor beschikbaar. Het heeft problemen met het tegelijkertijd initialiseren van meerdere apparaten, wat resulteert in een langzaam opstartproces waarbij alle hardware-interfaces en apparaten worden geïnitialiseerd.
Het BIOS was al lang aan vervanging toe. Intel begon in 1998 te werken aan de Extensible Firmware Interface (EFI). Apple koos voor EFI toen het in 2006 overstapte op Intel-architectuur op zijn Macs, maar andere fabrikanten volgden dit voorbeeld niet.
In 2007 kwamen Intel-, AMD-, Microsoft- en pc-fabrikanten een nieuwe specificatie overeen, de Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), een uniforme uitbreidbare firmware-interface. Dit is een industriestandaard die wordt onderhouden door het UEFI-forum en niet uitsluitend afhankelijk is van Intel. UEFI-ondersteuning verscheen in Windows OS met de release Windows Vista Servicepakket 1 en Windows 7. De meeste computers die u tegenwoordig kunt kopen, gebruiken UEFI in plaats van BIOS.
Hoe UEFI het BIOS vervangt en verbetert
UEFI vervangt het traditionele BIOS op pc's. Er is geen manier om het BIOS te wijzigen naar UEFI op een bestaande pc. U moet hardware kopen die UEFI ondersteunt. Meerderheid UEFI-versies ondersteuning voor BIOS-emulatie, zodat u een verouderd besturingssysteem kunt installeren en uitvoeren dat BIOS verwacht in plaats van UEFI - dus achterwaartse compatibiliteit zij hebben.
De nieuwe standaard omzeilt BIOS-beperkingen. UEFI-firmware kan opstarten vanaf schijven groter dan 2,2 TB - de theoretische limiet daarvoor is 9,4 zettabytes. Dit is ongeveer drie keer de hoeveelheid gegevens die tegenwoordig op internet te vinden is. UEFI ondersteunt dergelijke volumes vanwege het gebruik van GPT-partitionering in plaats van MBR. Het heeft ook een gestandaardiseerd opstartproces en wordt uitgevoerd uitvoerbare programma's EFI in plaats van code in de MBR.
UEFI kan in 32-bits of 64-bits modi werken en de adresruimte is groter dan die van het BIOS, wat sneller opstarten betekent. Dit betekent ook dat UEFI-installatieschermen mooier kunnen worden gemaakt dan die van het BIOS, inclusief grafische ondersteuning en muisondersteuning. Maar dit is niet nodig. Veel computers gebruiken tot op de dag van vandaag UEFI met tekstmodus, die er net zo uitziet en werkt als de oude BIOS-schermen.
Er zijn nog veel meer functies ingebouwd in UEFI. Zij ondersteunt veilig begin Secure Boot, waarin u kunt controleren of het opstarten van het besturingssysteem door niemand is gewijzigd malware. Het kan netwerkwerking ondersteunen, wat configuratie en foutopsporing op afstand mogelijk maakt. Bij een traditioneel BIOS moest u bij het installeren van uw computer er direct voor zitten.
En dit is niet alleen een BIOS-vervanging. UEFI is een klein besturingssysteem dat bovenop de firmware van de pc draait, waardoor het veel meer kan dan alleen het BIOS. Het kan worden opgeslagen in flash-geheugen op het moederbord of worden geladen harde schijf of vanaf het netwerk.
U verschillende computers Het gebeurt verschillende interface en UEFI-eigenschappen. Het hangt allemaal af van de computerfabrikant, maar de basismogelijkheden zijn voor iedereen hetzelfde.
Toegang krijgen tot UEFI-instellingen op een moderne pc
Als je een gewone gebruiker bent, merk je niets van de overstap naar een computer met UEFI. De computer start en sluit sneller op en je hebt ook toegang tot schijven groter dan 2,2 TB.Maar de procedure voor toegang tot de instellingen zal enigszins anders zijn. Om toegang te krijgen tot het scherm UEFI-instellingen je hebt het misschien nodig opstartmenu Ramen. PC-fabrikanten wilden niet langzamer gaan werken snel laden computer wacht tot er een toets wordt ingedrukt. Maar we kwamen ook UEFI's tegen waarin fabrikanten de mogelijkheid lieten om de instellingen op dezelfde manier in te voeren als in het BIOS: door tijdens het opstarten op een toets te drukken.
UEFI is grote update, maar het gebeurde ongemerkt. De meeste pc-gebruikers zullen het niet merken en hoeven zich geen zorgen te maken dat hun nieuwe computer UEFI gebruikt in plaats van het reguliere BIOS. PC's zullen simpelweg beter presteren en modernere hardware en functies ondersteunen.
Meer gedetailleerde uitleg verschillen in opstartproces UEFI kan worden ingelezen
Veel gebruikers denken dat de computer opstart met behulp van het besturingssysteem, maar in feite is dit slechts gedeeltelijk waar. In dit materiaal leert u hoe een pc daadwerkelijk opstart en raakt u vertrouwd met belangrijke concepten als BIOS, CMOS, UEFI en andere.
Invoering
Voor veel mensen begint het werken met een computer nadat het besturingssysteem is geladen. En dit is niet verrassend, aangezien moderne pc's het overgrote deel van de tijd feitelijk worden gebruikt met behulp van handige grafische afbeeldingen Windows-schaal of een ander besturingssysteem. In deze voor ons vriendelijke omgeving starten we niet alleen programma's, applicaties of games, maar voeren we ook instellingen uit en configureren we systeemparameters om aan onze eigen behoeften te voldoen.
Maar ondanks al zijn multifunctionaliteit kan het besturingssysteem niet alles doen, en in sommige gevallen ook niet belangrijkste punten, en is eenvoudigweg volkomen machteloos. Dit geldt in het bijzonder voor de eerste keer opstarten van de computer, die volledig zonder haar deelname plaatsvindt. Bovendien hangt de lancering van het besturingssysteem zelf grotendeels af van het succes van deze procedure, wat mogelijk niet zal gebeuren als er zich problemen voordoen.
Dit kan voor sommigen nieuws zijn, maar in werkelijkheid is Windows niet verantwoordelijk voor het opstarten van de computer van begin tot eind; in een bepaald stadium en afwerkingen. De belangrijkste speler hier is een compleet andere firmware: het BIOS, waarvan we het doel en de belangrijkste functies in dit materiaal zullen bespreken.
Wat is BIOS en waarom is het nodig?
De belangrijkste componenten van elk computerapparaat zijn de processor en RAM, en dat is niet zonder reden. De processor wordt terecht het hart en het brein van elke pc genoemd, omdat het de belangrijkste is wiskundige bewerkingen. In dit geval kan de CPU alle opdrachten en gegevens voor berekeningen alleen uit het RAM halen. Ook de resultaten van zijn werk stuurt hij daarheen. De processor heeft geen directe interactie met andere informatieopslag, bijvoorbeeld harde schijven.
Dit is waar het grootste probleem ligt. Om ervoor te zorgen dat de processor opdrachten van het besturingssysteem kan uitvoeren, moeten deze zich in het RAM bevinden. Maar wanneer de pc wordt ingeschakeld, is het RAM-geheugen leeg, omdat het vluchtig is en geen informatie kan opslaan wanneer de computer is uitgeschakeld. Tegelijkertijd, op eigen kracht, zonder de deelname van het systeem, computerapparaten ze kunnen de benodigde gegevens niet in het geheugen plaatsen. En hier worden we geconfronteerd met een paradoxale situatie. Het blijkt dat om het besturingssysteem in het geheugen te laden, het besturingssysteem zich al in het RAM-geheugen moet bevinden.
Om deze situatie op te lossen, stelden IBM-ingenieurs aan het begin van het tijdperk van de personal computers voor om een speciaal klein programma te gebruiken, het BIOS genaamd, ook wel de bootloader genoemd.
Woord BIOS(BIOS) is een afkorting voor vier Engelse woorden Basic Input/Output System, wat in het Russisch vertaald betekent: “Basis input/output systeem.” Deze naam werd gegeven aan een reeks microprogramma's die verantwoordelijk zijn voor de werking van de basisfuncties van videoadapters, beeldschermen, schijfstations, schijfstations, toetsenborden, muizen en andere basisinvoer-/uitvoerapparaten.
De belangrijkste functies van het BIOS zijn initiële lancering PC, testen en initiële installatie apparatuur, distributie van bronnen tussen apparaten en activering van de opstartprocedure van het besturingssysteem.
Waar wordt het BIOS opgeslagen en wat is CMOS
Gezien het feit dat het BIOS verantwoordelijk is voor de allereerste fase van het opstarten van de computer, ongeacht de configuratie, zou dit programma beschikbaar moeten zijn voor basis apparaten onmiddellijk nadat u op de aan/uit-knop van de pc hebt gedrukt. Daarom wordt het niet zoals de meeste gewone applicaties op de harde schijf opgeslagen, maar naar een speciale flashgeheugenchip op het moederbord geschreven. Zo is toegang tot het BIOS en het opstarten van de computer mogelijk, zelfs als er helemaal geen opslagmedium op de pc is aangesloten.
De allereerste computers gebruikten chips om het BIOS op te slaan. permanente herinnering(ROM of ROM), waarop de programmacode zelf ooit in de fabriek is geschreven. Iets later werden EPROM- en EEROM-chips gebruikt, waarbij het, indien nodig, mogelijk was om het BIOS te herschrijven, maar alleen met behulp van speciale apparatuur.
In moderne personal computers Het BIOS wordt opgeslagen in chips op basis van flash-geheugen, die met speciale programma's direct op een pc thuis kunnen worden herschreven. Deze procedure wordt meestal genoemd knipperend en is vereist om de firmware bij te werken naar nieuwe versies of deze te vervangen in geval van schade.
Veel BIOS-chips worden niet, zoals alle andere componenten, op het moederbord gesoldeerd, maar worden in een speciale kleine connector geïnstalleerd, waardoor u deze op elk moment kunt vervangen. Is het waar, deze kans Het is onwaarschijnlijk dat dit nuttig voor u zal zijn, aangezien gevallen waarbij vervanging van de BIOS-chip vereist is, zeer zeldzaam zijn en vrijwel nooit voorkomen bij thuisgebruikers.
Flash-geheugen voor BIOS-opslag kan verschillende capaciteiten hebben. Vroeger was dit volume erg klein en bedroeg het niet meer dan 512 KB. Moderne versies van het programma zijn iets groter geworden en hebben een volume van enkele megabytes. Maar vergeleken met moderne applicaties en multimediabestanden is dit in ieder geval minuscuul.
In sommige geavanceerde moederborden kunnen fabrikanten niet één, maar twee BIOS-chips tegelijk installeren: een hoofdchip en een back-upchip. Als er in dit geval iets met de hoofdchip gebeurt, zal de computer opstarten vanaf de back-upchip.
Naast het flashgeheugen waarin het BIOS zelf is opgeslagen, bevindt zich op het moederbord nog een ander type geheugen dat is ontworpen om configuratie-instellingen voor dit programma op te slaan. Het wordt vervaardigd met behulp van een complementaire metaaloxide-halfgeleider of CMOS(Complementaire metaaloxide-halfgeleider). Deze afkorting is de naam die wordt gegeven aan gespecialiseerd geheugen dat opstartgegevens van de computer bevat die door het BIOS worden gebruikt.
CMOS-geheugen wordt gevoed door een batterij die op het moederbord is geïnstalleerd. Hierdoor worden alle BIOS-instellingen opgeslagen wanneer u de computer loskoppelt van het stopcontact. Op oudere computers werden CMOS-geheugenfuncties aan een aparte chip toegewezen. In moderne pc's maakt het deel uit van de chipset.
POST-procedure en initiële pc-opstart
Laten we nu eens kijken hoe het initiële proces van het opstarten van een computer eruit ziet en welke rol het BIOS daarin speelt.
Nadat u op de aan/uit-knop van de computer hebt gedrukt, wordt eerst de voeding opgestart en wordt er spanning geleverd aan het moederbord. Als dit normaal is, geeft de chipset een resetcommando intern geheugen centrale verwerker en de lancering ervan. Hierna begint de processor achtereenvolgens opdrachten te lezen en uit te voeren die in het systeemgeheugen zijn geschreven, waarvan de rol wordt gespeeld door de BIOS-chip.
Helemaal aan het begin ontvangt de processor een opdracht om zelftests van computercomponenten uit te voeren ( NA- Zelftest bij inschakelen). De POST-procedure omvat verschillende fasen, waarvan u de meeste onmiddellijk na het inschakelen op het pc-scherm kunt bekijken. De volgorde van gebeurtenissen voordat het besturingssysteem begint met laden is als volgt:
1. Eerst worden de belangrijkste systeemapparaten bepaald.
3. Derde stap - het opzetten van de set systeem logica, of eenvoudiger gezegd, de chipset.
4. Vervolgens wordt de videokaart gezocht en geïdentificeerd. Als er een externe (onafhankelijke) videoadapter op de computer is geïnstalleerd, heeft deze een eigen BIOS, waarnaar het BIOS van het hoofdsysteem zal zoeken bepaald bereik geheugenadressen. Als er een externe grafische adapter wordt gevonden, is het eerste dat u op het scherm ziet een afbeelding met de naam van de videokaart, gegenereerd door het BIOS.
5. Nadat de grafische adapter is gevonden, wordt de integriteit van de BIOS-parameters en de batterijstatus gecontroleerd. Op dit moment beginnen diezelfde mysterieuze witte inscripties een voor een op het beeldscherm te verschijnen, wat ongerustheid veroorzaakt bij onervaren gebruikers vanwege een gebrek aan begrip van wat er gebeurt. Maar in feite gebeurt er op dit moment niets bovennatuurlijks, zoals je nu zelf zult zien. De eerste, bovenste inscriptie bevat in de regel het logo van de BIOS-ontwikkelaars en informatie over de geïnstalleerde versie.
6. Vervolgens start de CPU-test, waarna op het display het volgende wordt weergegeven geïnstalleerde chip: naam van de fabrikant, model en klokfrequentie.
7. Vervolgens begint het testen van RAM. Als alles goed gaat, wordt de totaal geïnstalleerde hoeveelheid RAM op het scherm weergegeven met het opschrift OK.
8. Nadat u de belangrijkste componenten van de pc hebt gecontroleerd, begint het zoeken naar het toetsenbord en het testen van andere I/O-poorten. In sommige gevallen stopt de computer in dit stadium mogelijk met opstarten als het systeem het aangesloten toetsenbord niet kan detecteren. In dit geval verschijnt er onmiddellijk een waarschuwing hierover op het scherm.
9. Vervolgens begint de detectie van schijven die op de computer zijn aangesloten, inclusief optische schijven, harde schijven en flashdrives. Informatie over de gevonden apparaten wordt op het scherm weergegeven. Als er meerdere controllers van verschillende fabrikanten op het moederbord zijn geïnstalleerd, kan hun initialisatieprocedure op verschillende schermen worden weergegeven.
Scherm ControllerdefinitieSerieelATA, die zijn eigen heeftBIOS, met de uitvoer van alle apparaten die erop zijn aangesloten.
10. In de laatste fase worden de middelen verdeeld onder de gevonden personen interne apparaten PC. Bij oudere computers wordt hierna een overzichtstabel met alle gedetecteerde apparatuur weergegeven. Bij moderne machines wordt de tafel niet meer op het display weergegeven.
11. Als de POST-procedure ten slotte succesvol is, begint het BIOS de aangesloten schijven te zoeken Thuis Opstartgebied (MBR), die gegevens bevat over het opstarten van het besturingssysteem en het opstartapparaat waarnaar verdere controle moet worden overgedragen.
Afhankelijk van de BIOS-versie die op de computer is geïnstalleerd, wordt doorgegeven POST-procedures kan plaatsvinden met kleine wijzigingen ten opzichte van de hierboven beschreven volgorde, maar over het algemeen worden alle hoofdstappen die we hebben aangegeven uitgevoerd bij het laden van elke pc.
BIOS-setuphulpprogramma
BIOS is een configureerbaar systeem en heeft eigen programma instellingen van sommige pc-hardwareparameters, genaamd BIOS-setuphulpprogramma of CMOS-installatiehulpprogramma. Deze wordt opgeroepen door tijdens de POST-zelftestprocedure op een speciale toets te drukken. Op desktopcomputers wordt hiervoor meestal de Del-toets gebruikt, en op laptops F2.
De grafische interface van het hardwareconfiguratieprogramma is zeer ascetisch en is sinds de jaren 80 vrijwel onveranderd gebleven. Alle instellingen hier worden alleen via het toetsenbord uitgevoerd; muisbediening is niet mogelijk.
CMOS/BIOS Setup heeft veel instellingen, maar de meest populaire die de gemiddelde gebruiker nodig heeft, zijn onder meer: het instellen van de systeemtijd en -datum, het selecteren van de volgorde van opstartapparaten, het in-/uitschakelen van het ingebouwde apparaat op het moederbord extra uitrusting(audio, video of netwerkadapters), het regelen van het koelsysteem en het bewaken van de processortemperatuur, evenals het wijzigen van de systeembusfrequentie (overklokken).
U diverse modellen moederborden kan het aantal configureerbare BIOS-parameters sterk variëren. Het breedste scala aan instellingen heeft meestal dure moederborden voor desktop-pc's, gericht op enthousiastelingen en hobbyisten computerspellen en versnelling. Het magere arsenaal is in de regel te vinden in budgetborden die zijn ontworpen voor installatie in kantoorcomputers. Ze schitteren ook niet met variatie. BIOS-instellingen de overgrote meerderheid van mobiele apparaten. In een apart artikel zullen we dieper ingaan op de verschillende BIOS-instellingen en hun impact op de werking van de computer.
BIOS-ontwikkeling en -update
In de regel wordt voor bijna elk moederbordmodel een eigen BIOS-versie ontwikkeld, die rekening houdt met de individuele technische kenmerken: het type chipset dat wordt gebruikt en de soorten gesoldeerde randapparatuur.
BIOS-ontwikkeling kan in twee fasen worden verdeeld. Eerst wordt het gemaakt basisversie firmware waarin alle functies zijn geïmplementeerd, ongeacht het chipsetmodel. Tegenwoordig wordt de ontwikkeling van dergelijke versies voornamelijk uitgevoerd door American Megatrends (AMIBIOS) en Phoenix Technologies, die de toenmalige grote speler op deze markt - Award-software(AwardBIOS, Award Modulair BIOS, Award WorkstationBIOS).
In de tweede fase, om BIOS-ontwikkeling moederbordfabrikanten verbinden zich. Op dit punt wordt de basisversie voor elk aangepast en verbeterd specifiek model bord, rekening houdend met de kenmerken ervan. Tegelijkertijd stopt het werk aan de BIOS-versie niet nadat het moederbord op de markt is gekomen. Ontwikkelaars brengen regelmatig updates uit die gevonden fouten kunnen herstellen, ondersteuning voor nieuwe hardware kunnen toevoegen en de functionaliteit van het programma kunnen uitbreiden. In sommige gevallen kunt u door het BIOS te updaten een ogenschijnlijk verouderd moederbord nieuw leven inblazen, bijvoorbeeld door ondersteuning toe te voegen voor een nieuwe generatie processors.
Wat is UEFI BIOS
Basis werkingsprincipes systeem-BIOS Voor desktopcomputers werden gevormd in de verre jaren 80 van de vorige eeuw. De afgelopen decennia heeft de computerindustrie zich snel ontwikkeld en gedurende deze tijd hebben zich voortdurend situaties voorgedaan waarin nieuwe apparaatmodellen niet compatibel bleken te zijn met bepaalde versies BIOS. Om deze problemen op te lossen moesten ontwikkelaars voortdurend de code van het onderliggende invoer-/uitvoersysteem aanpassen, maar uiteindelijk zijn een aantal softwarebeperkingen onveranderd gebleven sinds de tijd van de eerste thuis-pc's. Deze situatie heeft ertoe geleid dat het BIOS in zijn klassieke versie eindelijk niet meer voldoen aan de eisen van de moderne tijd computerhardware, waardoor de verspreiding ervan in de massale personal computersector wordt voorkomen. Het werd duidelijk dat er iets moest veranderen.
In 2011, met de lancering van de productie van moederborden voor Intel-processors Generatie Sandy Bridge geïnstalleerd in de LGA1155-socket, de massale introductie van het nieuwe software-interface om de computer op te starten - UEFI.
In feite werd de eerste versie van dit alternatief voor het reguliere BIOS door Intel ontwikkeld en met succes gebruikt serversystemen eind jaren negentig. Dan, nieuwe interface voor de eerste keer opstarten van de pc heette dit EFI (Extensible Firmware Interface), maar al in 2005 nieuwe specificatie genaamd UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Tegenwoordig worden deze twee afkortingen als synoniem beschouwd.
Zoals je kunt zien, hadden moederbordfabrikanten geen bijzondere haast om over te schakelen naar de nieuwe standaard, en probeerden ze tot het einde toe de traditionele BIOS-variaties te verbeteren. Maar de duidelijke achterlijkheid van dit systeem, inclusief de 16-bits interface, het onvermogen om meer dan 1 MB geheugenadresruimte te gebruiken, het gebrek aan ondersteuning voor schijven groter dan 2 TB en andere voortdurende onoplosbare compatibiliteitsproblemen met nieuwe apparatuur werden niettemin een probleem. serieus argument om over te stappen naar een nieuwe softwareoplossing.
Welke veranderingen bracht de door Intel voorgestelde nieuwe opstartinterface met zich mee en hoe verschilt deze van het BIOS? Net als in het geval van BIOS is de hoofdtaak van UEFI het correct detecteren van de hardware onmiddellijk na het inschakelen van de pc en het overdragen van de besturing van de computer besturingssysteem. Maar tegelijkertijd zijn de veranderingen in UEFI zo diepgaand dat het simpelweg onjuist zou zijn om het met BIOS te vergelijken.
BIOS is een vrijwel onveranderlijke programmacode ingebed in een speciale chip en communiceert rechtstreeks met computerapparatuur die gebruik maakt van zijn eigen computerapparatuur software. De procedure voor het opstarten van een computer met BIOS is eenvoudig: onmiddellijk na het inschakelen van de computer wordt de hardware gecontroleerd en eenvoudig geladen universele stuurprogramma's voor belangrijke hardwarecomponenten. Hierna vindt het BIOS de opstartlader van het besturingssysteem en activeert deze. Vervolgens wordt het besturingssysteem geladen.
Het UEFI-systeem kan een laag worden genoemd tussen de hardwarecomponenten van de computer, met hun eigen firmware, en het besturingssysteem, waardoor het ook BIOS-functies kan uitvoeren. Maar in tegenstelling tot BIOS is UEFI een modulair programmeerbare interface die test-, werk- en opstartservices, apparaatstuurprogramma's, communicatieprotocollen, functionele uitbreidingen en een eigen grafische schil, waardoor het lijkt op een zeer lichtgewicht besturingssysteem. Tegelijkertijd is de gebruikersinterface in UEFI modern, ondersteunt muisbesturing en kan in verschillende talen worden gelokaliseerd, waaronder Russisch.
Een belangrijk voordeel van EFI is dat het platformonafhankelijk is en onafhankelijk is van de processorarchitectuur. Dankzij de specificaties van dit systeem kan het met vrijwel elke combinatie van chips werken, of het nu x86-architectuur (Intel, AMD) of ARM is. Bovendien heeft UEFI directe toegang tot alle computerhardware en platformonafhankelijke stuurprogramma's, waardoor het mogelijk is om bijvoorbeeld internettoegang of schijfback-up te organiseren zonder het besturingssysteem te starten.
In tegenstelling tot BIOS kunnen de UEFI-code en alle bijbehorende service-informatie niet alleen op een speciale chip worden opgeslagen, maar ook op partities, zowel intern als extern. externe harde schijven, evenals netwerkopslag. Het feit dat opstartgegevens op ruime schijven kunnen worden geplaatst, maakt het op zijn beurt, dankzij de modulaire architectuur, mogelijk om EFI te voorzien van rijke functionaliteit. Dit kunnen bijvoorbeeld ontwikkelde diagnostische hulpmiddelen zijn, of handige hulpprogramma's die zowel tijdens het opstarten van de pc als nadat het besturingssysteem is opgestart, kunnen worden gebruikt.
Nog één belangrijkste kenmerk UEFI is de mogelijkheid om met enorme harde schijven te werken, gepartitioneerd volgens de GPT-standaard (Guid Partition Table). Dit laatste wordt door geen enkele BIOS-aanpassing ondersteund, omdat het 64-bits sectoradressen heeft.
Het opstarten van een op UEFI gebaseerde pc, zoals in het geval van BIOS, begint met het initialiseren van de apparaten. Maar tegelijkertijd deze procedure gebeurt veel sneller, omdat UEFI meerdere componenten tegelijkertijd in parallelle modus kan detecteren (BIOS initialiseert alle apparaten op hun beurt). Vervolgens wordt het UEFI-systeem zelf geladen, onder controle waarvan een reeks noodzakelijke acties wordt uitgevoerd (stuurprogramma's laden, initialiseren opstartschijf, het starten van opstartservices, enz.), en pas daarna start het besturingssysteem.
Het lijkt misschien dat een dergelijke uit meerdere stappen bestaande procedure de totale opstarttijd van de pc zou moeten verlengen, maar in werkelijkheid gebeurt het tegenovergestelde. Met UEFI start het systeem veel sneller op, dankzij ingebouwde stuurprogramma's en een eigen bootloader. Als gevolg hiervan ontvangt het besturingssysteem voordat het wordt gestart uitgebreide informatie over de hardware van de computer, waardoor het binnen een paar seconden kan opstarten.
Ondanks alle vooruitstrevendheid van UEFI zijn er nog steeds een aantal beperkingen die de actieve ontwikkeling en distributie van deze bootloader belemmeren. Feit is dat om alle mogelijkheden van de nieuwe opstartinterface te implementeren, volledige ondersteuning van besturingssystemen vereist is. Tot nu toe kunt u alleen met Windows 8 de mogelijkheden van UEFI volledig benutten. Er is beperkte ondersteuning voor de nieuwe interface beschikbaar voor 64-bits versies van Windows 7, Vista en Linux met kernel 3.2 en hoger. UEFI-mogelijkheden worden ook gebruikt opstartmanager BootCamp door Apple in hun eigen land Mac-systemen OS X
Hoe start een computer op vanuit UEFI als deze een niet-ondersteund besturingssysteem (WindowsXP, 32-bit Windows 7) of bestandspartitionering (MBR) gebruikt? Voor dergelijke gevallen is de nieuwe opstartinterface ingebouwd Compatibiliteitsondersteuningsmodule(Compatibility Support Module), wat in wezen een traditioneel BIOS is. Daarom kun je zien hoeveel moderne computers, uitgerust met moederborden met UEFI, start op de traditionele manier op in de modus BIOS-emulatie. Meestal gebeurt dit omdat hun eigenaren HDD-partities met traditionele MBR blijven gebruiken en niet willen overschakelen naar GPT-partitionering.
Conclusie
Het is duidelijk dat, in tegenstelling tot traditionele BIOS, UEFI-interface kan veel meer dan alleen het laadproces. Mogelijkheid om werkende services en applicaties te starten beginfase het laden van de pc en na het starten van het besturingssysteem opent een breed scala aan nieuwe mogelijkheden voor zowel ontwikkelaars als eindgebruikers.
Maar praat er tegelijkertijd over volledige weigering in de nabije toekomst van het basis-I/O-systeem is nog voorbarig. Allereerst moet u onthouden dat tot nu toe de meeste computers WindowsXP en 32-bit Windows 7 gebruiken, die niet door UEFI worden ondersteund. Ja, en harde schijven die zijn gemarkeerd volgens de GPT-standaard zijn meestal alleen te vinden in nieuwe laptopmodellen Windows-gebaseerd 8.
Dus totdat de meerderheid van de gebruikers, vanwege hun gewoonten of om andere redenen, gebonden zal zijn aan oudere versies van het besturingssysteem traditionele manieren markeringen op de harde schijf, blijft het BIOS het hoofdsysteem voor het opstarten van de computer.
Computers ontwikkelen zich elke dag steeds verder, waardoor ze nog beter en betrouwbaarder kunnen werken. Velen hebben waarschijnlijk al van BIOS gehoord, en als je Linux al hebt geïnstalleerd, dan weet je waarschijnlijk wat het is en heb je al configuratie-ervaring gehad. Je hebt waarschijnlijk gemerkt dat het BIOS moeilijk te configureren en te gebruiken is. Dit software laag niveau, en is de afgelopen twintig jaar onveranderd gebleven. Hierdoor kan de BIOS-technologie nu als verouderd worden beschouwd en aan vervanging toe zijn.
Het nieuwe systeem - UEFI zal uiteindelijk het BIOS vervangen, maar zoals bij de meeste nieuwe technologieën verloopt de implementatie ervan erg langzaam en langdurig. Gebruikers missen het belang van een laag besturingssysteem, en dat is precies wat UEFI probeert aan te pakken. In dit artikel zullen we kijken naar het verschil tussen uefi en bios, proberen erachter te komen welke beter is, bios of uefi, en ook bepalen welke beter is om te gebruiken.
BIOS staat voor Basic Input/Output System of in het Russisch: Basic Input/Output System. Dit is software op een laag niveau die een laag vormt tussen de computerhardware en het besturingssysteem.
Het BIOS start zodra u de computer aanzet, controleert en test de hardware en laadt vervolgens de opstartlader van het besturingssysteem.
Het BIOS-bord is in elk moederbord ingebouwd en kan, naast het voorbereiden van BIOS-hardware, in een aantal andere gevallen van pas komen. Omdat het BIOS onafhankelijk is van het besturingssysteem, hebt u toegang tot de instellingen ervan zonder dat het besturingssysteem is geïnstalleerd. Bovendien kunt u verschillende hardwareparameters configureren: processor- en geheugenfrequenties, bedrijfsspanning, latentie, enzovoort. Hiermee kunt u uw computer verfijnen en maximale prestaties behalen.
Over het algemeen is dit alles wat het BIOS doet, er is alleen een pseudo-grafische interface, belangrijke bedieningselementen en alleen hardware-instellingen. De BIOS-bootloader haalt het masterbootrecord - MBR, en er kan maar één bootloader zijn. Uiteraard kan er geen sprake zijn van het kiezen van een bootloader.
Wat is UEFI?
UEFI, of Unified Extensible Firmware Interface, is gebaseerd op EFI - een ontwikkeling van Intel, die is ontworpen om BIOS te vervangen. De EFI-standaard is in meerdere fasen ontwikkeld de afgelopen jaren en begint al aan populariteit te winnen nu fabrikanten het op hun apparaten gaan gebruiken in plaats van verouderde BIOS-technologie.
UEFI ondersteunt alle functies die in het BIOS zijn geïmplementeerd, evenals vele nieuwe functies, waardoor het de beste oplossing is voor gebruik op moderne computers.
Hier wordt, naast het initialiseren van de apparatuur, het lezen van instellingen uit het niet-vluchtige geheugen en het starten van de bootloader, een groot aantal functies ondersteund. We kunnen zeggen dat dit een besturingssysteem op laag niveau is. Dit is het belangrijkste bios verschil van uefi. Hier is ondersteuning voor hardwarestuurprogramma's, en hier is ondersteuning voor muis- en grafische kaart Er is ook een volwaardige console met ondersteuning voor het starten van applicaties, netwerken en het werken met apparatuur. Tot het punt waarop u niet alleen bestanden kunt kopiëren en verplaatsen in ondersteund bestandssystemen, maar speel ook schijven of muziek af als dit wordt ondersteund door EFI-programma's.
Hoewel het een aanzienlijk voordeel heeft ten opzichte van BIOS, heeft UEFI enkele beperkingen op 32-bits processors. 64-bits processors ondersteunen UEFI volledig, maar 32-bits processors ondersteunen sommige functies niet en het besturingssysteem moet de BIOS-omgeving ervoor emuleren om normaal te kunnen werken.
Op veel apparaten kun je er nu twee gebruiken oude modus bios of UEFI. Tijdens deze vele handige functies zijn verloren. CPU-makers en ontwikkelaars van besturingssystemen werken samen om dit probleem op te lossen, en ze doen goed werk.
Het bepalen van de UEFI of BIOS die op uw computer wordt gebruikt, is heel eenvoudig; u kunt eenvoudigweg naar de installatie-interface van de computer kijken voordat u opstart. Ik denk dat je hier alles al begrijpt.
Welke technologie is beter?
De oude BIOS-technologie is de afgelopen twintig jaar de industriestandaard geweest en heeft in die tijd niet veel veranderingen ondergaan vanwege beperkingen zoals slechts één megabyte geheugen, 16-bits instructies en een MBR-schijfpartitietabel die maximaal 2 TB ondersteunt. harde schijven en niet meer dan vier secties. Twintig jaar geleden was dit voldoende, maar naar moderne maatstaven zijn dergelijke beperkingen te streng.
Bovendien is UEFI-flexibiliteit noodzakelijk voor technologieën die nu beschikbaar zijn of in de toekomst beschikbaar zullen komen. De BIOS-limiet van één megabyte zorgde voor veel problemen voor hardwareontwikkelaars, maar nu is er zeker voldoende ruimte om apparaatstuurprogramma's te laden.
UEFI is modulair en kan dankzij de GPT-partitietabel 128 partities tot 8 exabytes groot ondersteunen. Het biedt ook een nauwere integratie met het besturingssysteem. Een zeer belangrijk onderdeel van UEFI is verhoogde beveiliging. Dit is een belangrijk verschil tussen bios en uefi. Gebruikers kunnen alleen geregistreerde besturingssystemen installeren. Elk besturingssysteem krijgt een sleutel die in de bootloader is ingebouwd, en het UEFI-systeem leest die sleutel en vergelijkt deze met zijn database. Als deze sleutel niet in de database aanwezig is, mag het besturingssysteem niet opstarten. Dit kan veel problemen met zich meebrengen Linux-distributies, maar dit probleem is opgelost. Bovendien kunnen gebruikers zelf sleutels aan de database toevoegen.
Dankzij de modulaire structuur van UEFI kunnen later nieuwe functies worden toegevoegd en daarmee het bestaande systeem worden uitgebreid. Dit maakt een dergelijk systeem veelbelovender en gemakkelijker te gebruiken.
Nieuwere UEFI-systemen zijn veel gemakkelijker te gebruiken en hebben een volledige grafische interface met een muisaanwijzer en intuïtieve menu's. Je krijgt de mogelijkheid om alles heel eenvoudig te configureren. Bovendien kunnen moederbordfabrikanten verschillende UEFI-softwaremodules ontwikkelen waarmee u eenvoudig verschillende hardware kunt testen.
Over het algemeen wint de eerste bij het vergelijken van UEFI en BIOS vanwege de modulariteit, uitbreidbaarheid, onafhankelijke stuurprogramma's en gebruiksgemak. Het zal nog enige tijd duren voordat gebruikers voor BIOS of UEFI kunnen kiezen en de nieuwe technologie zal langzaam de oude vervangen. Meer en meer meer fabrikanten gebruiken UEFI op hun borden en computers en gebruiken steeds minder 32-bits processors. Maar net als bij alle andere ontwikkelingen op dit gebied computerapparatuur zal het lang duren om over te schakelen naar UEFI. Je kent nu het verschil tussen uefi en bios en kunt de juiste keuze maken bij het kopen van een nieuw apparaat.
