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bios是什麽呀

BIOS(Basic Input Output System),基本輸入/輸出系統 是被固化到計算機主板上的ROM芯片中的壹組程序,它為計算機提供最低級、最直接的硬件控制功能。和其它程序不同的是,BIOS是儲存在BIOS芯片中的,而不是儲存在磁盤中,由於它屬於主板的壹部分,因此常被稱為“Firmware”(固件)。BIOS ROM芯片在主板上比較醒目,芯片上面通常都貼有“BIOS”字樣的標簽(^10030901a^)。此外,不同的主板生產廠家采用的BIOS ROM芯片也不同,下面就讓我們壹起來看看它的分類。

#1 壹、按芯片類型分

1.在電腦發展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只讀存儲器)芯片中。而ROM內部的資料是在ROM的制造過程中,用特殊的方法燒錄進去,只能讀取,不能修改(如^10030901b^所示就是8088主板上的BIOS ROM芯片)。

2.由於ROM芯片的制造和升級極不方便,後來人們便發明了PROM(Programmable ROM,可編程ROM)。最初從工廠中生產出來的PROM內部並沒有資料,用戶可以用專用的編程器將自己的資料寫入,但只能寫入壹次,壹旦寫入就再也無法修改。若在寫入過程中出現錯誤,那芯片只能報廢。PROM的特性和ROM相同,但成本比ROM要高,而且寫入資料的速度比ROM慢。

3.EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可編程ROM)芯片可重復擦除和寫入,解決了PROM芯片只能寫入壹次的弊端。EPROM有兩種,壹種是不帶窗口的,其特性和PROM類似,在專用編程器上只能寫入壹次,如果寫錯了,芯片只能報廢,這種芯片在各種顯卡、聲卡和以前的解壓卡上都能見到(如^10030901c^所示就是S3375顯卡上的這種EPROM芯片)。另壹種EPROM是指帶窗口的EPROM(也是我們大家常見的那種),這種EPROM芯片有壹個很明顯的特征:在正面的陶瓷封裝上,開有壹個玻璃窗口,透過該窗口,可以看到其內部的集成電路,壹旦紫外線透過該孔照射內部芯片,就可以擦除其中的數據。當然,完成芯片擦除的操作也可以用專門的EPROM擦除器(^10030901d^)。要向EPROM內寫入資料必須用專門的編程器,同時必須要加壹定的編程電壓(範圍在12V~24V,隨不同的芯片型號而定)。EPROM的型號是以27開頭的,如^10030901e^所示的27C020(8×256K)是壹片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在寫入資料後,還要以不透光的貼紙或膠布把窗口封住,以免受到紫外線照射而使資料受損。

4.EPROM雖然已具備了可重復寫入的能力,但要借助EPROM擦除器和專用編程器進行擦除和寫入程序,很不方便。這時,EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,電可擦除可編程ROM)(^10030901f^)應運而生了。EEPROM的擦除不需要借助其他設備,它是用電子信號來修改內容的,而且是以Byte為最小修改單位,寫入數據時不必將內部資料全部洗掉,而且只要通過廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫芯片內部的內容,徹底擺脫了EPROM 擦除器和編程器的束縛。但EEPROM屬於雙電壓芯片,在寫入數據時,仍要加壹定的編程電壓。正由於EEPROM芯片的雙電壓特性,采用該芯片的BIOS具有良好的防毒功能(當把主板上防BIOS寫入的跳線開關撥至“ON”位置,並給芯片加上相應的編程電壓,就可以方便地升級BIOS;反之,把跳線開關撥至“OFF”位置,防止CIH類病毒對BIOS芯片進行非法修改),所以至今仍有不少主板采用EEPROM作為BIOS芯片。

5.Flash ROM(快閃ROM,^10030901g^),則屬於真正的單電壓芯片,其特性類似EEPROM,因此,Flash ROM常被看作EEPROM的壹種。事實上,二者還是有差別的。Flash ROM在擦除時,也要執行專門的刷新程序,但是在刪除資料時,並非以Byte為基本單位,而是以Sector(又稱Block)為最小單位,Sector的大小隨廠商的不同而有所不同;只有在寫入時,才以Byte為最小單位寫入;Flash ROM芯片的讀/寫操作都是在單電壓下進行,不需設置跳線,只須用專門的刷新程序即可方便地修改芯片中的內容;Flash ROM的存儲容量普遍大於EEPROM,約為512K至8M,很適合用來存放程序碼,近年來已逐漸取代了EEPROM的地位,廣泛用作為主板的BIOS ROM芯片。不過,它也很容易受到CIH病毒的攻擊。

#1 二、按芯片容量分

現在主板上常見的Flash ROM的容量多為1M bits(^10030901h^左邊)或2M bits(^10030901h^右邊),甚至4M bits(^10030901j^)。而早在486時代,壹般只用512K Bits的BIOS ROM,從Pentium級以後就主要采用1M Bits的BIOS ROM了,隨著BIOS的功能越來越多,支持的硬件越來越多,程序代碼也就越來越長,1M Bits的容量已不夠用了,因此目前主板大多采用2M甚至4M Bits的BIOS ROM。

因為各類芯片上的型號標識都嚴格遵循集成電路編號規則,因此從芯片的編號上我們就可以得知芯片的類型、容量和讀寫速度,如W29C020-12,就是壹片32腳封裝的Flash ROM芯片,在芯片上容納了256個存儲單元,每個單元占1個字節長度,所以每片的容量為256K×8(即2Mbits),其讀寫速度為120ns。

#1 三、以封裝形式分

早期的BIOS芯片大多采用DIP(雙列直插)封裝形式。隨著半導體封裝技術的發展,SOJ、TSOP、PSOP、PLCC等多種封裝形式相繼出臺。目前臺式機主板上的BIOS大多還是DIP封裝,有的為節省空間,采用了PLCC形式的封裝(^10030901k^)。筆記本電腦上的BIOS大多采用SOJ封裝。為了方便更換BIOS芯片,現在主板上都安裝有BIOS插座,使用專門的起拔工具可以取下、更換BIOS芯片。

#1 四、以芯片的生產廠商分

目前,生產ROM芯片的廠家很多,主要有Winbond、Intel、ATMEL、SST、MXIC等公司。由於Winbond(華邦)生產BIOS ROM芯片時間較早,與主板的原始設計相兼容,因而市場占用量較大。Intel公司則在Flash ROM市場始終占據領導地位,其586時代的I28F001BX芯片、I810(815)主板上的N82802AB芯片,都在BIOS的恢復方面給人留下了深刻的印象(^10030901l^為在RF810編程器上列出的常見的BIOS ROM芯片的生產廠商)。

其實,不光主板上有BIOS,其它壹些PC設備,如網卡、顯卡、MODEM、數字相機、硬盤等也有所謂的BIOS,顯卡上的BIOS主要是完成顯卡和主板之間的通訊;硬盤的啟動和使用也需要HDD BIOS來完成。這些外部設備上的BIOS也和主板的BIOS壹樣,采用Flash ROM作BIOS ROM芯片,可以方便地進行升級。

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