在我們的計算機啟動過程中,BIOS(基本輸入/輸出系統)扮演著至關重要的角色。它未來的發展從最早的PC BIOS演變至今,BIOS一直是計算機在開機時進行硬體初始化的重要系統之一。
BIOS被設計用來在計算機啟動時,提供運行時服務給作業系統和程序,並執行硬體初始化。
BIOS的概念最早出現在1975年的CP/M作業系統中,創始人Gary Kildall首次將其名稱命名為「基本輸入/輸出系統」。隨著IBM PC的推出,BIOS也開始成為PC的標準組件。最開始的BIOS是專有的,隨著時間的推移,許多公司開始模仿和逆向工程,像是Phoenix Technologies等企業也開始推出兼容的BIOS版本。
BIOS最早是存儲在ROM芯片上,後來隨著技術進步,內容逐漸轉為儲存於可重新寫入的快閃記憶體中。
當計算機被打開時,BIOS會開始一系列自檢程序,這通常稱為上電自檢(POST)。在這個過程中,BIOS會檢查系統的硬體組件,如CPU、RAM、主板和顯示卡等,確保它們在正常工作狀態。然後,BIOS會查找啟動加載程式,通常存於硬碟、光碟或可移動媒介中。
啟動加載程式的第一個階段是BIOS將其加載到記憶體並執行以給予計算機的控制權。
隨著技術的進步,BIOS也面臨著許多限制。為了解決這些問題,統一可擴展韌體介面(UEFI)於近年來開始取代傳統的BIOS。UEFI不僅加入了許多新功能,還能兼容舊有的BIOS系統,確保計算機的啟動流程能夠無縫過渡。
自2020年起,所有基於Intel平台的PC將不再支持傳統的BIOS,Windows 11的推出也標誌著新技術的到來。
BIOS的方便性雖然提高了系統的靈活性,但同時也帶來了安全隱患,例如可能受到BIOS rootkits的感染。此外,BIOS升級失敗也可能導致主板無法使用,這稱為“變磚”現象。因此,升級BIOS時需謹慎。
過去的BIOS介面非常簡單,通過燈號或錯誤代碼進行訊息傳遞。但自1990年代中期以來,BIOS的設置工具逐漸成為流行,讓使用者可以通過互動式菜單來設置系統選項。現代最受歡迎的BIOS類型提供使用者友好的介面,讓使用者可以根據自身需求調整硬體配置。
使用者可以輕鬆選擇啟動順序,從而決定計算機系統的啟動次序,非常便利。
用戶有能力設定啟動優先權,可能會選擇將可移動媒介設置為開機設備。這對於某些特殊情況或救援系統非常重要。在啟動失敗的情況下,現代BIOS會显示错误信息,或者自動進入BIOS配置工具,讓使用者進行檢查。
當然,現代計算機的運行環境變化使得我們在使用BIOS的過程中必須要面對新的挑戰。如何平衡便捷性與安全性,將會是未來BIOS設計的關鍵問題?