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)”。它的全稱應該是ROM－BIOS，意思是只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)。其實，它是一組固化到計算機內(nèi)主板上一個ROM芯片上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設置信息、開機上電自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。有人認為既然BIOS是“程序”，那它就應該是屬于軟件，感覺就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不這么認為，因為它與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?shù)鼐o密。形象地說，BIOS應該是連接軟件程序與硬件設備的一座“橋梁”，負責解決硬件的即時要求。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。主板上的BIOS芯片或許是主板上唯一貼有標簽的芯片，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，上面的標簽起著保護BIOS內(nèi)容的作用（紫外線照射會使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)動程序盤，可以對EEPROM進行重寫，方便地實現(xiàn)BIOS升級。常見的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等，在芯片上都能見到廠商的標記。

　　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。

　　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計算機系統(tǒng)所采用，因?qū)Ω鞣N軟、硬件的適應性好、硬件工作可靠、系統(tǒng)性能較佳、操作直觀方便的優(yōu)點受到用戶的歡迎。

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

　　AMIWinBIOS已經(jīng)有多個版本，目前用得較多的有奔騰機主板的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主板機都采用AwardBIOS，功能比較齊全，對各種操作系統(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：計算機電源接通后，系統(tǒng)將有一個對內(nèi)部各個設備進行檢查的過程，這是由一個通常稱之為POST（PowerOnSelfTest/上電自檢）的程序來完成，這也是BIOS程序的一個功能。完整的自檢包括了對CPU、640K基本內(nèi)存、1M以上的擴展內(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設置中的啟動順序搜尋軟、硬盤驅(qū)動器及CDROM、網(wǎng)絡服務器等有效的啟動驅(qū)動器，讀入操作系統(tǒng)引導記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導記錄，由引導記錄完成系統(tǒng)的啟動，你就可以放心地使用你的寶貝了。

　　其次是硬件中斷處理：計算機開機的時候，BIOS會告訴CPU等硬件設備的中斷號，當你操作時輸入了使用某個硬件的命令后，它就會根據(jù)中斷號使用相應的硬件來完成命令的工作，最后根據(jù)其中斷號跳會原來的狀態(tài)。

　　再有就是程序服務請求：從BIOS的定義可以知道它總是和計算機的輸入輸出設備打交道，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備的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)軟件應用程序?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)，其主要功能是為計算機提供最底層的、最直接的硬件設置和控制;BIOS的功能分為三個部分：第一部分是自檢及初始化，即主要負責啟動電腦，包括用于電腦剛接通電源時對硬件部分的檢測、初始化、引導程序；第二部分是程序服務處理，即主要是為應用程序和操作系統(tǒng)服務，這些服務主要與輸入輸出設備有關(guān)，例如讀磁盤、文件輸出到打印機等；第三部分是硬件中斷處理，主要是分別處理PC機硬件的需求，BIOS的服務功能是通過調(diào)用中斷服務程序來實現(xiàn)的，這些服務分為很多組，每組有一個專門的中斷。

　　（一）自檢及初始化

　　這部分負責啟動電腦，具體有三個部分，第一個部分是用于電腦剛接通電源時對硬件部分的檢測，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CPU，640K基本內(nèi)存，1M以上的擴展內(nèi)存，ROM，主板，CMOS存儲器，串并口，顯示卡，軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤進行測試，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)有錯誤，將按兩種情況處理：對于嚴重故障（致命性故障）則停機，此時由于各種初始化操作還沒完成，不能給出任何提示或信號；對于非嚴重故障則給出提示或聲音報警信號，等待用戶處理。

　　第二個部分是初始化，包括創(chuàng)建中斷向量、設置寄存器、對一些外部設備進行初始化和檢測等，其中很重要的一部分是BIOS設置，主要是對硬件設置的一些參數(shù)，當電腦啟動時會讀取這些參數(shù)，并和實際硬件設置進行比較，如果不符合，會影響系統(tǒng)的啟動。

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

　　（二）程序服務處理和硬件中斷處理

　　這兩部分是兩個獨立的內(nèi)容，但在使用上密切相關(guān)。

　　程序服務處理程序主要是為應用程序和操作系統(tǒng)服務，這些服務主要與輸入輸出設備有關(guān)，例如讀磁盤、文件輸出到打印機等。為了完成這些操作，BIOS必須直接與計算機的I/O設備打交道，它通過端口發(fā)出命令，向各種外部設備傳送數(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機硬件的需求，因此這兩部分分別為軟件和硬件服務，組合到一起，使計算機系統(tǒng)正常運行。

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

　　CMOS是互補金屬氧化物半導體的縮寫。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。它存儲了電腦系統(tǒng)的實時鐘信息和硬件配置信息等。系統(tǒng)在加電引導機器時，要讀取CMOS信息，用來初始化機器各個部件的狀態(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去的，以前的BIOS芯片中的內(nèi)容只能讀不能改，一且燒錄進去，用戶只能驗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），一路升級到系統(tǒng)之家如今的FLASHROM（快擦寫存儲芯片），我們已經(jīng)可以通過很多種方法針對FLASHROM進行數(shù)據(jù)的修改，甚至很多主板廠商還提供了BIOS升級的程序和網(wǎng)站。

　　方法/步驟

　　而猖獗一時的CIH病毒就是利用了FLASHROM芯片這一特征，輕松實現(xiàn)對BIOS芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)進行破壞，進而導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CIH病毒破壞的BIOS芯片進行數(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，對于同一種型號的芯片，不論是什么封裝形式，其管腳的功能都是一一對應的，如圖所示是29c0101MFlashRom系列BIOS芯片的32個引腳的定義。

　　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分為如下幾個部分：

　　*A0?A17：地址線

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

　　*OE#：數(shù)據(jù)允許xp輸出信號端（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CPU發(fā)出尋址指令時，南橋會要求BIOS芯片進行初始化操作（由INIT#引腳負責），當INIT#引腳由3V電壓信號轉(zhuǎn)為低電平信號后，BIOS芯片便開始自檢等操作。