BIOS

Un chip ROM che contiene il BIOS

In informatica, il Basic Input-Output System o BIOS (pronuncia inglese: ˈbaɪəʊs) è un insieme di routine software, generalmente scritte su memoria ROM, FLASH o altra memoria non volatile, che fornisce una serie di funzioni di base per l'accesso all'hardware del computer e alle periferiche integrate sulla scheda madre da parte del sistema operativo e dei programmi. Nei computer IBM-compatibili la ROM del BIOS contiene anche il POST, il primo programma che viene eseguito dopo l'accensione, coinvolto pertanto nella fase di avvio (boot) del sistema di elaborazione.

Descrizione

Nei primi Personal Computer di IBM, il BIOS supportava tutte le periferiche e il DOS faceva completo affidamento su di esso per le operazioni a basso livello, ma con l'evoluzione tecnologica successiva le capacità offerte dalle routine di gestione del BIOS (al tempo non aggiornabili, poiché scritte su memoria ROM) divennero presto insufficienti. I moderni sistemi operativi, come Microsoft Windows o Linux, per le loro operazioni di Input/Output, non fanno più uso del BIOS, e accedono direttamente all'hardware.

Sovente il BIOS è compilato in linguaggio assembly nativo della famiglia di CPU utilizzata. La compilazione informatica dei BIOS per i PC recenti è realizzata su memorie EEPROM riscrivibili, quindi può essere aggiornata tramite modifica: i costruttori mettono a disposizione nuove versioni di BIOS per correggere difetti rilevati oppure aggiungere supporto a nuove periferiche hardware non previste al momento della produzione del BIOS.
L'operazione di aggiornamento richiede cautela poiché, qualora non andasse a buon fine, a causa di un black out, o altri inconvenienti elettrici, potrebbe rendere inutilizzabile la scheda madre.

L'acronimo apparve per la prima volta con il sistema operativo CP/M e descriveva quella parte di CP/M che veniva caricata all'avvio, che si interfacciava direttamente con l'hardware. I computer che utilizzavano il CP/M avevano infatti soltanto un boot loader nella ROM. Anche le successive versioni del DOS avevano un file, nominato IBMBIO.COM o IO.SYS del tutto analoghi.

Pur essendo BIOS un acronimo, c'è un richiamo alla parola greca βίος (bios) vita.

Avvio del PC

A partire dall'introduzione dei primi IBM PC XT e compatibili nell'agosto del 1981, il BIOS ha il compito di dare, durante la fase di avvio, detta boot process, i primi comandi al sistema. In questa fase, dopo i controlli preliminari sulla funzionalità dei componenti fondamentali (interrupt, RAM, tastiera, dischi, porte), per elencare e inizializzare correttamente le periferiche presenti, il BIOS legge alcuni parametri, come l'ora e la data corrente, da una piccola memoria RAM CMOS tamponata, ossia mantenuta sotto tensione elettrica anche a PC spento da una batteria, del tutto separata dalla RAM principale del computer.

Nelle moderne implementazioni del BIOS possono essere selezionati differenti tipi di supporto per l'avvio e sono presenti numerose funzioni per la diagnostica e la personalizzazione di importanti funzioni relative all'utilizzo della RAM, alle opzioni per l'overclocking e sono presenti segnali acustici di allarme in caso di malfunzionamenti delle ventole atte al raffreddamento del CPU o l'eccessivo aumento della temperatura generale dell'intera scheda madre.

BIOS riprogrammabile

Il BIOS è il firmware del computer, pur essendo composto da istruzioni software, è una parte integrante dell'hardware. Prima del 1990, il BIOS veniva memorizzato su una o più ROM, non riprogrammabili. Con l'aumentare della complessità, di pari passo con la necessità di aggiornamenti, si è diffusa la memorizzazione del firmware BIOS dapprima su EPROM, poi su EEPROM o flash memory, per permettere un rapido aggiornamento anche dall'utente inesperto. L'esistenza di BIOS aggiornabili dall'utente finale, permette di ottenere il supporto per CPU più aggiornate o per dischi fissi più capienti. Per effettuare tali operazioni è indispensabile consultare il manuale d'uso fornito con la scheda madre, il sito web del produttore o entrambe le modalità.

Giacché eventuali errori nell'aggiornamento del BIOS rendono il computer inutilizzabile, alcune schede madri sono dotate di un doppio BIOS che consente di ripristinarne l'uso della macchina a seguito di una riprogrammazione erronea. Sono noti alcuni virus in grado di sovrascrivere il BIOS (come il famigerato CIH o Cernobyl virus). Tuttavia la maggior parte dei sistemi è dotata di un'opzione, nel BIOS stesso, per disabilitare le funzioni di scrittura e - talvolta - di un ponticello che disabilita le tensioni di programmazione necessarie per l'alterazione della EPROM: una ROM riscrivibile.

L'accesso al menu del BIOS avviene premendo un tasto o una combinazione di tasti, che variano tra produttori e modelli, durante la fase di POST. Alcune combinazioni utilizzate sono:

• tasto Del/Canc
• F1
• F2
• F11
• F12
• Esc
• Ctrl+Esc
• Ctrl+Alt

La navigazione visiva fra le schede e funzionalità del BIOS avviene generalmente da tastiera; tuttavia, nelle recenti versioni, che prendono il nome di UEFI BIOS, è supportata la navigazione a puntatore mouse o tramite touch pad.

Firmware su schede di espansione

Un computer può integrare il proprio BIOS con altri moduli: esistono schede di espansione che possono impiegare estensioni proprietarie del BIOS in aggiunta al contenuto di quello collocato sulla scheda madre; come: la scheda video, o un controller SCSI.

Il BIOS della scheda madre, durante la fase di boot, può individuare nella memoria reale da 0xC8000 a 0xF0000 saltando di 2 kilobyte e cercando una firma "0x55 0xaa", che è seguita immediatamente da un byte che indica il numero di blocchi da 512 byte che l'espansione occupa nella memoria reale: il BIOS effettua una chiamata all'indirizzo successivo, che è la prima istruzione della subroutine di startup del BIOS della periferica e registra gli interrupt necessari, svolge le funzioni diagnostiche e mostra a video informazioni sulla scheda di espansione installata.

Boot e sicurezza

Il BIOS è normalmente in grado di caricare un sistema operativo da diversi dispositivi di memorizzazione di massa, come dischi fissi, floppy, CD-ROM, memorie di massa USB, e talvolta anche di eseguire un boot da rete, attraverso PXE.

Ciò permette di caricare un sistema operativo diverso da quello previsto dall'amministratore di sistema, e quindi di eludere qualsiasi politica di sicurezza basata sul sistema operativo già installato.

Epilogo

Con l'avvento del firmware basato su tecnologia UEFI e la successiva introduzione sul mercato (a partire dal 2010), il BIOS, inteso come vecchia interfaccia utente del firmware, è destinato a progressivi rimpiazzi e quindi alla definitiva uscita di scena.

Voci correlate

• OpenBIOS
• LinuxBIOS
• Extensible Firmware Interface
• iAMT
• Open Firmware

Altri progetti

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• Wikizionario
• Wikimedia Commons

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su BIOS

Collegamenti esterni

Significato Beep Bios

Controllo di autorità	GND: (DE) 4202226-5