بایوس لپ تاپ چیست و چگونه کار می کند ؟!

سلام امروز میخوام در مورد بایوس لپ تاپ باهاتون صحبت کنم . احتمالا زمانی که لپ تاپ و یا کامپیوترتون خراب میشه زیاد اسم بایوس رو شنیدید . بایوس نوعی سفت افزار ( ترکیب نرم افزار و سخت افزار است ) وظیفه هماهنگی ، پیکربندی پایه و بوت کردن سیستم عامل به عهده بایوس است. این فناوری ، سخت افزار را مقدار دهی اولیه می کند.  تنظیمات سیستمی که سطح پایین دارند با Bios قابل دسترسی هستند. وقتی که کامپیوتر یا لپ تاپ را روشن می کنید، اولین چیزی که بارگذاری می شود بایوس لپ تاپ است.

• به برنامه های کوچکِ تقریبا ثابت در سخت افزار های انواع وسایل الکترونیک ( سفت افزار ) می گویند.

• BIOS نوعی میان افزار (سفت افزار) است و پس از روشن شدن کامپیوتر اولین برنامه ای است که اجرا میشود.
• این سفت افزار ، درون چیپی در مادربرد وجود دارد.
• BIOS وظیفه راه اندازی اولیه و تست سلامت قطعه های ضروری سیستم را عهده دار است
• بعد که از سلامت قطعات مطمئن شد،سیستم عامل را میابدو کنترل سیستم را به آن واگذار میکند.

بیاید برای ساده تر شدن موضوع با یک مثال خیلی راحت جلو برویم

اگه رایانه ما ( لپ تاپ ) خانه ای باشد، آنگاه BIOS در آن به عنوان سرایدار مشغول به کار است.  قبل از اینکه خانه را به صاحب خانه ( سیستم عامل ) تحویل بدهد، همه جای آن را چک می کند تا بدون ایراد باشد.
BIOS (بایوس) کد های کنترلی عمومی ضروری دارد. و از آن برای تست کردن سخت افزار ها استفاده می کند. به عبارتی اگر بایوس کار نکند ، سیستم هم کار نخواهد کرد. از روشن شدن لپ تاپ و چرخش فن ها تا بررسی فرکانس کاری پردازنده و در مراحل بارگذاری درایور های لازم برای بوت کردن سیستم عامل به BIOS نیاز است.

بایوس در ویکی پدیا

BIOS کجا تعبیه شده است ؟

• در مادربردهای قدیمی در حافظه ROM قرار داشت .
• BIOS در نسخه های جدید مادربرد در حافظه Flash است.
• قرار گرفتن بایوس در حافظه فلش، باعث راحتی روند بروز رسانی آن شده  و feature های جدید به آن می افزاید. و در نهایت باگ ها را از بین میبرد.
• از نقاط ضعف قرار گرفتن BIOS در فلش ، خطر آلوده شدن بایوس توسط Rootiki است.

بایوس لپ تاپ 

• بعد از اینکه دستگاه را باز و به مادربرد دسترسی پیدا کردید، باید دو طرف برد را نگاه کنید. بایوس  در لپ تاپ ( یک چیپ ) به شکل مربع است.
•  از شکل ظاهری و برند آن که معمولا Win band است، می توان متوجه وجودش شد.
• بعضی از دستگاه ها دو بایوس دارند ؛ یکی حجم بالاتر و دیگری با حجم کمتر نسبت به اولی است.
• این دو در کنار هم تعبیه شده اند و بخوبی و با هماهنگی کامل کار می کنند.

انواع بایوس

کلمه Bios در اصل کوتاه شدۀ عبارت ( Basic Input Output System ) بوده و به عنوان نوعی سفت افزار که در تراشۀ مادر بورد ذخیره شده وجود دارد.

ROM -Read Only Memory : این مدل قابلیت برنامه ریزی مجدد نداشته و فقط قابل خواندن است.

PROM-Programmable ROM : این ROM خالی تولید شده و قابل پروگرام کردن است و می تواند با کمک دستگاه برنامه نویس P-ROM راه اندازی شود. P-Rom تنها یکبار ویرایش و به روز میشود.

EPROM-Erasable PROM
این نوع ، با نور ماوراء بنفش پاک میشود و با برنامه RPROM برنامه ریزی می شود. عملیات پروگرام چندین بار می تواند تکرار شود. اما پاک کردن و باز نویسی زیاد، تراشه را بدون فایده میکند.

EEPROM – Electrically EPROM : این نوع بایوس هارا مانند محتویات فلش و بدون حذف تراشه می توان پاک کرد.

FLASH

• حافظه فلش نمونه ی بسیار جدید از فناوری ذخیره سازی به نام دستگاه های حالت جامد است.
• این مدل ذخیره سازی قابل حمل است و به دلیل داشتن قیمت پایین ، فضا و ظرفیت ذخیره سازی در برابر رقیب های خود بسیار محبوب است .
• دستگاه های حالت جامد بخاطر نداشتن قطعات متحرک با اطلاعات ذخیره شده در تراشه های نیمه هادی، قوی و قابل اعتماد هستند.
• در حال حاضر، این تکنولوژی در قالب حافظه فلش استفاده می شود که برای ذخیره سازی سیستم مادربرد قابل استفاده است.
• حافظه فلش میتواند بخواند و بنویسد و  برای حفظ داده های خود به منبع انرژی نیاز دارد.

کلید های ورود به بایوس

برند های مختلف، از دکمه های متفاوتی برای ورود به بایوس استفاده می کنند. بعضی از آنها با فشردن کلید DEL وارد بایوس می شوند. اما لپ تاپ ها و کامپیوتر ها قاعده مخصوصی ندارند. مثلا در دستگاه های ASUS کلید F2 شما را وارد محیط بایوس می کند. در دستگاه های ایسر باید کلید F10 را بفشارید. اما به طور عمده دسترسی به بایوس راحت است.

نحوه ورود به بایوس لپ تاپ

وقتی دستگاه خود را روشن می کنید، با دیدن اولین تصویر فورا کلید  ( مربوطه ) را فشار دهید. در ادامه می توانید با دکمه های کیبورد به قسمت های مختلف Setup روید . 

• اگر از BIOS Setup اطلاعی ندارید بهتر است اقدام به تغییر گزینه ها نکنید. اینکارسبب اختلال بین نرم افزار و سخت افزار می شود.

تفاوت بایوس UEFI و بایوس معمولی

به طور کلی بایوس های UEFI از محیط  کاربری پیچیده و روابط کاربری بهتر برخوردار است. در این نوع بایوس ها میتواند از موس استفاده کنید. بایوس های معمولی ، محیط کاربری ساده ای دارند و در آن ها نمیتوان از موس استفاده کرد. با کیبورد به محل مربوط میرویم و تنظیماتی را که میخواهیم اعمال میکنیم.  بایوس های معمولی در سیستم هااستفاده نمیشود وکارخانجات ساخت مادربرد به جای آن ،بایوس های UEFT را ارائه میدهند.

وظایف بایوس

همان طور که در بالا گفته شد،کار های ابتدایی برای راه اندازی سیستم به عهده ی بایوس است. در زیر به آن ها اشاره می کنیم:

• Power On Self Test (به اختصار POST)
• درایوهای بایوس
• راه اندازی سیستم عامل
• پیکربندی‌های بایوس
• فعال کردن بایوس سایر قطعات
• کنترل قطعات سخت افزاری
• Power On Self Test (به اختصار POST)

بایوس ، قطعه های سخت افزار را قبل از اینکه سیستم عامل راه اندازی شود، تست و آزمایش می کند. اگر مشکلی در قطعات وجود داشت (برای مثال نصب نبودن RAM) با بوق هایی به نام Beep به کاربر خبر داده می شود. انجام کارهای بایوس به وسیله درایور ها انجام می شود . 

درایوهای بایوس چیست؟

درایو های BIOS رابط های بین نرم افزار و سخت افزارند. بایوس با استفاده از درایو های سطح پایین ، ورودی هایی مثل کیبورد و سایر قطعه ها را کنترل می کند. در نهایت امکان کنترل کردن قطعه ها و آماده سازی آنها فراهم می شود.

راه اندازی سیستم عامل

مهم ترین وظیفه بایوس، راه اندازی سیستم عامل است. BIOS با استفاده از رکورد راه انداز اصلی یا MBR در حافظه جانبی، کنترل سیستم را به سیتم عامل می دهد. آخرین کاری که بایوس هنگام روشن شدن کامپیوتر انجام می دهد، این فرایند است. بایوس با چک کردن حافظه هایی که برای بوت شدن الویت بندی شده اند سیستم عامل را بارگذاری می کند.

MBR : قسمتی از حافظه که وظیفه ی اجرای سیستم عامل به صورت غیر زنده در بر دارد 

پیکربندی‌های بایوس چیست؟

بایوس این امکان را دارد که با توجه به نکات زیر تنظیمات پایه ای سخت افزار را انجام بدهد.

• نیاز کاربر
• تطابق و هماهنگی قطعه ها
• کارایی و عملکرد سیستم

مثلا کاربر می تواند برای حافظه های گوناگون الویت بوت شدن تعیین کند، ماژول صدای Onboard ویا کنترلر USB را تنظیم کند. درگاه های مختلفِ موازی و سریال را پیکربندی کند و در صورتی که نیاز باشد منابع را Overclock کند. این کارها با استفاده از Setup ( رابط بایوس ) انجام می شود.

فعال کردن بایوس سایر قطعات

بایوس فقط عملیات آماده سازی را انجام نمی دهد . اگر دقت کرده باشید ، انواع مختلفی از کارت گرافیک با درایوهای متفاوتی وجود دارد. قرار دادن این همه درایو در یک بایوس تقریبا غیر ممکن است؛ پس IBM با نصب کردن یک بایوس روی کارت های اضافی ( مثلا کارت گرافیک ) این مشکل رابرطرف کرده است. با این کار بایوس مادربرد، فقط بایوس کارت گرافیک را شناسایی کرده و آن را فعال می کند و تصویر بعد از روشن کردن کامپیوتر را بدست می آوریم.

کنترل قطعات سخت افزاری بایوس چیست و چگونه عمل می کند؟

یکی از مهم ترین وظایف بایوس کنترل قطعات سخت افزاری است. بایوس برای کنترل منابع سیستمی از درایو ها و پیکر بندی های خود،استفاده میکند. این کنترل به معنای بالا بردن کاراییی نیست زیرا ابتدایی و پایه بوده است. البته اینکه کنترل قطعات سخت افزاری به وسیله بایوس چیست و چگونه انجام میشود به نوع آن بستگی دارد

مراحل راه اندازی سیستم عامل به وسیله بایوس چیست؟

تا اینجا با چند وظایف اصلی بایوس آشنا شدیم و در زیر نحوه راه اندازی سیستم عامل را به طور کامل بیان کرده ایم. 

مرحله اول

کامپیوتر را روشن میکنیم. چون تولید کردن جریان های قابل اعتماد توسط منبع تغذیه طول میکشد، سیگنال Reset به پردازنده ارسال میشود.  بعد که منبع تغذیه سیگنال Power good را بازگردند،با متوقف شدن سیگنال Reset پردازنده شروع به کار میکند؛ و کامپیوتر روشن میشود.

مرحله دوم

بعد ازا اینکه پردازنده شروع به کار کرد،این قطعه باید دستورات موجود در رم را بخواند. با توجه به اینکه چیزی داخل رم نیست،این کار بیهوده است.  سازندگان پردازنده ها طبق یک قرداد، محلی از حافظه ROM بایوس را دریافت و شروع به اجرا میکند. این مکان در آدرس FFFFFFF0h (در پردازنده ۸۰۳۸۶ و x86های بعد) که پس از آدرس فضای 32بیتی است ، بوده و با نامReset Vectorکه پس از سیگنال Resetاست، پردازش می شود.

مرحله سوم

اولین دستور را پردازنده اجرا می کند.این دستور ساده Jump برای پرش برای پرش به خط ابتدایی برنامه بایوس اصلی است که بعد از آن، بایوس شروع به اجرا شدن میکند. پروسه POST که همان بررسی قطعه های سخت افزار برای اطمینان از سالم و قابل استفاده بودن است،اگر خطایی را ببیند،بایوس پردازش را قطع و با صدای بیپ که در بالا اشاره شد، کاربر را مطلع میکند و میتوان مشکل را یافت و برطرف کرد.

مرحله چهارم

این مرحله، مرحله ی نمایش اطلاعات روی مانیتور است. همانطور که در بالا گفتیم، گنجاندن درایو های مختلف در بایوس غیر ممکن است. پس برای حل شدن این مشکل،در کارت گرافیک های بایوسی تعبیه میشوند و و اولین دستور آن در آدرس C000h حافظه کارت گرافیکی قرار میگیرد.  برای چند لحظه، بایوس مادربورد کنترل را به دست بایوس کارت گرافیک میدهد و بعد از نشان دادن تصویر در مانیتور ، کنترل را پس میگیرد.

مرحله پنجم

بایوس مادربورد به دنبال دیگر بایوس ها در قطعه های دیگر، مثل هارد دیسک‌های ATA یا IDE میگردد .این کار در آدرس حافظه C800h صورت میگیرد. و اگر هیچ کارت گرافیکی برای نمایش وجود نداشته باشد،آدرس C000h (که برای کارت گرافیک است) نیز بررسی میشود. و اگر بایوسی پیدا شود،محتوای آن اجرا و بعد کنترل به دست بایوس اصلی برمی گردد.

مرحله ششم

با نشان دادن صفحه Startup و تست بیشتر روی منبع های اصلی مثلRAM ،سخت افزار هایی مثل هارد دیسک، درایو های DVD/CD و حافظه های USB و ازاین دست منابع، شناسایی شده واطلاعات آن جمع آوری میشود.  بعد در این مرحله تنظیمات ذخیره شده در CMOS بارگذاری می شود.

مرحله هفتم

در این مرحله برای چک کردن وجود سیستم عامل طبق پیکربندی های انجام شده و یا به صورت پیش فرض، حافظه‌های جانبی به صورت الویت بندی بررسی می شود. با استفاده از از MBR (در هارد دیسک‌ها) VBR (در فلاپی درایوها) و … بررسی ها انجام میشود.  اگر حافظه‌ای بوتیبل (Bootable – قابل بوت) نباشد ،بایوس معطل نمیشیند و سراغ الویت بندی بعدی میرود. با پیدایش حافظه قابل بوت، بایوس با استفاده از رکورد بوت آن،کنترل را به سیستم عامل واگذار میکند.  اگیر چیزی پیدانکند، ارور هایی از قبیل”No boot device”، “No boot device available” نشان داده می‌شوند. بایوس با رابط پوسته‌ای (بین رابط گرافیکی و متنی) است به کاربر اجازه می‌دهد تا تنظیمات و پیکربندی‌ها مورد نیاز برای سخت افزارها،ورودی‌ها،حافظه‌ها جانبی،اولویت راه اندازی، تنظیمات زمان و تاریخ و…را انجام دهد. این رابط به CMOS Setup یا BIOS Setup یا Setup معروف است . کاربر با دیدن صفحه Startup می‌تواند به آن وارد شود. همچنین ممکن است بر روی ستاپ رمز گذاشته شود.

این مراحل با کمک متن کتاب PCI and PCI-X Hardware and Software: Architecture and Designوسایت flint.cs.yale.edu نوشته شده‌ است.

تولید کنندگان

• AMI
• Award
• Phoenix
• IBM
• Intel
• Asus

من سعی کردم در این مقاله پارتاکو با توضیحات کاربردی در باره بایوس Bios چیست ،شما را با آن آشنا کنم و امیدوارم برایتان مفید واقع شده باشد.