Где хранится BIOS?

Question

С http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS:

Программное обеспечение BIOS хранится на энергонезависимой микросхеме ПЗУ на материнской плате. ... В современных компьютерных системах содержимое BIOS хранится на микросхеме флэш-памяти, поэтому его можно переписать без извлечения микросхемы с материнской платы. Это позволяет легко обновлять программное обеспечение BIOS для добавления новых функций или исправления ошибок, но может сделать компьютер уязвимым для руткитов BIOS.

Так как диск означает R ead- O олько M Emory, поэтому можно переписать содержимое BIOS?

Означает ли «микросхема флэш-памяти» то же самое, что и "энергонезависимое ПЗУ", оба означают, где хранится BIOS?

Answer 1

Чтобы добавить ответ Varaquilex, программное обеспечение BIOS хранится в электрически стираемом и программируемом ПЗУ (EEPROM), которое позволяет выполнять обновление прошивки в электронном виде. Очень старые чипы BIOS были фактически чипами UV-EPROM, которые требовали стирания под воздействием ультрафиолетового излучения, прежде чем их можно было перепрограммировать.

---

Редактировать: Как было отмечено в комментариях, даже раньше, чем те одноразовые микросхемы программируемого ПЗУ (PROM) иногда использовались, которые не могли быть перепрограммированы вообще после настройки и требовали полной замены для обновления (хотя это требовалось редко).

Answer 2

ПЗУ доступно только для чтения, так почему же содержимое BIOS можно переписать?

Сама программа BIOS хранится в ЭСППЗУ (которое может быть [E] доступно для чтения [E] и программируемо [P]) или во флэш-памяти. Таким образом, доступ только для чтения о том, что чип является энергонезависимым. Содержимое памяти остается при отключении питания, в отличие от энергозависимой оперативной памяти. ROM, являющийся EEP, помогает переписать или обновить BIOS. Тогда для таких операций вам пришлось удалить чип BIOS с платы, установить новый (если это не PROM или EPROM), или, если это EPROM, вы должны передать его производителю и позволить им перепрограммировать чип и снова прикрепите его к плате. После текущих достижений, благодаря EEPROM, вам не нужно извлекать микросхему для выполнения таких операций, вы просто заставляете компьютер выполнять работу электрически.

---

Означает ли «микросхема флэш-памяти» то же самое, что и "энергонезависимое ПЗУ", оба означают, где хранится BIOS?

из Википедии:

Флэш-память представляет собой электронный энергонезависимый компьютерный носитель данных, который можно электрически стирать и перепрограммировать.

Флэш-память была разработана из EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). Существует два основных типа флэш-памяти, которые названы в честь логических элементов NAND и NOR. Внутренние характеристики отдельных ячеек флэш-памяти имеют характеристики, аналогичные характеристикам соответствующих элементов. Принимая во внимание, что СППЗУ должны были быть полностью стерты перед перезаписью, флэш-память типа NAND может записываться и считываться блоками (или страницами), которые обычно намного меньше, чем все устройство. Вспышка типа NOR позволяет записывать одно машинное слово (байт) - в стертое место - или читать независимо.

ЭСППЗУ и флэш-память не относятся к одному и тому же: они представляют собой два схожих типа памяти, поскольку один разработан на основе другого и содержит различные типы / конфигурацию МОП-транзисторов. Тем не менее, они являются памятью, в которой находится программа BIOS.

---

Чтобы устранить другое заблуждение, я хочу упомянуть следующее отношение CMOS-BIOS:

Настройки BIOS хранятся в микросхеме CMOS (которая питается от батареи на материнской плате). Вот почему BIOS сбрасывается при извлечении аккумулятора и его повторном подключении. Запускается та же программа, но настройки по умолчанию. Посмотрите этот ответ для детального просмотра воспоминаний, использованных в процессе загрузки.

редактировать

Чтобы расширить тему CMOS-BIOS, спасибо @Andon M. Coleman, я хочу добавить его комментарий к ответу:

Стоит отметить, что настройки BIOS не должны храниться в энергозависимой памяти CMOS. Существует множество встроенных систем, которые хранят свои настройки в NVRAM. Единственная причина, по которой ПК за все эти годы с легкостью использовала энергозависимые КМОП-системы, заключается в том, что у них уже была батарея, позволяющая тикать внутренним часам реального времени при выключенном питании (напомним, что когда вы нажимали переключатель питания на PC-AT , он буквально отключил все питание материнской платы). Это означало, что для хранения настроек системы можно было бы использовать более дешевую энергозависимую память. Так что это в основном в исторических целях.

Answer 3

В дополнение к другим ответам мне нравится более визуальный подход:

Эта микросхема BIOS, кажется, не очень хорошо сидит в своем гнезде.

BIOS, включая новые UEFI BIOS, представляют собой программное обеспечение, хранящееся в микросхеме на материнской плате. Технические детали уже были покрыты Zelanix и Varaquilex.

Чип часто, но не всегда, съемный для облегчения обслуживания. Некоторые материнские платы включают в себя более одного BIOS, в основном как трюк для продажи, но в некоторых случаях второй BIOS помогает восстанавливаться после определенных (обычно вызванных пользователем) проблем:

Answer 4

Также стоит отметить, что на большинстве машин до 80286 данные можно было считывать из ПЗУ так же быстро, как и из ОЗУ, но, хотя пропускная способность ОЗУ значительно возросла с 1980-х годов, пропускная способность для обычных ПЗУ не изменилась [быстрые микросхемы ПЗУ существуют. , но увеличение скорости ПЗУ выше определенной точки увеличило бы цену]. Поскольку чтение каждого байта ПЗУ BIOS один раз займет всего лишь долю секунды, некоторые машины 80386 и большинство машин 80486 и новее предлагают опцию копирования BIOS в ОЗУ при запуске. Современные машины идут еще дальше и фактически помещают микросхемы ПЗУ BIOS в шину, которая полностью отделена от шины ОЗУ и намного медленнее. В отличие от машин эпохи 80486, которые начинали с запуска из ПЗУ программы, которая копировала бы себя в ОЗУ, многие новые машины имеют процессоры, которые вообще не могут запускать код из ПЗУ. Вместо этого у них есть схема, которая при запуске считывает определенные части ПЗУ в ОЗУ и выполняет их.

Answer 5

Посмотрите на эту статью в Википедии, которая читалась в январе 2005 года:

До 1990-х или около того BIOS держались на чипах ПЗУ, которые не могли быть изменены. По мере роста их сложности и необходимости обновлений прошивки BIOS хранятся на EEPROM или устройствах флэш-памяти, которые могут быть обновлены пользователем. Однако неправильно выполненное или прерванное обновление BIOS может сделать компьютер или устройство непригодным для использования. Чтобы избежать повреждения BIOS, некоторые новые материнские платы имеют резервную копию BIOS. Кроме того, большинство BIOS имеют "загрузочный блок", который является частью ПЗУ, которая запускается первой и не подлежит обновлению. Этот код проверит, что остальная часть BIOS не повреждена (через контрольную сумму, хэш и т.д.), Прежде чем перейти к нему.

В настоящее время, конечно, у нас есть статья в Википедии, которая вводит людей в заблуждение, говоря, что чип - это «энергонезависимое ПЗУ» на одном дыхании и что его можно записать на следующем. Урок, который нужно усвоить, заключается в том, что Википедия часто не очень хорошо написана, а статьи меняются не всегда в лучшую сторону.

Я предлагаю читать книги. В статье « Модернизация и ремонт компьютеров Скотта Мюллера», чтобы выбрать одну из нескольких книг, есть целая глава, посвященная BIOS, в которой рассматриваются все виды вещей, от места расположения микросхемы BIOS до различных типов (перечисляя четыре: ROM, PROM, EPROM и EEPROM) таких чипов.

Некоторые цитаты:

Независимо от того, какой тип ПЗУ используется в вашей системе, данные, хранящиеся в микросхеме ПЗУ, являются [sic] энергонезависимыми и остаются на неопределенный срок, если они не будут намеренно удалены или перезаписаны (в тех случаях, когда это возможно). - Модернизация и ремонт ПК, с.373

Практически все ПК, выпущенные с 1996 года, оснащены флэш-памятью для хранения BIOS. Флэш-ПЗУ - это тип микросхемы EEPROM, которую можно стирать и перепрограммировать непосредственно в системе без специального оборудования. - Модернизация и ремонт ПК, с.387

Книги не идеальны. Здесь, например, можно спорить о деталях с определением флеш-памяти Мюллера. Но хорошие, как правило, вычитываются и имеют более последовательные объяснения, чем большая часть Википедии, которые, по крайней мере, не противоречат сами себе от предложения к предложению.

Предполагая современный ПК, и не зацикливайтесь на том, как ПК работали два десятилетия назад:

Микропрограмма вашей машины хранится на энергонезависимой микросхеме памяти на материнской плате. Это на самом деле держит довольно много. (Pm49FL004T, упомянутый в моем ответе здесь, содержит половину МБ, и, как уже упоминалось в моем ответе, некоторые чипсеты способны поддерживать 16 МБ прошивки.) Он включает в себя гораздо больше, чем просто системную загрузку, даже для операционных систем с защищенным режимом. Его содержимое можно изменить, но не так просто, как (изменчивое) содержимое оперативной памяти основной системы. В системах EFI чип содержит не только код встроенного программного обеспечения и данные (только для чтения), но и значения энергонезависимых переменных EFI.

Answer 6

Оригинальный ROM был буквально изготовлен таким образом на уровне кремния. Как только они сделали это электрически программируемым пользователями, то несколько вещей:

1. во многих из них имеется внутренняя схема аппаратного повышения напряжения, которая позволяет внутренне подскочить до 3,3 В или 5 В до 12 В для выполнения фактического программирования. Это верно для старых PROM, EPROM, UVEPROM или EEPROM.

2. Если доступно в более старых моделях, функция стирания УФ (ультрафиолетового света) позволяла схемам включать только внутреннее напряжение +12 В при программировании устройства, а окно УФ позволяло ультрафиолетовому излучению проникать в область микросхемы, но УФ окно приходилось закрывать. после программирования микросхема будет стираться при любом помещении флуоресцентного освещения. Удаляемое УФ-излучение также очень быстро стиралось, гораздо быстрее, чем перепрограммирование всего чипа в 0 или 1.

Во многих случаях имеется повышающая схема, внутренняя для всех "программируемых" PROM.

3. Более поздняя ЭСППЗУ допускала электрическое стирание, в ЭСППЗУ или УФЭПРОМ.

4. Позже появилась технология флэш-памяти, которая добавила другую схемотехнику (на уровне транзистора) и более высокую плотность, чем в более старой EEPROM.

5. Почти во всех случаях, с тех пор как исходное ПЗУ было остановлено, почти все ПЗУ BIOS подозрительны во многих (25%?) компьютерных проблем. Эти более поздние PROM (которые все имеют некоторую программируемую функцию) могут быть повреждены или просто «забыть» свою программу со временем.

PROM, независимо от того, как стерты или перепрограммированы, должны обрабатываться с осторожностью (повреждение от электростатического разряда), старением или влажностью.

Примерно в 1/4 случаев плохого компьютера перепрограммирование "хорошего" BIOS обычно решает проблему. Таким образом, даже если ваш BIOS "хороший", он всегда переплачивает, если это возможно.

Answer 7

На самом деле, в последние дни существует более изощренная система хранения BIOS. Представьте себе 2 банка памяти, похожих на вашу флешку, только меньше. Один из них доступен только для чтения, а второй доступен для записи (для прошивки новой версии BIOS). Причиной для 2-х частей является резервное копирование, когда запись нового BIOS не удалась. Если прошивка нового BIOS завершится успешно, эти 2 части переключатся и устройство может быть перезагружено под новым BIOS.

ВНИМАНИЕ: не все виды устройств имеют эту систему. Иногда это простая небольшая флэш-память, которая просто перезаписывается. Обычно вам предлагается сделать резервную копию электроэнергии и не прерывать процесс обновления.

В старые времена материнских плат имелась память EPROM, которую можно было переписать после стирания памяти ярким светом, или позже память PROM, которую можно было записать только один раз. И то, и другое может быть сделано только с помощью специального устройства программирования, поэтому чип BIOS должен быть удален с устройства для записи.

Answer 8

Я полагаю, что в оригинальном IBM PC "ROM" был своего рода электрически программируемым ("однократная запись") ПЗУ (EPROM). Я думаю, что это был сокет, но не было никакой реальной надежды, что он будет "модернизирован" на местах. Другие компьютеры той эпохи использовали нечто подобное.

По мере того, как системы становились все более сложными, становилось все более выгодным иметь BIOS с возможностью "обновления на месте" (без необходимости открывать коробку и физически менять часть). Таким образом, системы начали иметь различные типы перезаписываемых BIOS "ROM". Преимуществ было три:

1. Вероятность ошибки возрастала по мере усложнения систем.
2. Было привлекательно иметь возможность модернизировать, включать новые функции.
3. Для материнских плат, которые могут использоваться в нескольких разных коробках (возможно, даже под разными торговыми марками), было привлекательным иметь возможность заводской настройки BIOS для конкретного использования.

В больших коробках, примерно в то же время, что и в оригинальном IBM PC, также появилась какая-то "загрузочная" память только для чтения вместо более примитивной технологии "начального загрузчика". Некоторые из них были запрограммированными по маске ПЗУ, некоторые СППЗУ, некоторые даже ОЗУ, которые считывались с дискеты через небольшой "служебный процессор".

Answer 9

BIOS хранится либо на чипе CMOS, либо на NVRAM, которые представляют собой небольшие объемы энергонезависимой памяти на материнской плате (то есть они хранят данные неограниченное время без необходимости питания).

Что касается того, какое сообщение вы получаете, если все проходит сообщение, на старых машинах вы обычно получаете один звуковой сигнал с вашего компьютера, если все проверено.

На более новых машинах вы ничего не получите: вы не увидите сообщение, не будет никаких сообщений, звуковых сигналов, ничего ... вроде сделки «нет новостей - хорошие новости». Если вы все еще хотите увидеть запуск POST на более новой машине, нажмите клавишу (по крайней мере, на тех компьютерах, которые я использовал) - Tab. Нажмите несколько раз сразу после включения питания, чтобы увидеть POST на экране. В качестве альтернативы, в настройках BIOS должна быть опция POST.