软件与硬件的桥梁——菜鸟冬瓜之话说BIOS(一)

　　熟悉而神秘的BIOS

　　BIOS对于新手可以说是既熟悉又神秘，因为经常都可以从一些经验丰富的DIYer那里听到BIOS设置、刷新BIOS之类的词语。但因为一般人很难理解计算机系统中软件和硬件之间的关系，因为它们紧密地结合在一起，在使用计算机的时候很难将它们完全区分开。对于BIOS，它究竟是硬件还是软件，还是介于两者之间的什么东西呢？

　　基本输入输出系统

图1

　　BIOS是“Basic Input/Output System”的缩写，从字面上讲就是“基本输入输出系统”。之所以使用这个晦涩的名称，就是因为BIOS为系统提供最基本和最直接的硬件控制。不知大家注意到没有，一台刚组装好的计算机(没有安装任何软件)在刚开机的时候同样能够显示画面，也能对按键做出响应(按Del键可以进入BIOS设置界面)，还能通过光盘安装操作系统。而在这个时候，硬盘可能还没有分区，更谈不上安装驱动程序了。既然这样，为什么显卡、光驱和键盘还可以进行工作呢？这就是BIOS的功劳。BIOS实际上已经包含了这些设备的基本驱动程序，可以提供最基本的功能。有时候“基本”也是相对的，比如有的主板BIOS提供了USB设备启动功能，可以通过USB接口的闪盘、光驱、硬盘和软盘启动计算机，这种对于一般的机器来说也不算“基本”了。

　　软件和硬件桥梁

　　BIOS为系统提供最基本的硬件控制，不仅仅是让我们可以启动机器，同时也是计算机系统软件和硬件之间的“桥梁”。我们都知道不同计算机系统的硬件组成方式千差万别，仅仅是主板这一类产品就有不计其数的品种，其设计也各不相同，为什么我们常用的Win98/2000/XP操作系统可以在不同的计算机系统上正常运行呢？是为每一种硬件编写特定的程序吗？这显然不现实。图1描述了计算机系统的层次结构，我们可以看到各个层次之间使用接口实现通信。BIOS层处于操作系统和硬件之间，直接和硬件打交道。由于硬件产品的差异，不同系统的BIOS层和硬件层之间的接口不完全相同，但是BIOS层却向操作系统层提供了标准的接口。这样一来，操作系统就不必直接控制硬件运作，只通过BIOS访问硬件。这里，BIOS就像一个翻译官，操作系统只需要给它下一个命令，硬件如何具体地完成这个命令就由BIOS来进行控制。因此，只要硬件生产商在提供硬件设备的同时也提供统一接口的BIOS，同一个操作系统就可以运行在拥有不同处理器、硬盘和显示卡的硬件系统上。虽然硬件层在不同的PC系统中是不同的，但是BIOS屏蔽了硬件差异，向操作系统(进而向应用程序)提供统一的操作接口，成为两者间的“桥梁”。大家对CIH病毒可能都还有一点印象，CIH就是通过破坏主板BIOS这座“桥梁”达到使系统彻底瘫痪的目。

　　BIOS在哪里

　　从图1已经可以看到，BIOS层和硬件层是相互独立的，因此我们可以判断出它本质上仍然是属于软件。那么，BIOS究竟在哪里呢？因为BIOS和硬件的关系密切，因此一般也是和硬件密不可分的，一台PC机中的BIOS主要有以下几种来源：主板、适配卡(显卡、网卡、SCSI卡等)、光驱和MODEM。过去，仅仅靠主板BIOS就可以完成对系统硬件差异的屏蔽，主板BIOS通常包含了系统中的所有基本硬件的驱动代码，这些基本硬件包括键盘、软盘驱动器、硬盘驱动器、并行和串行端口等。但随着计算机硬件的复杂化，仅仅提供一个主板BIOS就显得不够了，但是又不可能为每一种设备都提供不同的主板BIOS。如果把这些设备特有的驱动代码与主板BIOS分开，那么更换硬件时就不必更新主板BIOS，这就是显卡和其它硬件设备也有BIOS的原因。但是对光驱和MODEM，我们更常听到的名词是Firmware(固件)，它从本质上讲就是BIOS。事实上，仍然有一些特殊硬件的BIOS是集成在主板BIOS中，比如板载RAID控制器和板载显卡。

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