بايوس به چه معناست

بايوس اصطلاحي است كه به عبارت (BASIC INPUT/ OUTPUT) اطلاق مي گردد

بايوس در واقع پيوند بين سخت افزار و نرم افزار در يك سيستم كامپيوتري محسوب ميگردد. اغلب مردم اصطلاح بايوس را با نام ديگري تحت عنوان درايورهاي دستگاه يا فقط درايور ميشناسد. بايوس عبارت واحدي است كه همه درايوهاي داخل يك سيستم را كه با همكاري يكديگر به عنوان يك اينترفيس بين سخت افزار و نرم افزار سيستم عامل عمل مي نمايند، تشريح ميكند. نكته گمراه كننده آن است كه مقداري از برنامه بايوس،روي تراشه ROM كه يك حافظه دائمي بوده و از نوع فقط خواندني است ضبط ميگردد.اين قسمت، بخش مركزي بايوس ميباشد اما همه بايوس محسوب نمي شود.همچنين بايوس به برنامه موجود روي تراشه ROM نصب شده روي كارتهاي آداپتور و نيز همه درايوهاي ديگر كه هنگام راه اندازي سيستم از روي ديسك سخت بار مي شوند،اطلاق ميگردد.

به مجموعه بايوس مادربرد،بايوس كارت آداپتور و درايوهاي بارشده از ديسك سخت،در مجموع بايوس گفته ميشود.بخشي از بايوس موجود در تراشه ROM روي مادربرد و كارتهاي آداپتور،FIRM WARE نام دارند.اين نام به نرم افزارهاي ذخيره شده در تراشه هاي غير از ديسك سخت اطلاق ميگردد.اين مسئله سبب ميگرددكه برخي كاربران به غلط بايوس را بعنوان يك عنصر سخت افزاري تلقي كنند.

يك سيستم PC ميتواند بعنوان يك مجموع از لايه ها(برخي سخت افزاري و برخي نرم افزاري)تشريح گردد كه با يكديگر ارتباط دارند.در ساده ترين شكل ممكن، شما ميتوانيد يك كامپيوتر شخصي را به ۴ لايه اصلي تقسيم كنيد كه هر يك از آنها به نوبه خود به زير مجموعه هاي كوچكتري تقسيم ميشوند.شكل(۱)چهار لايه مذكور را در يك كامپيوتر شخصي معمولي نشان ميدهد.

هدف از طرح لايه بندي،امكان دادن به سيستم عامل و نرم افزارها براي اجرا روي يك سخت افزار متفاوت ميباشد.شكل (۱) نشان ميدهد كه چگونه دو سيستم با سخت افزار هاي مختلف، مي توانند از يك بايوس اختصاصي براي ارتباط اين سخت افزار منحصر به فرد با يك سيستم عامل و نرم افزار هاي عمومي استفاده كنند.بدين گونه دو كامپيوتر با پردازنده ها،حافظه،صفحه نمايش وساير اجزاي سخت افزاري مختلف ميتوانند نرم افزار يكساني را اجرا كنند.

در اين معماري لايه لايه،برنامه هاي نرم افزاري،باسيستم عامل از طريق اينترفيس برنامه كاربردي(API)گفتگو مي كنند.APIوابسته به نوع سيستم عاملي كه شما استفاده ميكنيد با يك ديگر متفاوت بوده و شامل فرمانها و توابع گوناگوني است كه سيستم عامل ميتواند از آنها براي ارتباط با نرم افزار كاربردي استفاده كند.براي مثال يك نرم افزار كاربردي ميتواند از سيستم عامل بخواهد تا يك فايل را بار گذاري يا ذخيره نمايد.در اين روش لازم نيست نرم افزار كاربردي،از نحوه خواندن اطلاعات از روي ديسك،ارسال داده ها به يك چاپگر يا اجراي هر نوع ديگري از فرمانهاي سيستم عامل اگاه باشد.از آن جايي كه اين نرم افزار بطور كامل از سخت افزار ايزوله ميگردد،شما مي توانيد همين نرم افزار را روي سيستمهاي ديگر اجرا كنيد. چرا كه نرم افزار فقط سيستم عامل ارتباط دارد تا با سخت افزار.

سپس سيستم عامل با بايوس ارتباط بر قرار مينمايد.بايوس داراي همه برنامه هاي درايوري كه بين سيستم عامل و سخت افزار عمل ميكنند،مي باشد.بنابر اين سيستم عامل هرگز مستقيما با سخت افزار ارتباط بر قرار نميكند در عوض سيستم عامل مي بايست هميشه درايور مناسب را بيابد اين يك روش مناسب براي ارتباط با سخت افزار ميباشد.سازنده سخت افزار ،مسئوليت تهيه درايورهاي مناسب براي سخت افزار خود را بعهده دارد.از آنجايي كه درايورها مي بايست بين سخت افزار و سيستم عامل قرار گيرند،معمولا هر درايور، مخصوص يك سيستم عامل معين ميباشد.بدين گونه سازنده سخت افزار مي بايست درايورهاي مختلفي را ارائه نمايند،به طوري كه سخت افزار وي تحت سيستمهاي عاملDOS،ويندوز۲۰۰۰،OS/2،لينوكس و غيره كار كند.

از آنجايي كه لايه بايوس فقط سيستم عامل را ميبيند و كاري با سخت افزار سيستم ندارد،شما ميتوانيد سيستم عامل يكساني را روي مجموعه اي از كامپيترهاي شخصي پياده سازي كنيد.براي مثال شما ميتوانيد ويندوز۹۸را روي دو سيستم با پردازنده هاي مختلف،ديسكهاي سخت،كارتهاي تصوير و غيره اجرا كنيد و ويندوز ۹۸ روي هر دو آنها به طور يكسان عمل ميكند.اين بدان دليل است كه درايورها بدون توجه به سخت افزار سيستم،عمليات يكساني را انجام ميدهند.

همانطور كه در شكل (۱) ملاحظه مي كنيد،لايه هاي نرم افزار كاربردي و سيستمهاي عامل از سيستمي به سيستم ديگر مي توانند مشابه باشند.اما سخت افزار بين سيستمهاي مختلف ممكن است تفاوت زيادي داشته باشند.از آنجايي كه بايوس داراي درايورهاي نرم افزاري است،براي برقراري ارتباط بين سخت افزار و نرم افزار بكار ميرود.لايه بايوس در يك سمت خود،با يك سخت افزار منحصر به فرد و در انتهاي ديگر،با سيستم عامل واحدي سازگار ميباشد.لايه سخت افزار،جايي است كه اغلب تفاوتها بين سيستمهاي گوناگون در آنجا ظاهر مي گردد.

سخت افزار/ نرم افزار بايوس

خود بايوس،نرم افزاري است كه در حافظه اجرا گشته و شامل همه درايورهاي گوناگوني است كه ارتباط بين ارتباط سخت افزار و سيستم عامل را برقرار مي كنند بايوس در يك سيستمPCاز سه منبع مختلف حاصل مي گردد:

۱٫ROMمادربرد

۲٫ROMكارت تصوير

۳٫برنامه بار گذاري شده از ديسك سخت به حافظهRAM (درايوهاي سخت افزاري)بايوس موجود در ROMقرار داشته و درايور هاي نرم افزاري اوليه مورد نياز براي راه اندازي سيستم را در اختيار دارد.سالها پيش هنگام اجراي فقط سيستم عامل DOSروي PCهاي اوليه،اين تراشه ROM(روي مادربرد)كافي بود بطوريكه به هيچ درايور ديگري نياز نبود.بايوس مادر برد همه اطلاعات لازم را در اختيار داشت.بايوس مادربرد معمولا داراي درايورهايي براي همه مولفه هاي اصلي سيستم شامل صفحه كليد،درايور،فلاپي،ديسك سخت،پورتهاي سريالو پارالل و غيره…ميباشد.همچنان كه سيستم ها پيچيده تر شدند،سخت افزارهاي جديدي مطرح گشته كه براي آنها هيچگونه درايوري روي بايوس مادربرد وجود نداشت.اين قطعات سخت افزاري شامل آداپتورهاي ويدئويي،درايورهايCD-ROM،ديسك هاي سخت ،اسكازي،درگاههايUSBو غيره…بود.

علاوه بر نياز به يك بايوس جديد مادربرد كه بطور ويژه اي از قطعات سخت افزاري جديد پشتيباني نمايد،راه حل ساده تر و عملي تر ،كپي نمودن هر يك از درايورهاي جديد روي ديسك سخت سيستم و پيكر بندي سيستم عامل براي بار گذاري در زمان راه اندازي سيستم ميباشد.حالت دومروشي است كه اغلب درايوهاي CD-ROM،كارت هاي صوتي،اسكنر ،پرينتر،كارتهايPC-MCIA و غيره پشتيباني ميشود.از آنجايي كه اين قطعات سخت افزاري در طي زمان BOOT سيستم الزامي به فعال بودن ندارد،سيستم مي تواند از رويهارد ديسك عمليات راه اندازي سيستم را انجام داده و براي بار گذاري درايورها در زمان بار گذاري سيستم عامل اوليه اين كار صورت پذيرد.

البته برخي از درايورها مي بايست در طي زمان BOOTسيستم،فعال باشند.براي مثال اگر درايور هاي مورد نياز براي رابط ديسك سخت از روي ديسك سخت بار شود،چگونه ميتوان عمليات BOOTرا از روي اين ديسك سخت انجام داد.واضح است كه درايورهاي ديسك سخت ميبايست از قبل در داخل حافظهROMمادربرد يا كارت آداپتور ذخيره شده باشد.

براي مشاهده اطلاعات،هنگام راه اندازي سيستم روي مانيتور،اگر كارت ويديئويي داراي يك مجموعه درايور در داخل حافظهROMنباشد چگونه اين كار ميسر خواهد بود.يك راه حل ايجاد يكROMمادربرد با درايورهاي ويدئويي مناسب داخل آن ميباشد البته اين كار غير عملي است زيرا تعداد بسيار متنوعي از كارتهاي ويدئويي وجود دارد كه هر يك به درايورهايخاص خود نيازدارد در نتيجه شما با صدها تراشهROMمادربرد متفاوت روبرو خواهيد شد كه هر كدام درايور يك كارت ويدئويي مخصوص را در خود دارد در عوض هنگامي كه شركت IBM كامپيوتر شخصي اوليهرا طراحي نمود يك راه حل بهتر را ارائه نمود.IBMحافظهROM مادربردPC را به گونه اي طراحي كرد كه برنامه داخل آن هنگام راه اندازي سيستم،شكافهاي توسعه را اسكن نموده و به دنبال كارتهاي آداپتور با حافظهROM روي آنها ميگردد.اگر يك كارت آداپتور با حافظهROMيافت شود،محتويات ROMدر طي فاز اوليه راه اندازي سيستم(قبل از آنكه سيستم شروع به بار گذاري سيستم عامل،از ديسك سخت بنمايد)اجرا ميشود.با قرار دادن درايورها داخل حافظهROM كارت آداپتور،شما مجبور به تغيير تراشه ROM مادربرد خود نخواهد بود.يك تعداد كارت آداپتوركه اغلب داراي تراشه ROMروي خود ميباشند عبارتند از:

كارتهاي تصوير :همه اين كارتها يك حافظه بايوس روي خود ميباشند.

آداپتورهايSCSI:اين آداپتورها امكان بوت سيستم از درايوهاي سخت SCSI يا CD-ROM كه داراي يك بايوس روي برد ميباشند فراهم ميكنند.توجه كنيد كه در اغلب موارد،بايوس اسكازي از هيچ دستگاه اسكازي غير از يك ديسك سخت پشتيباني نمي كند.اگرشما از يك CD-ROM اسكازي، اسكنر،زيپ درايو و غيره…استفاده مي كنيد،مجبور به بار گذاري درايوهاي مناسب براي اين دستگاهها ازديسك سخت خود ميباشيد.اغلب آداپتورهاي جديدتر اسكازي امكان،بوت سيستم از

CD-ROM اسكازي را فراهم ميكنند اما درايورهاي CD-ROM براي دسترسي به CD-ROM(هنگام راه اندازي سيستم از درايو يا دستگاه سخت افزاري ديگر ) مورد نياز ميباشند.

كارتهاي شبكه

آنهايي كه امكان بوت سيستم را مستقيما از روي يك سرور فايل فراهم مي نمايند داراي يكBOOT ROM ياAPL\ROM مي باشند،اين سيستم امكان مي دهد تا PC ها روي يك شبكه LAN بعنوان ايستگاههاي كاري بدون ديسك پيكره بندي شوند از اين ايستگاههاي كاري گاهي اوقاتNET\PC،NET PC (كامپيوترهاي شبكه) يا حتي ترمينالهاي هوشمند ياد مي شود.

مدارهاي الكترونيIDE يا فلاپي:برد هاي الكترونيكي كه امكان ميدهد تا شما تعداد بيشتري از انواع درايوها را نسبت به آنچه كه معمولا توسط خود مادر برد پشتيباني ميشود به سيستم متصل كنيد.اين كارت هاي الكتروني براي اينكه بتوانند در زمان بوت سيستم فعال باشند،به يك بايوس داخلي نياز دارند.

نكته اي در مورد بايوس و CMOS ROM

برخي مردم بايوس را باCMOS ROM در يك سيستم كامپيوتري اشتباه مي گيرند.

اين اشتباه از اين ناشي ميشود كه برنامهSETUP در داخل بايوس كه براي تنظيم و ذخيره سازي تنظيمات پيكره بندي سيستم مورد استفاده قرار ميگيرد داخلCMOS-ROM قرار دارد.اما اين دو در مولفه كاملامتمايز از يك ديگر ميباشد.بايوس روي مادربرد در يك تراشه ثابتROM ذخيره ميشود.همچنين روي مادربردتراشه اي به نام تراشهRTC\NVRAMوجود دارد كه يك حافظه غير فرار محسوب ميشود.با وجودي كه اين حافظه يك حافظه غير فرار ناميده ميشود در واقع اطلاعات آن قابل پاك شدن هستند بدان معنا كه اعمال توان الكتريكي به آن تنظيمات زمان/تاريخ و داده هاي ذخيره شده در قسمتRAM پاك خواهد شد.دليل استفاده از صفت غير فراراز آنجا ناشي ميشود كه اين حافظه از تكنولوژي CMOS استفاده ميكند كه توان بسيار بسيار پاييني را مصرف مينمايد.يك باطري داخل سيستم،علاوه بر جريانAC،توان مورد نياز اين تراشه را فراهم مي كند.مصرف جريان اين تراشه در حد ميكروآمپر ميباشد و معمولا اين نوع باطري ۵ سال دوام مي آورد.

هنگامي كه شما واردSETUP بايوس خود ميشويد و قصد پيكره بندي پارامترهاي ديسك سخت يا ساير تنظيمات بايوس را داريداين تنظيممات در قسمت حافظه تراشهRTC\NVRAM (يا CMOS RAM ) ذخيره ميشود.هر بار هنگام بوت سيستم ،پارامترهاي ذخيره شده در تراشهCMOS RAM براي تعيين چگونگي پيكره بندي سيستم خوانده ميشود.بين بايوس CMOS RAM يك رابطه منطقي وجود دارد اما آنها دو بخش كاملا متمايز سيستم ميباشند.

بايوس مادربرد

همه مادربرد ها ميبايست داراي يك تراشه ويژه حاوي نرم افزاري به نامBIOS-ROM باشند اين تراشهROM داراي برنامه هاي راه اندازي سيستم و درايور هاي مورد استفاده براي اجرا و عملكرد سيستم بوده و بعنوان رابطي بين سخت افزار سيستم و سيستم عامل عمل مينمايد.هنگامي كه شما كامپيوترخود را روشن مي كنيدPOST در بايوس،عناصر اصلي سيستم شما را تست مينمايد.بعلاوه شما ميتوانيد يك برنامهSETUP را كه براي ذخيره اطلاعات پيكره بندي در حافظهCOMS مورد استفاده و بوسيله يك باطري روي مادربرد تغذيه ميشود،اجرا نماييد.اين حافظهCOMS RAM اغلبNVRAM ناميده ميشود زيرا قادر است با كشيدن يك جريان ميكروآمپر سالهاي سال اين اطلاعات را در خود ذخيره نمايد.بايوس مجموعه اي از برنامه ها است كه وابسته به طرح كامپيوتر شمادر داخل يك يا چند تراشه ذخيره گشته است.مجموعه اين برنامه ها،اولين چيزي است كه هنگام روشن كردن كامپيوتر حتي قبل از سيستمعامل بار ميشوند.به طور ساده مي توان گفتكه در اغلب كامپيوترهاي شخصي ،بايوس كار اصلي را انجام ميدهد:

POST (power on self test). برنامه POST پردازنده،حافظه،چيپست،آداپتور ويدئويي ،كنترلرهاي ديسك،ديسك درايوها و ساير عناصر سيستم را تست مينمايد