Computerhardware: BIOS

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[Bearbeiten] Was ist das BIOS?

„BIOS“ ist die Abkürzung von „Basic Input Output System“, deutsch: „Basis Ein-/Ausgabe-System“. Es handelt sich um das erste Programm, mit dem die CPU nach dem Einschalten die Arbeit beginnt. Gewissermaßen wird der PC mit dem BIOS-Programm „zum Leben erweckt“ und im Anschluss das Starten eines Betriebssystems eingeleitet. Das BIOS-Programm wird vom Hersteller der Hauptplatine in einem Festwertspeicherbaustein (ROM) bereitgestellt, der auf die Platine aufgelötet ist. Bei Stromausfall gehen die gespeicherten Bits nicht verloren.

Das BIOS nimmt eine Zwischenstellung zwischen Hardware und Software ein.

• „Normale“ Software, wie Betriebssystem und Anwendungen, wird auf Datenträgern geliefert. Man hat eine große Auswahl, welche Software man installiert und man kann sie auch deinstallieren.
• Die BIOS-Software jedoch ist in der Hardware fest eingebaut und kann nicht entfernt oder ausgewechselt werden.

Wegen dieser Zwitterstellung hat das BIOS den Namen „Firmware“ bekommen.

Im Prinzip ist das BIOS ein minimales Betriebssystem, allerdings ohne Eingabeaufforderung. In den achtziger Jahren war sogar noch ein BASIC-Interpreter enthalten, dadurch konnte der PC auch ohne DOS benutzt werden.

[Bearbeiten] Welche Aufgaben hat das BIOS?

• Das BIOS-Programm beginnt nach dem Einschalten mit dem „POST“ (Power On Self Test). Dabei werden die grundlegenden Funktionen des PC überprüft (z. B. Speichertest). Wenn Fehler auftreten, werden sie auf dem Bildschirm angezeigt. Wenn die Bildschirmausgabe nicht möglich ist, werden Fehler durch eine unterschiedliche Anzahl von Pieptönen signalisiert.
• die Hardware wird konfiguriert (Plug & Play) - Stromsparfunktionen (Powermanagement). Ressourcen werden verteilt, z. B. Interrupts.
• On-Board-Komponenten (Chipsatz, Schnittstellen,...) werden mit Betriebsparametern versorgt (z. B. Anzahl Wartezyklen) und initialisiert
• elementarer Schutz gegen Bootsektorviren
• Datum und Uhrzeit verwalten
• Temperaturüberwachung des Prozessors und des Boards
• Suche auf den Datenträgern nach einem Betriebssystem. Das gefundene Betriebssystem wird in den Arbeitsspeicher geladen und das Betriebssystem gestartet.

Als Speicher für das BIOS werden heute Flash-EEPROMS (Flash Electrical Erasable Programmable Read Only Memory = "blitzschnell elektrisch löschbarer Nur-Lese- Speicher") verwendet. Diese Speicherbausteine können ohne Spezialgeräte gelöscht und neu beschrieben werden, dadurch kann der Benutzer ein sogenanntes BIOS-Update selbst durchführen.

[Bearbeiten] CMOS und Uhr

Seit 1993 hat jeder PC einen Speicherbaustein mit extrem geringer Stromaufnahme, das sogenannte CMOS-RAM. Im gleichen Chipgehäuse ist auch der Uhren-Schaltkreis (RTC = Real-Time-Clock) untergebracht. Der CMOS RAM enthält die Parameter der Festplatten, der parallelen und der seriellen Ports sowie weitere Angaben. Das Betriebssystem liest diese Daten vor allem beim Hochfahren. Damit die im CMOS gespeicherten Parameter beim Abschalten des PC nicht verloren gehen und damit die Uhr nicht stehenbleibt, erfolgt die Ersatz-Stromversorgung durch einen Akku oder eine Lithium-Batterie.

[Bearbeiten] Das BIOS-Setup-Programm

Um die Parameter der Festplatten und andere Parameter in dieses CMOS - RAM einspeichern zu können, wird ein sogenanntes BIOS Setup Programm benötigt. Früher, als ROM noch sehr teuer war, wurde dieses Programm auf Diskette beigelegt. Heute wird das BIOS Setup Programm im ROM untergebracht. Wenn man Veränderungen an den Einstellungen vornehmen will, muss man das BIOS Setup Programm starten, indem man den Startvorgang des PC im richtigen Moment mit einer Taste oder Tastenkombination unterbricht. Meist wird die Taste Del bzw. Entf oder F2 dafür verwendet.

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