Wo ist das BIOS gespeichert?

Aus http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS :

Die BIOS-Software ist auf einem nichtflüchtigen ROM- Chip auf der Hauptplatine gespeichert. ... In modernen Computersystemen werden die BIOS-Inhalte auf einem Flash-Speicherchip gespeichert, sodass die Inhalte neu geschrieben werden können, ohne den Chip vom Motherboard zu entfernen. Auf diese Weise kann die BIOS-Software problemlos aktualisiert werden, um neue Funktionen hinzuzufügen oder Fehler zu beheben, der Computer kann jedoch für BIOS-Rootkits anfällig werden.

Da ROM bedeutet R ead- O nly M Emory, warum können die BIOS - Inhalte neu geschrieben werden?

Bedeutet der Begriff "Flash-Speicherchip" dasselbe wie der Begriff "nichtflüchtiger ROM". Beides bedeutet, wo das BIOS gespeichert ist?

Um die Antwort von Varaquilex zu ergänzen, wird die BIOS-Software in einem EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) gespeichert, mit dem Firmware-Updates elektronisch durchgeführt werden können. Sehr alte BIOS-Chips waren eigentlich UV-EPROM-Chips, die durch Belichtung mit UV-Licht gelöscht werden mussten, bevor sie neu programmiert werden konnten.

Bearbeiten: Wie bereits in den Kommentaren erwähnt, wurden sogar früher als in diesem Fall PROM-Chips (Single Use Programmable ROM) verwendet, die nach der Konfiguration nicht neu programmiert werden konnten und einen vollständigen Austausch für das Upgrade erforderten (obwohl dies selten erforderlich war).

Das ROM ist schreibgeschützt. Warum kann der BIOS-Inhalt neu geschrieben werden?

Das BIOS-Programm selbst ist in einem EEPROM (das [E] elektronisch [E] rasierbar und [P] programmierbar sein kann) oder einem Flash-Speicher gespeichert. Das Nur-Lesen hier bedeutet also, dass der Chip nichtflüchtig ist. Im Gegensatz zum flüchtigen RAM bleibt der Speicherinhalt bei Stromausfall erhalten. Das ROM, das EEP ist, hilft dem BIOS, neu geschrieben oder aktualisiert zu werden. Damals mussten Sie für solche Vorgänge den BIOS-Chip von der Platine entfernen, einen neuen einsetzen (falls es sich nicht um PROM oder EPROM handelt) oder, falls es sich um ein EPROM handelt, den Chip zum Hersteller bringen und ihn neu programmieren lassen und befestigen Sie es wieder an der Platine. Nach den aktuellen Fortschritten müssen Sie dank EEPROMs den Chip nicht entfernen, um solche Vorgänge auszuführen. Sie müssen nur den Computer dazu bringen, die Arbeit elektrisch zu erledigen .

Bedeutet der Begriff "Flash-Speicherchip" dasselbe wie der Begriff "nichtflüchtiger ROM". Beides bedeutet, wo das BIOS gespeichert ist?

aus Wikipedia :

Der Flash-Speicher ist ein elektronisches nichtflüchtiges Computerspeichermedium, das elektrisch gelöscht und neu programmiert werden kann.

Der Flash-Speicher wurde aus dem EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) entwickelt. Es gibt zwei Haupttypen von Flash-Speichern, die nach den NAND- und NOR-Logikgattern benannt sind. Die internen Eigenschaften der einzelnen Flash-Speicherzellen weisen Eigenschaften auf, die denen der entsprechenden Gates ähnlich sind. Während EPROMs vor dem erneuten Schreiben vollständig gelöscht werden mussten, kann der NAND-Flash-Speicher in Blöcken (oder Seiten) geschrieben und gelesen werden, die im Allgemeinen viel kleiner sind als das gesamte Gerät. Mit dem NOR-Flash kann ein einzelnes Maschinenwort (Byte) an eine gelöschte Stelle geschrieben oder unabhängig gelesen werden.

EEPROM und Flash-Speicher beziehen sich nicht auf dasselbe: Es handelt sich um zwei ähnliche Speichertypen, die voneinander entwickelt wurden und unterschiedliche Typen / Konfigurationen von MOS-Transistoren enthalten. Sie sind jedoch der Speicher, in dem sich das BIOS-Programm befindet.

Um ein anderes Missverständnis anzugehen, möchte ich diese CMOS-BIOS-Beziehung erwähnen:

Die BIOS-Einstellungen werden auf dem CMOS-Chip gespeichert (der über die Batterie auf der Hauptplatine mit Strom versorgt wird). Aus diesem Grund wird das BIOS zurückgesetzt, wenn Sie den Akku herausnehmen und wieder anbringen. Das gleiche Programm wird ausgeführt, die Einstellungen sind jedoch voreingestellt. In dieser Antwort finden Sie eine detaillierte Ansicht der während des Startvorgangs verwendeten Speicher.

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Um das Thema CMOS-BIOS zu erweitern , möchte ich @Andon M. Coleman seinen Kommentar zur Antwort hinzufügen:

Es ist erwähnenswert, dass die BIOS-Einstellungen nicht im flüchtigen CMOS-Speicher gespeichert werden müssen. Es gibt viele eingebettete Systeme, die ihre Einstellungen im NVRAM speichern. Der einzige Grund, warum PCs in all den Jahren mit flüchtigem CMOS davongekommen sind, ist, dass sie bereits eine Batterie hatten, um die interne Echtzeituhr im ausgeschalteten Zustand ticken zu lassen , es wird buchstäblich die gesamte Stromversorgung des Motherboards unterbrochen). Dies bedeutete, dass ein billigerer flüchtiger Speicher zum Speichern von Systemeinstellungen verwendet werden konnte. So ist es vor allem für historische Zwecke.

Als Ergänzung zu den anderen Antworten mag ich eine visuellere Herangehensweise:

Dieser BIOS-Chip scheint nicht besonders gut in seinem Sockel zu sitzen.

Das BIOS, einschließlich ausgefallener neuer UEFI-BIOSes, ist Software, die auf einem Chip auf dem Motherboard gespeichert ist. Die technischen Details wurden bereits von zelanix und Varaquilex abgedeckt.

Der Chip ist häufig, aber nicht immer, zur einfacheren Wartung entfernbar. Einige Motherboards enthalten mehr als ein BIOS, meistens als Verkaufsargument, aber in einigen Fällen hilft das zweite BIOS bei der Wiederherstellung nach bestimmten (normalerweise vom Benutzer verursachten) Problemen:

Es kann auch erwähnenswert sein, dass auf den meisten Rechnern vor dem 80286 Daten aus dem ROM genauso schnell wie aus dem RAM gelesen werden konnten, während sich die RAM-Bandbreiten seit den 1980er Jahren enorm verbessert haben, [schnelle ROM-Chips existieren nicht] Eine Erhöhung der ROM-Geschwindigkeit über einen bestimmten Punkt hinaus würde den Preis erhöhen. Da das einmalige Lesen jedes Bytes eines BIOS-ROM nur einen Bruchteil einer Sekunde in Anspruch nehmen würde, boten einige 80386-Computer und die meisten Computer ab 80486 die Option, das BIOS beim Start in den RAM zu kopieren. Moderne Maschinen gehen noch einen Schritt weiter und platzieren die BIOS-ROM-Chips tatsächlich auf einem Bus, der vom RAM-Bus völlig getrennt ist und viel istLangsamer. Im Gegensatz zu Computern der 80486-Ära, die zunächst ein Programm aus dem ROM ausführen, das sich selbst in den RAM kopiert, verfügen viele neuere Computer über Prozessoren, die überhaupt keinen Code aus dem ROM ausführen können. Stattdessen verfügen sie über eine Schaltung, die beim Start bestimmte Teile des ROM in den RAM einliest und diesen ausführt.

Schauen Sie sich diesen Wikipedia-Artikel an, wie er im Januar 2005 gelesen wurde:

Vor etwa 1990 wurden BIOS-Versionen auf ROM-Chips gespeichert, die nicht geändert werden konnten. Mit der zunehmenden Komplexität und dem wachsenden Aktualisierungsbedarf wird die BIOS-Firmware auf EEPROM- oder Flash-Speichergeräten gespeichert, die vom Benutzer aktualisiert werden können. Ein nicht ordnungsgemäß ausgeführtes oder abgebrochenes BIOS-Update kann den Computer oder das Gerät jedoch unbrauchbar machen. Um eine Beschädigung des BIOS zu vermeiden, verfügen einige neue Motherboards über ein Backup-BIOS. Außerdem haben die meisten BIOS einen "Boot-Block", der einen Teil des ROM darstellt, der zuerst ausgeführt wird und nicht aktualisierbar ist. Mit diesem Code wird überprüft, ob der Rest des BIOS intakt ist (über Prüfsumme, Hash usw.), bevor darauf zugegriffen wird.

Heutzutage haben wir natürlich einen Wikipedia-Artikel, der die Leute verwirrt, indem er sagt, dass der Chip in einem Atemzug "nichtflüchtiger ROM" ist und dass er im nächsten beschrieben werden kann. Die Lektion, die Sie hier lernen sollten, ist, dass Wikipedia oft nicht gut geschrieben ist und dass sich Artikel ändern, nicht immer zum Besseren.

Ich schlage vor, Bücher zu lesen. In Scott Muellers " Upgrading and Repairing PCs" ( Aktualisieren und Reparieren von PCs) , in dem eines von mehreren Büchern ausgewählt werden kann, finden Sie ein ganzes Kapitel über das BIOS, in dem alle möglichen Aspekte von der Position des BIOS - Chips bis hin zu den verschiedenen Arten (Auflistung 4: ROM, PROM, EPROM und EEPROM) solcher Chips.

Einige Zitate:

Ganz gleich , welche Art von ROM dem System verwendet wird , die in einem ROM - Chip gespeicherten Daten [sic] nicht flüchtig und bleibt auf unbestimmte Zeit , wenn nicht absichtlich gelöscht oder überschrieben werden (in den Fällen , wo das möglich ist ). - Aktualisieren und Reparieren von PCs , S. 373

Praktisch alle seit 1996 gebauten PCs enthalten ein Flash-ROM zum Speichern des BIOS. Ein Flash-ROM ist eine Art EEPROM-Chip, den Sie ohne spezielle Ausrüstung direkt im System löschen und neu programmieren können. - Aktualisieren und Reparieren von PCs , S. 387

Bücher sind nicht perfekt. Über Details kann man sich hier beispielsweise mit Müllers "first blush" -Definition des Flash-Speichers streiten. Aber die Guten sind in der Regel Korrektur gelesen und haben kohärentere Erklärungen als viele Wikipedia-Artikel, die sich jedenfalls nicht von Satz zu Satz widersprechen.

Vorausgesetzt, ein moderner PC ist vorhanden, ohne sich in der Funktionsweise von PCs vor zwei Jahrzehnten zu verlieren:

Die Firmware Ihres Geräts befindet sich auf einem nichtflüchtigen Speicherchip auf der Hauptplatine. Es hält tatsächlich ziemlich viel. (Der in meiner Antwort hier erwähnte Pm49FL004T hat eine Größe von einer halben MB, und wie in meiner Antwort hier erwähnt, unterstützen einige Chipsätze 16 MB Firmware.) Er ist nicht nur für den System-Bootstrap verantwortlich, sondern auch für Betriebssysteme im geschützten Modus. Der Inhalt kann geändert werden, ist jedoch nicht so einfach wie der (flüchtige) Inhalt des Hauptsystem-RAM. Auf EFI-Systemen enthält der Chip nicht nur den Firmware-Code und (schreibgeschützte) Daten, sondern auch die Werte der nichtflüchtigen EFI-Variablen.

Tatsächlich gibt es in den letzten Tagen ein ausgefeilteres System zum Speichern des BIOS. Stellen Sie sich 2 Speicherbänke vor, die Ihrem Flash-Laufwerk ähneln und nur kleiner sind. Einer von ihnen ist schreibgeschützt und der zweite kann geschrieben werden (um eine neue Version des BIOS zu flashen). Grund für 2 Teile ist ein Backup, wenn das Schreiben eines neuen BIOS nicht erfolgreich ist. Wenn das Flashen des neuen BIOS erfolgreich ist, wechseln diese beiden Teile und das Gerät kann unter einem neuen BIOS neu gestartet werden.

ACHTUNG: Nicht alle Arten von Geräten haben dieses System. Manchmal handelt es sich um einen einfachen kleinen Flash-Speicher, der einfach überschrieben wird. In der Regel werden Sie aufgefordert, den Strom zu sichern und den Upgrade-Vorgang nicht zu unterbrechen.

In alten Zeiten von Motherboards gab es EPROM-Speicher, der nach dem Löschen des Speichers durch starkes Licht neu geschrieben werden konnte, oder später einen PROM-Speicher, der nur einmal beschrieben werden konnte. Beides konnte nur mit einem speziellen Programmiergerät durchgeführt werden, daher sollte der BIOS-Chip von dem zu beschreibenden Gerät entfernt werden.

In dem ursprünglichen IBM PC war das BIOS "ROM", glaube ich, eine Art elektrisch programmierbares ("einmal schreiben") ROM (EPROM). Ich denke, es wurde gesockelt, aber es gab keine wirkliche Erwartung, dass es im Feld "aufgerüstet" werden würde. Andere Computer der Ära verwendeten etwas Ähnliches.

Mit zunehmender Komplexität der Systeme wurde es vorteilhafter, das BIOS "vor Ort aktualisierbar" zu machen (ohne dass die Box geöffnet und das Teil physisch ausgetauscht werden muss). So begannen die Systeme, verschiedene Arten von wiederbeschreibbaren BIOS- "ROMs" zu haben. Die Vorteile waren drei:

1. Die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers wurde größer, je komplexer die Systeme wurden.
2. Es war attraktiv, die Möglichkeit zu haben, ein Upgrade durchzuführen und neue Funktionen zu integrieren.
3. Für Motherboards, die möglicherweise in mehreren verschiedenen Boxen (möglicherweise sogar unter verschiedenen Markennamen) verwendet werden, war es attraktiv, das BIOS ab Werk für die jeweilige Verwendung anpassen zu können.

Etwa zur gleichen Zeit wie der ursprüngliche IBM-PC verfügten auch größere Boxen über einen schreibgeschützten "Boot" -Speicher anstelle der primitiveren "Bootstrap Loader" -Technologie. Einige davon waren maskenprogrammierte ROMs, einige EPROMs, einige sogar RAMs, die über einen kleinen "Serviceprozessor" von einer Diskette gelesen wurden.

Das ursprüngliche ROM wurde buchstäblich so auf Siliziumebene hergestellt. Sobald sie es durch Benutzer elektrisch programmierbar gemacht haben, gibt es ein paar Dinge:

1. In vielen Fällen verfügen sie intern über eine Hardware-Spannungserhöhungsschaltung, mit der 3,3 V oder 5 V intern auf 12 V erhöht werden können, um die eigentliche Programmierung durchzuführen. Dies gilt für ältere PROMs, EPROMs, UVEPROMs oder EEPROMs.

2. Bei älteren Modellen ermöglichte die UV-Löschfunktion (Ultraviolettlicht), dass die Schaltkreise beim Programmieren des Geräts nur interne +12 V aktivierten, und ein UV-Fenster ermöglichte das Eindringen von UV-Licht in den Chipbereich, das UV-Fenster musste jedoch abgedeckt werden nach dem programmieren würde der chip unter jeder raumleuchtstofflampe gelöscht. Das UV-Löschmittel löschte sich auch sehr schnell, viel schneller als das Umprogrammieren des gesamten Chips auf Nullen oder Einsen.

In vielen Fällen gibt es eine interne Aufwärtsschaltung für alle "programmierbaren" PROMs.

3. Das spätere EEPROM ermöglichte ein elektrisches Löschen des EPROM oder UVEPROM.

4. Später kam die Flash-Technologie hinzu und fügte eine andere Schaltungstechnologie (auf Transistorebene) und höhere Dichten als das ältere EEPROM hinzu.

5. In fast allen Fällen, seitdem das ursprüngliche ROM gestoppt wurde, sind fast alle BIOS-PROMs bei vielen (25%?) Computerproblemen verdächtig. Diese späteren PROMs (die alle über programmierbare Funktionen verfügen) können beschädigt werden oder ihr Programm mit der Zeit einfach "vergessen".

PROMs, egal wie gelöscht oder neu programmiert, sollten mit Vorsicht behandelt werden (ESD-Schäden) und altern oder feucht sein.

In etwa 1/4 der Fälle, in denen ein Computer fehlerhaft war und ein "gutes" BIOS neu programmiert wurde, wird das Problem normalerweise behoben. Selbst wenn Ihr BIOS "gut" ist, zahlt es sich immer aus, wenn es möglich ist, erneut zu flashen.

Das BIOS ist entweder auf einem CMOS-Chip oder einem NVRAM gespeichert. Hierbei handelt es sich um kleine Mengen nichtflüchtigen Speichers auf Ihrem Motherboard (dh, sie speichern Daten auf unbestimmte Zeit, ohne dass Strom benötigt wird).

Was die Nachricht betrifft, die Sie erhalten, wenn alles den Post passiert, erhalten Sie auf älteren Rechnern normalerweise einen einzelnen Piepton von Ihrem Rechner, wenn alles ausgecheckt ist.

Auf neueren Rechnern erhalten Sie nichts: Sie werden den Beitrag nicht sehen, es werden keine Nachrichten, Signaltöne und nichts angezeigt ... eine Art "Keine Nachrichten sind gute Nachrichten" -Abkommen. Wenn Sie weiterhin möchten, dass der POST auf einem neueren Computer ausgeführt wird, drücken Sie die Tabulatortaste (zumindest auf den von mir verwendeten Computern). Treffen Sie dies einige Male, nachdem Sie den Strom eingeschaltet haben, um den POST auf dem Bildschirm zu sehen. Alternativ sollte in Ihren BIOS-Einstellungen die Option vorhanden sein, dass der POST auf dem Bildschirm angezeigt wird.