ما هو الــ bios
ال bios والي هو اختصار إلى
basic input/output system
عندما تضغط زر تشغيل الحاسب فإنك عادة ما تسمع صوت نغمة معلنه بدء تشغيل الحاسب و من ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة و جدول مواصفات الجهاز ثم يبدأ وندوز في العمل ...فما الذي يحدث؟؟؟
عند تشغيل الجهاز فإن الجهاز يقوم بما يسمى ال( POST ) و هو اختصار لـ " power on self " اي الفحص الذاتي عند التشغيل و هي أول شيء يفعله الحاسب حيث يقوم الحاسب بفحص أجزاء النظام ( المعالج و الذاكرة العشوائية ، بطاقة الفيديو ، ........الخ) و تستطيع أن ترى مقدار الذاكرة العشوائية في الجهاز عند هذه النقطة كما تستطيع رؤية الكثير من المعلومات عن البيوس مثل رقمه و تاريخ ... الخ.
اذا و جد النظام أية أخطاء عند هذه النقطة فإنه يتصرف حسب خطورة الخطأ ففي بعض الأخطاء يكتفي بأن ينبه لها أو يتم ايقاف الجهاز عن العمل و إظهار رسالة تحذيرية حتى يتم اصلاح المشكلة و يستطيع أيضاً اصدار بعض النغمات بترتيب معين ( beep code ) حتى ينبه المستخدم لموضع الخلل ، إن ترتيب النغمات يختلف باختلاف نوعية الخلل و باختلاف الشركة المصنعة للبيوس - و من ثم يسلم القيادة لنظام البيوس .
فيقوم نظام البيوس بفحص جميع أجهزة الإدخال و الإخراج المتوفرة لديه (الأقراص الصلبة و المرنة ، الأقراص المدمجة ، المنافذ المتوازية و المسلسلة ، الناقل التسلسلي العام ، لوحة المفاتيح......الخ) و ذلك بمساعدة المعلومات المخزنة في رقاقة سيموس.
ثم بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام تشغيل مثل ( وندوز ، دوس ،يونكس،.....) فيسلمه مهمة التحكم بالحاسب.
و لا تنتهي مهمة البيوس هنا بل تسند اليه مهمات الادخال و الإخراج في الحاسب طوال فترة عمله و يعمل جنبا الى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال و الإخراج و بدون البيوس لا يستطيع وندوز أن يخزن البيانات ولا ان يسترجعها .....الخ.
يُشكل البايوس النوع الثالث من البرامج الذي يحتاجه كل جهاز لكي يعمل بنجاح ولا يمكن أن يعمل أي جهاز بغيابه. كلمة البايوس BIOS مشتقة من بدايات الأحرف للكلمات الإنكليزية الأربعة التالية Basic Input Output System. يُعتبر برنامج البايوس من برامج الكمبيوتر ذات المستوى الواطئ low-level software.
لكل جهاز برنامج بايوس يجب أن يأتي معه وعادة ما يكون مثبتاً في رقيقة chip مركبة في لوحة الأم (أي جزء من اجزاء لوحة الأم) ولا يكتمل الجهاز إلا بوجود البايوس، بخلاف نظام التشغيل الذي إما يأتي منصباً من قبل الشركة المنتجة أو يقوم المستخدم بتنصيبه بنفسه. إتفق مصمموا وشركات بناء المعالجات ولوحات الأم على أن يسمح للمعالج أول شيء عند بدء التشغيل بالدخول إلى ذاكرة جاهزة للعمل على طول تسمح بالقراءة منها فقط وقابلة للمسح والتحديث أو البرمجة بطرق خاصة وتدعى هذه الذاكرة بـ Erasable Programmable Read-Only Memory أو مختصراًEPROM وفي بعض الأحيان تسمى أيضاً بالذاكرة الفلاشية أو التحديثية Flash Memory. فعند بدأ التشغيل، يرسل المعالج أمر بدأ التشغيل إلى البايوس الذي يتواجد دائماً في نفس المكان (مكان ثابت على طول) في الذاكرة الفلاشية EPROM وبعدها يقوم البايوس بمهامه التي سنتطرق إليها لاحقاً إن شاء الله تعالى.
وحتى تكون هذه الذاكرة الفلاشية جاهزة للعمل في أي وقت ويحافظ البايوس فيها على قيم إعداداته عند وضع الإقفال (الجهاز طاف) لا بد وأن يكون لها تغذية كهربائية متواصلة، ويتم ذلك بواسطة بطارية جافة غالباً ما يكون مقدار جهدها 3Volt.
وظائف البايوس
يمكن تلخيص دور البايوس في الكمبيوتر على أنه حلقة الوصل بين جميع قطع الهاردوير وبين المستخدم عند بدء التشغيل وبين جميع قطع الغيار ونظام التشغيل سواء أكان ذلك أثناء تنصيب نظام التشغيل أو أثناء أوبعد إقلاع نظام التشغيل إذا كان منصباً أصلاً. فمن لحظة الضغط على زر التشغيل، ينقسم دور البايوس إلى عدة مهام وعادة ما يكون تسلسلها المنطقي بالشكل التالي:
أولاً: تحميل برامج حاملات القطع Interrupts Handlers البايوسية: وهذه عبارة عن codes صغيرة جداً ضمن برنامج البايوس يقوم المعالج بقراءتها وبذلك تتوفر تعاريف عمومية بسيطة عن الهاردويرأي أنها تعمل عمل مترجم بين الهاردوير والمستخدم أولاً وبين الهاردوير ونظام التشغيل لاحقاًً إن صح التعبير العام. فمثلاً إحدى أبرز برامج حاملات القطع البايوسية التي يتم تحميها عادة وأولاً هي تلك التي تخص لوحة المفاتيح. فلولا هذه الوظيفة الترجمية لما إستطعنا من الدخول إلى إعداد البايوس ومعايرته بمجرد الضغط مثلاً على الزر Delete أو F2 عند بداية تشغيل الجهاز لأن المعالج في هذه اللحظة لا يعلم بوجود برنامج يشغل لوحة المفاتيح في أي مكان (إن وجد) وحتى أن المعالج يجهل في تلك اللحظة قرص الإقلاع أو القرص الذي يحوي نظام التشغيل.
ومما تجدر الإشارة إليه هنا هو يجب عدم الخلط بين برامج حاملات القطع البايوسية وبين برامج مشغلات الهاردوير Hardware Drivers. فحاملات القطع برامج صغيرة جداً تعطي تعاريف عمومية وبسيطة عن الهاردوير أي لا تعطي تعاريف مفصلة ودقيقة عن الهاردوير ومقرها البايوس بينما مشغلات الهاردوير برامج دائماً أكبر حجماً وتحتوي على تعريفات مفصلة عن ذلك الهاردوير ومقرها ملف ال Windows. وكما قلنا وبعد إستكمال إقلاع نظام التشغيل ستكون وظيفة البايوس هذه كحلقة وصل بين قطع الهاردوير وبين نظام التشغيل. ففي هذه الحالة سيكون إستخدام حاملات القطع البايوسية ضخماً ومستمراً طالماً سنبقى نستخدم لوحة المفاتيح والماوس وغيرها، ولهذا السبب ولسبب آخر هو أن ذاكرة البايوس الفلاشية أبطء ما لا يقل عن ثلاثة مرات بالمقارنة مع ذاكرة الجهاز، إبتكر مهندسو الكمبيوتر طريقة لتسريع هذه العملية وذلك بنسخ codes البايوس إلى ذاكرة الجهاز أثناء إقلاع نظام التشغيل وأطلقوا على هذا الإبتكار إسم بايوس الظل أو shadow bios . ففي هذه الحالة مثلاُ، وعند الضغط على زر من أزرار لوحة المفاتيح فبدلاً أن يتم التعامل مع الإشارة المرسلة في البايوس نفسه يتم التعامل معها هنا مع نفس كود البايوس ولكن المحمل في ذاكرة الجهاز. جميع لوحات الأم الحديثة تمتلك خاصية بايوس الظل وفيها يكون بايوس الظل ممكناً إفتراضياً Enabled by default ولا يمكن تعطيله disable من خلال إعداد البايوس سواء أكان ظاهراً أم مخفيا. أما تعطيل ظاهرة الظل إن وِجِدَ ذلك الإحتمال ضمن إعداد البايوس فيؤدي إلى شيئين: الأول: البطء في الإستجابة للوحة المفاتيح أي تظهر الحروف والأرقام بعد فترة وجيزة من الضغط على زره وليس في نفس الوقت وكذلك يعاني موجه الماوس من عدم الدقة. الثاني: يؤدي إلى رفع درجة حرارة الرقيقة Chipالتي تحوي على code البايوس لكثر التعامل معه. ومما تجدر ملاحظته هنا أيضاً يجب عدم الخلط بين ظل البايوس الذي تكلمنا عنه وبين ظل بايوس بطاقة الشاشة Video Bios Shadow. فالجميع يعلم بأن كل بطاقات الشاشة لها بايوس خاص بها. وبنفس الطريقة التي يتم فيها نسخ بايوس الكمبيوتر إلى الذاكرة بالإمكان نسخ بايوس بطاقة الشاشة إلى الذاكرة أيضاَ. وظاهرة نسخ بايوس بطاقة الشاشة إلى الذاكرة يدعى بظل بايوس بطاقة الشاشة Video Bios Shadow. أغلب لوحات الأم الحديثة تمتلك صفة ظل بايوس بطاقة الشاشة ولكنها تسمح في أغلب الأحيان بتمكين Enable أو تعطيل Disable هذه الصفة من خلال إعداد البايوس بخلاف بايوس الظل الذي لا يمكن تعطيله.
ثانياً: يقوم البايوس بعد ذلك بقدح المسجلات Registers وتفعيل منظومة إدراة الطاقة الكهربايئة power management للوحة الأم. يقوم بعدها البايوس بإجراء إختبار الطاقة الذاتيPower-On Self-Test (POST) لقطع الهاردويرالواحدة تلو الأخرى للتأكد من سلامتها وصلاحيتها للعمل. وتتم هذه العلمية بإعطاء كل قطعة هاردوير ما هو مخصص لها من طاقة كهربائية Power ومن ثم الإنتظارقليلاً جداً لحين إستجابتها الذاتية. ويبدأ الأختبارعادة ببطاقة الشاشة والتي تمتلك بايوس خاص بها. فبمجرد حصول بطاقة الشاشة على ما هو مخصص لها من طاقة، يتم تفعيل بايوسها والذي بدوره يختبر معالجه الموجود بجواره ثم إختبار الذاكرة الموجودة على ظهر بطاقة الشاشة. فإذا كان إختبار بطاقة الشاشة سلبياً فمعظم أسبابه مدرجة في ملحق 1 أدناه. وبذلك تحصل على شاشة سوداء ليس فيها شي إما صامتة أو بأصوات متقطعة Beeps وفي حينها لا يستكمل البايوس بقية الإختبارات. أما إذا كانت نتيجة إختبار بطاقة الشاشة إيجابياً فغالباً ما تظهر معلومات البطاقة لوحدها في أعلى شاشة سوداء ولفترة قصيرة ثم يعود الأمر بعد ذلك إلى بايوس النظام لإستكمال بقية إختبارات الطاقة الذاتية. أي أن معلومات بطاقة الشاشة تظهر قبل معلومات الجهاز الأخرى المؤلوفة كمعلومات الذاكرة والمعالج والأقراص...إلخ. فإذا مر هذا الإختبار كما يرام ينتقل البايوس إلى عمل إختبارات الطاقة الذاتية لقطع الهاردوير التي ليس بايوس مثل مجموعة الرقائق Chipset والصوت والـ USB ومنافذ لوحة المفاتيح والماوس من نوع PS2 وبطاقة المودم ... إلخ فإاذ كان كل شيء على ما يرام ينتقل البايوس لعمل إختبارات الطاقة الذاتية لقطع الهاردوير التي تمتلك بايوس خاص بها مثل بطاقات SCSI & RAIDS. فإذا كانت نتيجة إختبار الطاقة الذاتية إيجابية ينتقل البايوس للوظيفة التالية في سلسلة وظائفه. ومن دون أي شك، أي خطأ هنا يعني خطأ هاردوير أي ليس له علاقة بالبرامج المنصبة في الجهاز من نظام تشغيل إلى مشغلات هاردوير Hardware drivers إلى برامج تطبيقية.
ثالثاً: بعد ذلك يقوم البايوس بعمل إختبار ليتعرف من نتيجته على نوع الإقلاع، هل هو إقلاع بارد cold boot أو إعادة إقلاع reboot. الإقلاع البارد يعني تشغيل الجهاز من وضع الإغلاق (التوقف) أما إعادة الإقلاع يعني أن الكمبيوتر كان يشتغل أصلاً وأعيد تشغيله. ويتم ذلك الإختبار من خلال حساب قيمة معينة عند عنوان الذاكرة memory address 0000:0472. فإذا كانت تلك القيمة هي 1234h فهذا يعني إعادة إقلاع وبذلك يهمل البايوس الكثير من الإختبارات التي يجريها عادة عند بدأ التشغيل من بينها إختبارات الطاقة الذاتية للهاردوير بل ويذهب أبعد من ذلك إلى إقلاع نظام التشغيل مباشرة لأنه يعلم تماماً أن هذا إعادة إقلاع وأنه سبق وأن عمل تلك الإختبارات في الإقلاع الذي سبق هذا. وهذا بدوره يساعد في تحسين سرعة الإقلاع. بإمكانك تجربة ذلك بنفسك على جهازك للتأكد من صحة وظيفة البايوس هذه. ملاحظة: هذا الكلام يصح فقط إذا لم تكن لديك مشاكل في ربط كيبلات أقراض IDE. فهذه إن حصلت تؤدي دائماً إلى تأخير الإقلاع سواء عمل البايوس إختباراته أم أهملها فأخطاء الكيبل ربما لا يتحسس بها البايوس بل إنما يتحسس بأخطاء الهاردوير فقط.
أما إذا كانت تلك القيمة لا تساوي 1234h فهذا يعني إقلاع بارد أو جديد وعندها يقوم البايوس بجميع الإختبارات وبذلك يأخذ وقتاً أطول بالمقارنة مع وقت إعادة التشغيل. فيقوم البايوس عندئذ بالإضافة إلى إختبارات الطاقة الذاتية بإجراء إختبارات القراءة والكتابة لكل عنوان في الذاكرة وهذا يسمى إختبار الذاكرة المفصل، ويفحص صلاحية الأقراص المشبوكة إلى قناتي IDE أي Master & Slave فقط المتواجدة على لوحة الأم وليس المتواجدة على بطاقة مثل SCSI. بعدها يقوم البايوس بعرض بعض المعلومات عن النظام على الشاشة، ومن الطبيعي أن تشمل تلك المعلومات: المعالج CPU، القرص المرن Floppy والقرص الصلب Hard Drive و CD-ROM، مقدار الذاكرة وفي بعض أنواع البايوس حتى سرعتها ونوعها، نوع البايوس وتأريخه (هذا الأخير يظهر عادة إما في أعلى أو أسفل شاشة المعلومات).
رابعاً: بعدها يقوم البايوس بتوجيه المعالج إلى القرص الأول من سلسلة الإقلاع boot sequence لمحاولة تحميل نظام التشغيل منه. علماً بأن عمل المعالج كما ذكرنا هو تنفيذ الأوامر ويجهل مكان نظام التشغيل تماماً وبدون توجيه البايوس لا يمكن أن يبدأ الإقلاع على الإطلاق. فإذا لم يكن هناك نظام تشغيل في القرص الأول يعود المعالج إلى البايوس فيوجهه إلى القرص الثاني في سلسلة الإقلاع ثم إلى الثالث والرابع وهكذا إلا أن يتم الإقلاع. أما إذا لم يكن هناك نظام إقلاع في أي قرص من أقراص الجهاز فسوف يتوقف الجهاز عند شاشة المعلومات مشيراً برسالة خطأ تؤكد عدم وجود قرص إقلاع. يعتبر دور البايوس في إقلاع نظام التشغيل من أهم أدواره.
رقاقات سيموس CMOS
تخزن على رقاقة السيموس معلومات هامة عن جهاز مثل حجم و نوع الأقراص المرنة و الصلبة و كذلك التاريخ و الوقت و كذلك بعض الخيارات الأخرى مثل : " هل تريد الإقلاع من القرص المرن أم من القرص الصلب اولاً...الخ ) و يكون حجمها في حدود مئات البايتات .
يمكن للمستخدم العادي ان يعدل من محتويات ذاكرة سيموس و ذلك بالدخول الى اعدادات البيوس( غالباً بالضغط على del عند تشغيل الجهاز ) ، و يمكنك عمل الكثير من الأشياء هناك و لكن كن حذراً فتغير الإعدادات دون إلمام بوظائفها قد يعطل حاسبك عن العمل ، هذه بعض الأشياء التي يمكن أن يعدلها برنامج إعداد البيوس :
تغيير الوقت و التاريخ
تعيين عدد و حجم الأقراص المرنة والصلبة
كلمة السر ( حماية الحاسب بكلمة سر حيث لا يستطيع أحد الدخول للجهاز إلا من خلال كلمة السر )، و اذا نسيت كلمة السر فيجب عليك اطفاء الجهاز و ازالة بطارية السيموس حتى تزال جميع المعلومات من رقاقة السيموس بما فيها كلمة السر .
لزيادة المعلومات اقرأ
http://www.dorar-aliraq.net/showthread.php?t=17336
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة بسام عدنان
