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2023 iThome 鐵人賽

DAY 2
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既然是 BIOS 延伸而出的內容,就讓我們由 BIOS 出發吧,第一個問題就是甚麼是 BIOS? BIOS的全名是 Basic Input/Output System (基本輸入輸出系統),內容及本體簡單來說就是一堆程式碼儲存在一個晶片裡的韌體,是電腦主機板開機時最先執行的程式,負責電腦硬體 (CPU、Memory、Chipset、IO、週邊) 的初始化與基本測試,準備並提供作業系統需要的硬體資訊與相關服務。

BIOS以前通常燒錄在一顆可插拔DIP封裝的非揮發性ROM晶片裡,現在主要是Flash Memory晶片直接焊接在板子,容量大小也是逐年的變大, 8MB/16MB/32MB/64MB,目前PC以 32MB、64MB 為主流。

BIOS在電腦開機後提供了簡易的 UI (經典藍白),讓使用者可以調整 BIOS 功能、或是設定主機板上的硬體,包括 CPU、記憶體、儲存裝置、開機裝置、啟動順序、系統密碼等。而BIOS的設定資訊會儲存在CMOS RAM 晶片中,並由一個電池供電,移除電池會將所有更改的設定清除。安裝了可開機裝置後要進入BIOS,在開機後按Delete、Esc、F1、F2、F10、F11 或 F12,各家主機板或電腦的定義可能不同。

傳統的 BIOS 現稱為 Legacy BIOS,使用組合語言 (Assembly) 開發,最大的難處就是指令非常基本與生硬,撰寫較複雜的邏輯需要龐大的架構,與熟稔各種CPU暫存器的進階應用。應用中斷呼叫使用中斷向量提供的豐富功能也是必須的。

Legacy BIOS運作在 16-bit 的 real mode,20-bit的定址只能對應1MB Addres Space,中斷的緩慢運作效能低下,且缺乏現代化需要的功能,如圖形化顯示、網路、資安等等,漸漸地無法滿足新的需求,為了克服舊時代的限制,迎接新時代的到來、全新規格的 UEFI (統一可延伸韌體介面) 應運而生!


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