Elfirmware del BIOS es instalado dentro de lacomputadora personal (PC), y es el primer programa que se ejecuta cuando se enciende la computadora.
El propósito fundamental del BIOS es iniciar, y probar elhardware del sistema y cargar ungestor de arranque o unsistema operativo desde undispositivo de almacenamiento de datos. Además, el BIOS provee una capa de abstracción para elhardware, por ejemplo, que consiste en una vía para que los programas de aplicaciones y los sistemas operativos interactúen con el teclado, el monitor y otros dispositivos de entrada/salida. Las variaciones que ocurren en elhardware del sistema quedan ocultas por el BIOS, ya que los programas usan servicios de BIOS en lugar de acceder directamente alhardware. Los sistemas operativos modernos ignoran la capa de abstracción provista por el BIOS y acceden alhardware directamente.
El BIOS del PC/XT de IBM original no tenía interfaz interactiva con el usuario. Los mensajes de error eran mostrados en la pantalla, o codificados por medio de una serie de sonidos. Las opciones en la PC y el XT se establecían por medio de interruptores yjumpers en la placa base y en lasplacas de losperiféricos. Las modernas computadoras compatiblesWintel proveen una rutina de configuración, accesible al iniciar el sistema mediante una secuencia de teclas específica. El usuario puede configurar las opciones del sistema usando el teclado y el monitor.
Elsoftware del BIOS es almacenado en uncircuito integrado dememoria ROMno volátil en laplaca base. Está específicamente diseñado para trabajar con cada modelo de computadora en particular, interconectando los diversos dispositivos que componen el conjunto de chips complementarios del sistema. En computadoras modernas, el BIOS está almacenado en unamemoriaflash, por lo que su contenido puede ser reescrito sin retirar el circuito integrado de la placa base. Esto permite que el BIOS sea fácil de actualizar para agregar nuevas características o corregir errores, pero puede hacer que la computadora sea vulnerable a losrootkit de BIOS.
ElMS-DOS (PC DOS) fue el sistema operativo de PC dominante desde principios de la década de 1980 hasta mediados de la década de 1990. Dependía de los servicios del BIOS para las funciones de disco, teclado y visualización de textos.Windows NT,Linux y otros sistemas operativos demodo protegido en general no lo usan después de cargarse en memoria.
/* C P / M B A S I C I / O S Y S T E M (B I O S) COPYRIGHT (C) GARY A. KILDALL JUNE, 1975 */[…]/* B A S I C D I S K O P E R A T I N G S Y S T E M (B D O S) COPYRIGHT (C) GARY A. KILDALL JUNE, 1975 */
El acrónimoBIOS fue inventado porGary Kildall[4] y apareció por primera vez en 1975 en el sistema operativoCP/M[5][6] describiendo la parte específica de la máquina del CP/M cargado durante el arranque que interactúa directamente con elhardware[2] (por lo general, una máquina de CP/M solo tiene un simplearranque en suROM).
Las versiones de MS-DOS o PC DOS contienen un archivo denominado bajo alguno de los siguientes nombres:IO.SYS,IBMBIO.COM,IBMBIO.SYS, oDRBIOS.SYS. Este archivo se conoce como elBIOS DOS oSistema I/O DOS, y contiene la parte dehardware específico de bajo nivel del sistema operativo. Junto con elhardware específico, pero independiente del BIOS del sistema subyacente al sistema operativo que reside en la memoria ROM, este representa el análogo alCP/M BIOS.
En otros tipos de computadoras, se emplean en su lugar los términosmonitor de arranque,gestor de arranque, yROM de arranque. Algunos equipos basados en PowerPC y Sun utilizanOpen Firmware para este propósito.
Con la introducción de las máquinas PS/2, IBM dividió el sistema BIOS en porciones en modo real y modo protegido. La porción de modo real estaba destinada a proporcionar retrocompatibilidad con los sistemas operativos como DOS, y por lo tanto fue nombrado CBIOS (para compatibilidad del BIOS), mientras que el ABIOS (por Advanced BIOS) proporcionaba nuevas interfaces adaptadas específicamente para sistemas operativos multitarea comoOS/2.
Hay algunas alternativas a la funcionalidad de lalegacy BIOS en el mundo x86: Extensible Firmware Interface, Open Firmware (usado en laOLPC XO-1), yCoreboot.
Esquema de los pasos que sigue un sistema BIOS en inglés
Cuando se reinicia elprocesadorx86, se carga elcontador de programa con una dirección fija en la parte superior del espacio de direccionamiento enmodo real de 1 megabyte. La dirección de la memoria del BIOS está situado de tal manera que se ejecutará cuando el equipo se pone en marcha primero. Entonces, una instrucción de salto dirige el procesador para iniciar la ejecución de código en el BIOS. Si el sistema acaba de ser encendido o el botón de reinicio fue presionado (arranque en frío), se ejecuta completamente la autoprueba de encendido (POST). Si se inicióCtrl+Alt+Supr ("arranque en caliente"), se detecta un valor de indicador especial en lamemoria no volátil (NVRAM) y la BIOS no ejecuta el POST. Esto ahorra un tiempo que es utilizado para detectar y probar toda la memoria. La NVRAM está en elreloj en tiempo real (RTC).
El indicador de pruebas de autodiagnóstico identifica e inicializa los dispositivos del sistema, como laCPU, laRAM,interruptores ycontroladores DMA y otras partes del chipset,tarjeta de vídeo,teclado,unidad de disco duro,unidad de disco óptico y otrohardware básico. La BIOS localiza el software gestor de arranque localizado en un dispositivo almacenamiento designado comodispositivo de arranque, tal como un disco duro, undisquete,CD oDVD, carga y ejecuta esesoftware, dándole el control del PC. Este proceso se conoce comoarranque osecuencia de arranque.
Para una referencia deplaca base el fabricante puede publicar varias revisiones del BIOS, en las cuales se solucionan problemas detectados en los primeros lotes, se codifican mejores controladores o se da soporte a nuevos procesadores.
La actualización de estefirmware puede ser realizado con algún programa para quemar una nueva versión directamente desde el sistema operativo, los programas son propietarios de cada compañía desarrolladora delfirmware y por lo general pueden conseguirse eninternet junto al BIOS propiamente dicho.
La actualización del BIOS es percibida como no exenta de riesgos, dado que un fallo en el procedimiento conduce a que la placa base no arranque. Debido a ello algunos fabricantes usan sistemas como el bloqueo de arranque, que es una porción de BIOS que está protegida y que no es actualizable a diferencia del resto delfirmware.
Configuración de overclock en la BIOS de una placa ABIT NF7-S para un procesador AMD Athlon
Algunos chips de BIOS permiten eloverclocking, una acción en el que laCPU se ajusta a unavelocidad de reloj más alta que su ajuste de fábrica. De manera previsora, es altamente recomendable realizar la implementación de un sistema de refrigeración y control de temperatura correcto y confiable que asegure la preservación de la integridad estructural de los componentes electrónicos que serán afectados por la acción del overclocking, incluyendo la protección de componentes como el bus, chips y múltiples dispositivos electrónicos adicionales, considerando la regla de proporcionalidad descrita como el Efecto Joule: "la cantidad de calor producido por un alambre (conductor eléctrico), es proporcional al cuadrado de la corriente que pasa a través del alambre conductor, multiplicado por la resistencia eléctrica del mismo." Eloverclocking podría comprometer seriamente la confiabilidad del sistema en computadoras insuficientemente refrigeradas y provocar la reducción de la vida útil de sus componentes. De realizarse correctamente, el overclocking puede asegurar la integridad estructural e incremento en el rendimiento de los componentes electrónicos en la placa base, de otro modo podría ocasionar el sobrecalentamiento de los componentes y su autodestrucción instantánea.
Un sistema puede contener diversoschips confirmware BIOS además del que existe en laplaca base: tarjetas de vídeo, de red y otras cargan trozos de código en la memoria (con ayuda de la BIOS principal) que permite el funcionamiento de esos dispositivos.
El BIOS de video es visible como un integrado separado.
A diferencia de otros componentes del sistema, latarjeta de vídeo debe funcionar desde el arranque inicial, mucho antes de que cualquiersistema operativo esté siendo cargado en lamemoria RAM: en los sistemas con vídeo integrado, el BIOS de la placa base contiene las rutinas necesarias para hacer funcionar el vídeo de la placa.
Los primeros ordenadores (que no poseían vídeo integrado) tenían BIOS capaces de controlar cualquier tarjeta adaptadoraMDA yCGA. En 1984 cuando aparecieron sistemas nuevos como elEGA fue necesario agregar una BIOS de vídeo para mantener la compatibilidad con esos sistemas que no tenían las rutinas de manejo para el nuevo estándar; desde esa época las tarjetas de vídeo incluyen unfirmware propio.
El BIOS de estas adaptadoras provee herramientas básicas para manejar elhardware de vídeo que ofrece la tarjeta. Cuando el computador inicia, algunas de esas tarjetas muestran en pantalla la marca de la misma, el modelo y la versión del firmware además del tamaño de la memoria de vídeo.
La gran mayoría de los proveedores de placas base de arquitectura x86 delegan a terceros la producción de los BIOS. Los fabricantes suelen escribir y publicar actualizaciones delfirmware en las cuales se corrigen problemas o se da compatibilidad a nuevos productos.
Para obtener software comparable en otros sistemas informáticos, consulteArranque (informática)
LaUnified Extensible Firmware Interface (UEFI) complementa el BIOS en muchas máquinas nuevas. Inicialmente escrito para laArquitectura Intel Itanium, UEFI ahora está disponible para plataformas de arquitecturax86 yARM; el desarrollo de especificaciones está dirigido por elUnified EFI Forum, ungrupo de interés especial de la industria. El arranque EFI solo ha sido compatible con las versiones deMicrosoft Windows compatibles con laTabla de particiones GUID,[7] elNúcleo Linux 2.6.1 y posteriores, ymacOS en Mac basados en Intel.[8] A partir de 2014, el nuevo hardware de PC se envía predominantemente con firmware UEFI. La arquitectura de protección de rootkit también puede evitar que el sistema ejecute los cambios de software propios del usuario, lo que hace que UEFI sea controvertido como un reemplazo de BIOS heredado en la comunidad deHardware libre. Además,Windows 11 requiere UEFI para arrancar.[9][7]
↑Kozierok, Charles M. (17 de abril de 2001).«System BIOS».PCGuide(en inglés). Archivado desdeel original el 21 de diciembre de 2014. Consultado el 27 de junio de 2021.
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