Quando verso la fine deglianni 1970 Intel e IBM iniziarono a produrre i primi PC basati sul processore 8088 alla fine, Intel stipulò un accordo con Microsoft per la messa a punto di un sistema operativo. Microsoft decise di dividere il sistema operativo in due parti, la prima che comprendeva le operazioni di base per far dialogare le componenti hardware del PC e che risiedeva in un chip di memoria ROM (Read Only Memory). La seconda parte del sistema operativo risiedeva su un floppy disk e veniva caricato ad ogni avvio del PC ed era composto da un insieme di programmi che interfacciavano il computer con l'utente permettendo di svolgere una serie di operazioni di base. La Intel decise allora di sviluppare in modo indipendente le due parti: la prima fu chiamata BIOS e la seconda DOS (acronimo diDisk Operative System).
Nei primi PC di IBM, il BIOS supportava tutte leperiferiche e ilDOS faceva completo affidamento su di esso per le operazioni a basso livello, ma con l'evoluzione tecnologica successiva le capacità offerte dalle routine di gestione del BIOS (al tempo non aggiornabili, poiché scritte su memoria ROM) divennero presto insufficienti. I moderni sistemi operativi, comeMicrosoft Windows oLinux, per le loro operazioni diInput/Output, non fanno più uso del BIOS, e accedono direttamente all'hardware.
Con la diffusione deipersonal computer in ambito lavorativo e domestico, a partire daglianni 1980, si sviluppò un mercato parallelo di PC compatibili con quelli IBM-Intel. Poiché IBM deteneva i diritti del BIOS e non concesse licenze, i produttori furono costretti a sviluppare il BIOS in proprio. Il primo caso fu quello della Compaq Computer seguito da alcune ditte specializzate come la Phoenix Software Associate, Award e AMI.[2]
Si tratta di un insieme diroutine software, generalmente scritte su memoriaROM,FLASH o altramemoria non volatile (firmware)[N 1], che forniscono una serie di funzioni di base per l'accesso all'hardware delcomputer e alleperiferiche integrate sullascheda madre da parte delsistema operativo e deiprogrammi. NeicomputerIBM-compatibili la ROM del BIOS contiene anche ilPOST, un test che verifica che tutti i componenti e le periferiche del computer funzionino correttamente. Sovente è compilato in linguaggioassembly nativo della famiglia diCPU utilizzata. La compilazione informatica dei BIOS per i PC recenti è realizzata su memorieEEPROM riscrivibili, quindi può essere aggiornata tramite modifica. I costruttori mettono a disposizione nuove versioni di BIOS per correggere difetti rilevati oppure aggiungere supporto a nuove periferiche hardware non previste al momento della produzione del BIOS.
L'operazione di aggiornamento (flash in inglese) richiede cautela poiché, qualora non andasse a buon fine, a causa di unblack out per esempio, o altri inconvenienti elettrici, potrebbe rendere inutilizzabile lascheda madre[N 2].
L'acronimo apparve per la prima volta con il sistema operativoCP/M e descriveva quella parte di CP/M che veniva caricata all'avvio, che si interfacciava direttamente con l'hardware. I computer che utilizzavano il CP/M avevano infatti soltanto unboot loader nellaROM. Anche le successive versioni delDOS avevano un file, nominatoIBMBIO.COM oIO.SYS del tutto analoghi.
A partire dall'introduzione dei primiIBM PC XT e compatibili nell'agosto del1981, il BIOS ha il compito di dare, durante la fase di avvio, dettaboot process, i primi comandi al sistema. In questa fase, dopo i controlli preliminari sulla funzionalità dei componenti fondamentali (interrupt,RAM,tastiera,dischi,porte), per elencare e inizializzare correttamente le periferiche presenti, il BIOS legge alcuni parametri, come l'ora e la data corrente, da una piccola memoria RAMCMOS[N 3] tamponata, ossia mantenuta sotto tensione elettrica anche a PC spento[N 4] da unabatteria, del tutto separata dalla RAM principale del computer.
Nelle moderneimplementazioni del BIOS possono essere selezionati differenti tipi di supporto per l'avvio e sono presenti numerose funzioni per la diagnostica e la personalizzazione di importanti funzioni relative all'utilizzo della RAM, alle opzioni per l'overclocking e sono presenti segnali acustici di allarme in caso di malfunzionamenti delleventole atte al raffreddamento del CPU o l'eccessivo aumento dellatemperatura generale dell'intera scheda madre.
Un computer può integrare il proprio BIOS con altri moduli; esistonoschede di espansione che possono impiegare estensioni proprietarie del BIOS in aggiunta al contenuto di quello collocato sullascheda madre, come la scheda video, o uncontrollerSCSI.
Il BIOS della scheda madre, durante la fase di boot, può individuare nella memoria reale da 0xC8000 a 0xF0000 saltando di 2kilobyte e cercando una firma "0x55 0xaa", che è seguita immediatamente da un byte che indica il numero di blocchi da 512 byte che l'espansione occupa nella memoria reale; il BIOS effettua una chiamata all'indirizzo successivo, che è la prima istruzione della subroutine di startup del BIOS della periferica e registra gliinterrupt necessari, svolge le funzioni diagnostiche e mostra a video informazioni sulla scheda di espansione installata.
Il BIOS è normalmente in grado dicaricare un sistema operativo da diversi dispositivi di memorizzazione di massa, comedischi fissi,floppy,CD-ROM, memorie di massaUSB, e talvolta anche di eseguire un boot da rete, attraversoPXE.
Ciò permette di caricare un sistema operativo diverso da quello previsto dall'amministratore di sistema, e quindi di eludere qualsiasi politica di sicurezza basata sul sistema operativo già installato.
Il BIOS assolve diversi compiti. Prima di tutto, mette a disposizione le funzioni base di un computer e dopo ogni suo avvio si assicura che le componenti principali come memoria, CPU e altre componenti dell’hardware funzionino correttamente, effettuando un test Power on Self Test (POST). Inoltre permette di risolvere un problema principale dei computer, perché ogni software deve prima essere caricato nella memoria principale per essere avviato. Per fare ciò, deve essere comunicata la posizione di quel programma e questo ruolo viene assunto dal BIOS in qualità di firmware, che funge anche da intermediario tra CPU e software. Con il tempo le funzioni del BIOS sono ulteriormente aumentate. È diventato importante anche per la gestione energetica del computer, controlla la funzionalità di dischi rigidi integrati o di altri supporti esterni e permette di configurare la successione con cui richiamare i dispositivi di memorizzazione.[3]
L'accesso al menu del BIOS avviene premendo un tasto o una combinazione di tasti, che variano tra produttori e modelli, durante la fase diPOST. Alcune combinazioni utilizzate sono[4]:
Canc
F1
F2
F11
F12
Esc
Ctrl+Esc
Ctrl+Alt
In seguito, ad esempio, sono riportati i tasti da premere sui dispositivi di alcuni produttori:
Acer:Canc oF2
Asus:F2
Samsung:F2
Lenovo:F1 oF2
HP:F1,F2,F10,Esc oCanc
Dell:F2 oF12
La navigazione visiva fra le schede nelle impostazioni del BIOS avviene da tastiera tramite tasti direzionali sulle schede madri per computer normali, mentre avviene tramite mouse e tastiera sulle schede madri per pc conUEFI al posto del BIOS.
Su alcuni vecchi BIOS di notebook nativiWindows 98 vi è la possibilità di disattivare la comparsa dell'errore (appena terminato il caricamento del BIOS) "save to disk partition not found" relativo alla non esistenza (o dimensione insufficiente) della partizione dedicata alla memorizzazione del file di sospensione/ibernazione, collegato alle impostazioni di risparmio energia. In questi casi o si disabilita il messaggio di errore o si disabilita la sospensione oppure occorre sistemare la partizione sul disco dedicata al file di memorizzazione dello stato del PC in fase di ibernazione.
Il BIOS è ilfirmware del computer, pur essendo composto da istruzionisoftware, è una parte integrante dell'hardware. Prima del 1990, il BIOS veniva memorizzato su una o piùROM, non riprogrammabili. Con l'aumentare della complessità, di pari passo con la necessità di aggiornamenti, si è diffusa la memorizzazione del firmware BIOS dapprima suEPROM, poi suEEPROM oflash memory, per permettere un rapido aggiornamento anche dall'utente inesperto. L'esistenza di BIOS aggiornabili dall'utente finale, permette di ottenere il supporto perCPU più aggiornate o per dischi fissi più capienti. Per effettuare tali operazioni è indispensabile consultare il manuale d'uso fornito con lascheda madre, ilsito web del produttore o entrambe le modalità.
Giacché eventuali errori nell'aggiornamento del BIOS rendono il computer inutilizzabile, alcune schede madri sono dotate di un doppio BIOS che consente di ripristinarne l'uso della macchina a seguito di una riprogrammazione erronea. Sono noti alcunivirus in grado di sovrascrivere il BIOS (come il famigeratoCIH o Chernobyl virus). Tuttavia, nel BIOS stesso, la maggior parte dei sistemi è dotata di un'opzione per disabilitare le funzioni di scrittura e, talvolta, di un ponticello che disabilita le tensioni di programmazione necessarie per l'alterazione della EPROM, denominataROM riscrivibile.
Con l'avvento del firmware basato su tecnologiaUEFI e la successiva introduzione sul mercato (all'incirca a partire dal 2010), il BIOS, inteso come vecchia interfaccia utente del firmware, è stato destinato a progressivi rimpiazzi e quindi alla definitiva uscita di scena[5].
Alcuni sistemi operativi permettono tuttora di installare il sistema in ambienteLegacy[6].
↑Il firmware (contenuto in uno specifico chip della scheda madre) è un programma diverso dal BIOS con il quale interagisce. Sebbene sia perciò un errore l'assimilazione, in voci generaliste può essere trascurato per semplicità.
↑I BIOS delle ultime generazioni hanno una procedura di recupero (combinazione di tasti oppure rimozione della batteria CMOS che innesca una sorta di reset automatico, vedi ad esempiohttps://support.hp.com/it-it/document/c02723600Archiviato il 7 marzo 2021 inInternet Archive.) proprio per ovviare a situazioni di errore (tra cui quelle generate dell'aggiornamento) che bloccano l'esecuzione regolare del programma.
↑Sovente, si fa confusione tra BIOS e CMOS. Il BIOS è ilfirmware contenuto nell'omonimocircuito integrato; il CMOS è un chip di memoria che contiene i parametri di configurazione processati dal BIOS durante la sua esecuzione, in un dato momento delPOST nelboot. Questi dati sono: data e ora; a seconda della scheda madre potrebbero essere anche i parametri di configurazioneHD del sistema che comunque vengono in massima parte rilevati e ri-memorizzati in automatico dal BIOS. La memoria CMOS è mantenuta in attività dalla relativa pila, che consente la conservazione dei parametri a computer spento. Resettare il contenuto del CMOS è un'azione, cancellare o aggiornare il BIOS, che è unsoftware a tutti gli effetti, è un'altra azione, ed è indipendente dal contenuto CMOS.
↑Più il computer è tenuto spento (anche se alimentato, a meno di schede madri che supportano la tensione di standby) e/o mantenuto a temperature estreme, meno dura la carica della batteria tampone. L'alimentazione del computer non ricarica la batteria.
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