O que é o sistema básico de entrada/saída (BIOS)?

23 de maio de 2024

O Basic Input/Output System (BIOS) é uma interface de firmware que inicializa e testa componentes de hardware durante o processo de inicialização de um computador. Ele fornece um conjunto de rotinas essenciais que permitem o sistema operativo para se comunicar com dispositivos de hardware.

O que é biografia

O que é BIOS?

O Basic Input/Output System (BIOS) é um componente crítico de firmware incorporado em um placa-mãe Chip ROM responsável por inicializar um computador e gerenciar o fluxo de dados entre o sistema operacional do computador e os dispositivos conectados. Quando o computador é ligado, o BIOS executa uma verificação inicial de hardware, chamada Power-On Self Test (POST), para garantir que todos os componentes essenciais de hardware, como o processador, memória e dispositivos de armazenamento estão funcionando corretamente.

Depois disso, o BIOS localiza e inicia o sistema operacional a partir de um dispositivo de armazenamento designado, iniciando o processo que permite que o sistema operacional assuma o controle do computador. O BIOS também fornece uma interface de baixo nível para definir configurações de hardware, como hora do sistema, bota sequência e configurações de dispositivos periféricos, garantindo a comunicação e coordenação entre os componentes de hardware e software do computador.

Uma breve história do BIOS

O Sistema Básico de Entrada/Saída (BIOS) remonta ao final da década de 1970. Foi introduzido pela primeira vez pela IBM em 1981 em sua linha inicial de computadores pessoais, o IBM PC. Esta versão inicial do BIOS foi fundamental para padronizar a forma como os computadores inicializavam e interagiam com os componentes de hardware, fornecendo uma interface consistente para o sistema operacional.

Ao longo das décadas de 1980 e 1990, o BIOS tornou-se a base da arquitetura de PC, evoluindo para suportar hardware mais complexo e recursos avançados. Com o surgimento da computação moderna, as limitações do BIOS tradicional levaram ao desenvolvimento do Interface de firmware extensível unificada (UEFI) em meados dos anos 2000, que oferecia segurança aprimorada, tempos de inicialização mais rápidos e maior flexbilidade. Apesar desta transição, o BIOS continua a ser uma tecnologia fundamental que abriu o caminho para os computadores contemporâneos. firmware.

Por que o BIOS é importante?

O BIOS é um componente crucial da computação moderna que conecta o hardware e o sistema operacional do computador. A sua importância reside em diversas funções essenciais que garantem o bom funcionamento e estabilidade do sistema. Aqui estão as principais razões pelas quais o BIOS é importante:

  • Inicialização do processo de inicialização. O BIOS é responsável por iniciar o processo de inicialização. Ele executa um Power-On Self Test (POST) para verificar os componentes de hardware do sistema e garantir que estejam funcionando corretamente antes de carregar o sistema operacional.
  • Configuração de hardware. Ele fornece uma interface para definir configurações essenciais de hardware, como hora do sistema, ordem de inicialização e ativar ou desativar componentes específicos, permitindo aos usuários personalizar o comportamento do sistema.
  • Abstração de hardware. O BIOS abstrai detalhes de hardware do sistema operacional, oferecendo um conjunto de rotinas padronizadas que facilitam a comunicação entre os componentes de software e hardware.
  • Estabilidade e segurança do sistema. Ao gerenciar configurações de baixo nível do sistema e controles de hardware, o BIOS ajuda a manter a estabilidade e a segurança do sistema, garantindo que ele funcione de maneira suave e confiável.
  • Atualizações de firmware. O BIOS pode ser atualizado para corrigir bugs, melhorar o desempenho e adicionar suporte para novo hardware, prolongando a vida útil e os recursos de um sistema de computador.

Como funciona o BIOS?

Quando um computador é ligado, o BIOS é o primeiro software a ser executado. Ele reside em um ROM chip na placa-mãe, tornando-o acessível mesmo se o disco rígido do sistema não estiver funcionando. O BIOS executa diversas funções cruciais para preparar o computador para operação:

  1. Autoteste de inicialização (POST). O BIOS inicia uma série de testes de diagnóstico para verificar o funcionamento adequado de componentes de hardware essenciais, como o CPU, RAM, dispositivos de armazenamento e periféricos. Se detectar algum problema, o BIOS irá gerar códigos de erro ou sinais sonoros para indicar o problema.
  2. Inicialização de hardware. Após o POST, o BIOS inicializa os componentes de hardware do sistema. Isso inclui configurar a CPU, configurar a memória e ativar placas de vídeo e outros periféricos. O BIOS garante que todos os componentes estejam prontos para uso pelo sistema operacional.
  3. Carregador de inicialização. Depois que o hardware é inicializado, o BIOS procura um dispositivo inicializável com base na ordem de inicialização especificada em suas configurações. Isto poderia ser um disco rígido, SSD, unidade de CD/DVD ou USB dispositivo. O BIOS então carrega um pequeno programa chamado bootloader do dispositivo selecionado na memória.
  4. Inicializando o sistema operacional. O bootloader é responsável por carregar o sistema operacional na memória do computador. Uma vez executado o bootloader, ele assume o processo do BIOS, carregando o sistema operacional núcleo e iniciando seus procedimentos de inicialização.
  5. Configuração do sistema. O BIOS também fornece uma interface de configuração, normalmente acessada pressionando uma tecla específica (como F2, F10 ou DEL) durante a inicialização. Esta interface permite aos usuários ajustar as configurações do sistema, como ordem de inicialização, velocidades de clock, configurações de tensão e ativar ou desativar componentes de hardware específicos.
  6. Atualizações e manutenção de firmware. Ocasionalmente, o BIOS pode precisar ser atualizado para oferecer suporte a novo hardware, corrigir bugs ou melhorar o desempenho. Este processo é conhecido como atualização do BIOS e normalmente envolve a execução de um utilitário de atualização fornecido pelo fabricante da placa-mãe.

Usos práticos do BIOS

O BIOS (Sistema Básico de Entrada/Saída) serve vários usos práticos no gerenciamento e configuração de um sistema de computador. Aqui estão os principais usos práticos do BIOS:

  • Gerenciamento de inicialização. O BIOS controla o processo de inicialização, incluindo a seleção do dispositivo de inicialização e o carregamento do sistema operacional. Os usuários podem entrar na configuração do BIOS para alterar a ordem de inicialização, permitindo a inicialização a partir de diferentes dispositivos, como discos rígidos, SSDs, unidades USB ou discos ópticos.
  • Configuração de hardware. O BIOS permite que os usuários configurem e gerenciem as configurações de hardware. Isso inclui definir a hora e a data do sistema, ajustar a velocidade do clock da CPU, configurar as temporizações da RAM e ativar ou desativar periféricos integrados, como áudio integrado, adaptadores de rede e controladores USB.
  • Diagnóstico do sistema. Durante o POST, o BIOS realiza diagnósticos para garantir que todos os componentes críticos de hardware estejam funcionando corretamente. Se forem detectados problemas, o BIOS fornecerá códigos de erro ou sinais sonoros para ajudar a identificar e solucionar problemas de hardware.
  • Atualizações de firmware. As atualizações do BIOS, também conhecidas como atualização do BIOS, são usadas para adicionar suporte para novo hardware, corrigir bugs e melhorar a estabilidade e o desempenho do sistema. A atualização do BIOS pode prolongar a vida útil de um computador, garantindo a compatibilidade com componentes e tecnologias mais recentes.
  • Configurações de segurança. O BIOS inclui recursos de segurança, como configuração senhas para acesso ao sistema, habilitando ou desabilitando componentes de hardware e configurando protocolos de segurança como configurações do Trusted Platform Module (TPM). Esses recursos ajudam a proteger o sistema contra acesso não autorizado e aumentam a segurança geral.
  • Gerenciamento de energia. O BIOS gerencia definições e configurações de energia, incluindo opções para modos de economia de energia, estados de suspensão e controle do comportamento dos ventiladores do sistema e gerenciamento térmico. As configurações adequadas de gerenciamento de energia melhoram a eficiência energética e reduzem a geração de calor.
  • Gerenciamento de dispositivos periféricos: o BIOS cuida da inicialização e configuração de dispositivos periféricos conectados ao computador. Isso inclui configurar portas de entrada/saída, definir prioridades de dispositivos e garantir a comunicação adequada entre o sistema operacional e os periféricos. Hardwares.
  • Suporte a dispositivos legados. O BIOS fornece suporte para hardware mais antigo e dispositivos legados que podem não ser totalmente compatíveis com sistemas operacionais modernos. Isto garante que periféricos e componentes mais antigos ainda possam ser usados ​​em sistemas contemporâneos.

Tipos de BIOS

O BIOS evoluiu ao longo do tempo e vários tipos de BIOS são usados ​​em diferentes ambientes de computação. Aqui estão os principais tipos de BIOS.

BIOS legado

O Legacy BIOS é a interface de firmware tradicional usada em computadores desde os primórdios da computação pessoal. Ele fornece funções básicas para inicializar o sistema, realizar verificações de hardware e carregar o sistema operacional. O BIOS legado opera em 16-bocado modo real, o que limita suas capacidades, especialmente com hardware e sistemas operacionais modernos que exigem suporte de 32 ou 64 bits. Apesar dessas limitações, o Legacy BIOS continua em uso por sua simplicidade e compatibilidade com hardware e software mais antigos.

UEFI BIOS

A Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) é um substituto moderno para o BIOS tradicional. Ele oferece diversas vantagens em relação ao BIOS legado, incluindo tempos de inicialização mais rápidos, suporte para discos rígidos maiores (mais de 2 TB) e recursos de segurança aprimorados, como inicialização segura. UEFI opera no modo de 32 ou 64 bits, fornecendo um ambiente mais poderoso e flexinterface disponível para interagir com o firmware do sistema. Também inclui um interface gráfica do usuário, facilitando a navegação e a configuração das configurações do sistema. UEFI é agora a interface de firmware padrão para a maioria dos novos computadores.

coreboot

Coreboot, anteriormente conhecido como LinuxBIOS, é um open source projeto que visa substituir o firmware proprietário do BIOS por um minimalista e flexsolução viável. Coreboot inicializa o hardware e então delega as tarefas restantes para uma carga útil, que pode ser um bootloader como SeaBIOS, GRUB ou um sistema operacional leve. Essa abordagem modular permite tempos de inicialização mais rápidos e maior personalização. Coreboot é usado principalmente em ambientes especializados, como sistemas embarcados, servers e Chromebooks, onde o desempenho e flexbilidade são críticos.

Firmware aberto

Open Firmware também conhecido como OpenBoot é um tipo de firmware usado principalmente em estações de trabalho Sun Microsystems serverse alguns computadores Apple Macintosh. É baseado na linguagem de programação Forth e fornece uma interface altamente flexambiente flexível e programável para inicialização e inicialização de hardware. Open Firmware oferece suporte a uma ampla variedade de arquiteturas de hardware e é conhecido por sua portabilidade e extensibilidade. Ele permite que os desenvolvedores escrevam Scripts para personalizar o processo de inicialização, tornando-o uma ferramenta poderosa para usuários avançados e administradores de sistema.

Protetor de inicialização Intel

Intel Boot Guard é um recurso de segurança baseado em hardware incorporado nos chipsets Intel que garante a integridade do firmware do sistema. Funciona verificando a assinatura digital do BIOS ou firmware UEFI antes de ser executado, evitando que firmware não autorizado ou malicioso comprometa o sistema. Este tipo de BIOS é particularmente importante em ambientes onde a segurança é uma prioridade máxima, como sistemas empresariais e governamentais. O Intel Boot Guard ajuda a proteger contra ataques no nível do firmware e garante que apenas firmware confiável seja executado no sistema.

BIOS e segurança

O BIOS desempenha um papel crucial na segurança do sistema, fornecendo proteções que ajudam a garantir a integridade e a segurança do ambiente computacional desde o momento em que o sistema é ligado. Os recursos de segurança do BIOS incluem proteção por senha para evitar acesso não autorizado às configurações do BIOS, inicialização segura para verificar a autenticidade do sistema operacional e evitar a execução de código malicioso durante o processo de inicialização e suporte Trusted Platform Module (TPM) para operações criptográficas seguras e armazenamento de chave de criptografia.

Ao proteger o processo de inicialização e a configuração do hardware, o BIOS ajuda a proteger contra ataques no nível do firmware, alterações não autorizadas de hardware e outras ameaças à segurança que podem comprometer o sistema antes que o sistema operacional assuma o controle.


Anastasia
Spasojevic
Anastazija é uma redatora de conteúdo experiente, com conhecimento e paixão por cloud computação, tecnologia da informação e segurança online. No phoenixNAP, ela se concentra em responder a questões candentes sobre como garantir a robustez e a segurança dos dados para todos os participantes do cenário digital.