Basic Input Output System
البايوس BIOS تلفظ باي-اوس «bye-ose»، وهي مختصر basic input/output system أي النظام الأساسي لإدخال وإخراج البيانات في الحاسوب. ان البايوس هو معالج برنامج الحاسوب الشخصي الذي يستخدم لجعل نظام الحاسوب يبدأ العمل بعد ان تقوم بتشغيله « «on. وهو ايضا يدير تدفق البيانات بين نظام التشغيل في الحاسوب الأجهزة المرفقه معه مثل القرص الثابت ومحول الفيديو ولوحة المفاتيح والماوس والطابعة. ويسمح لنظام التشغيل بالتحدث الى تلك المكونات المختلفة بواسطة مجموعة من الإجراءات أو البرامج منخفضة المستوى ( أي القريبة من مستوى العتاد ) التي مهمتها تحقيق الملاءمة بين الحاسوب الآلي وأجهزته المحيطية peripherals للتحكم بجميع عمليات الدخل والخرج من وإلى الأجهزة مثل الفأرة، ولوحة المفاتيح والذاكرة وما شابه ذلك ويقوم بتسيير الحاسوب ذاتيا حتى الوصول لبرنامج التشغيل مثل برنامج ويندوز حيث يسيطر ان بعد ذلك على كلّ التفاعل الجاري بين مكوّنات الحاسوب ومجموعة رقائق الذاكرة.
إن جوهَرِ مشكلة التصمي م مع أي نظام حاسوبي هي في كيفية امكان توفير الاتصال الأساسي بين المعالج (cpu) ، والأجهزة المستخدمة مثل شاشة الفيديو أو لوحة المفاتيح ، ومداخل البيانات بالتوازي والتتالي parallel and serial ports) وذلك كي نحصل على/ او نعرض البيانات .
في الحواسيب الشخصية ، فإن البايوس (نظام المدخلات والمخرجات الأساسي) يحل هذه المشكلة عن طريق توفير مجموعة من نظم أوامر الروتين للتحكم المباشر بالمعدات الأساسية ، مثل مشغلات الاقراص المدمجة ولوحة المفاتيح وواجهة الفيديو التفاعلية، وومداخل البيانات.
البايوس BIOS جزء لا يتجزأ من جهاز الحاسوب، وهو برنامج مبني داخليا built-in على لوحة الأم، ويوضع عند تصنيعها، ويأتي معه عندما تشتري حاسوبك. (وذلك على خلاف نظام التشغيل الذي يمكن ان تكون داخلا في الحاسوب مسبقا من قبل الصانع أو البائع او ان يتم تركيبه من قبل المستخدم.) يكون البايوس موجودا على مشغل دقيق microprocessor الذي هو قطعة ذاكرة chip تسمى eraseable programmable read-only memory أو EPROM . وعندما تشغل الحاسوب ، فإن ذلك المشغل الدقيق يمرر التحكم لبرنامج البايوس. يقوم هذا البرنامج بفحص ما اذا كان جميع من الملحقات في مكانها وأنها قابلة لأن تعمل ومن ثم تقوم بتحميل نظام التشغيل في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الذي يكمل المهام بعد ذلك.
في أجهزة الكمبيوتر الشخصية المبنية بأسلوب آي بي إم ، فإن البايوس ينقسم إلى مكونين . ترميز ثابت يكون مخزنا عموما على رقاقة الذاكرة التي تبرمج للقراءة فقط (programmable read-only memory (PROM . هذه الرقاقة تسمى "ذاكرة البايوس ROM BIOS" . أو "رقاقة البايوس BIOS chip " وفيها مدونة الترميز تتعامل الإنقطاعات المعترضة interrupts (وهي طلبات الحصول على الإنتباه) من الأجهزة الطرفية peripheral devices (التي يمكن أن تتضمن رقاقات البايوس الخاصة بها ).
خلال سلسلة بدء التشغيلboot sequence فإن البايوس يدير الإختبار الذاتي للطاقة power-on self test (POST) ويستوضح الأدوات المختلفة للتأكد من انها قادرة على العمل. (في هذا الوقت قإن شاشة جهاز الكمبيوتر ستعرض رسالة لإعطاء المعلومات عن منتج البايوس والموديل، وغيرها.) . وبمجرد ان يبدأ البايوس بالعمل ، فإن روتينات الأمر في نواة نظام التشغيل يمكن ان تصل إلى الأجهزة hardware عن طريق استدعاء روتينات البايوس BIOS routines. وفي المقابل ، فإن برامج التطبيق يمكنها استدعاء نظام التشغيل ، حيث تمرر الإستدعاء إلى روتينات البايوس.
مخطط البايوس له بعض المرونة في هذا الجزء من البايوس المخزن في ملفات النظام system files (في أجهزة كمبيوتر آي بي إم ، هي IO.SYS و IBMIO.COM ، وحيث يتم تخزين هذه الشفرة في الملفات ، فإنه يمكن رفع مستواها upgraded مع كل نسخة جديدة من دوس DOS. وبالإضافة إلى ذلك ، برامج سواقة (مشغلة) الجهاز يمكن تحميلها من الملفات أثناء بدء نظام التشغيل وفقا لتوجيهات أوامر الأدواتDEVICE commands في CONFIG.SYS ، وهو ملف نصي يحتوي على وهو ملف نصي يحتوي على مختلف إعدادات النظام system settings .
ولمزيد من المرونة في التعامل مع قدرات الجهاز المتطورة ، بدأت أجهزة الكمبيوتر لتشمل أيضا رقائق اشباه موصلات أكسيد المعدن المكمل complemen¬tary metal oxide semiconductor (CMOS) التي تسمح بتخزين المعالم الإضافية ، مثل ترتيب أو تشكيل configura-tion نظم تخطيط layouts الذاكرة ومحركات الأقراص.
في أجهزة الكمبيوتر الحديثة فإن شاشة إعدادات البايوس تتيح للمستخدمين تحديد ترتيب الأجهزة لاستخدامها في مدونة ترميز نظام بدء التحميل. ان هذا ، على سبيل المثال ، يمكن أن يسمح للقرص الصلب المعيب أن يتم تجاوزه لصالح قرص السي دي في دي باديء التشغيلbootable CD أو الدي في دي DVD مع قرص أدوات الإصلاح. سيناريو آخر من شأنه السماح للمستخدمين ببدء التشغيل boot من ذاكرة USB اليدوية memory stick أو أداة الذاكرة المستعارة (ذاكرة الفلاش flash drive ) ، واستخدام نظام التشغيل المفضل وملفات العمل دون الإخلال بإعدادات الكمبيوتر الرئيسية.
البيانات على هذه الرقائق الصغيرة يحافظ عليها بواسطة البطارية ، وبالتالي لا تضيع فيها الإعدادات عند توقيف منظومة الطاقة الرئيسية فيها.
وبالإضافة إلى ذلك ، فإن رقائق بايوس الكمبيوتر لشخصي الحديثة تستخدم ذاكرة الفلاش EEPROM أو " الذاكرة المبرمجة للقراءة فقط القابلة للمحو كهربائيا electrically erasable programmable read-only memory") لتخزين الشفرة code. يمكن لهذه الرقائق ان "تغمر flashed " أو يتم برمجتها وفقا لأحدث الإصدارات من البايوس BIOS ، ان هذا يمكن الدعم للأجهزة الأحدث دون الحاجة لاستبدال أي من الرقائق.
هذا ، وفي حين أن البايوس كان كافيا للأجهزة الكمبيوتر الشخصية المبكرة، الا أنها تعاني من نقص في المرونة flexibility والقابلية للتوسع extensibility. ان الروتينات routines كانت عمومية ، وبالتالي لا يمكن أن تؤيد جميع وظائف الأجهزة الأحدث. ولأن روتينات البايوس (أوامر)BIOS routines للمهام مثل الرسومات تميل إلى أن تكون بطيئة ، فإن ميرمجي التطبيقات كثيرا ما يتجاهلوا البايوس ليتم التعامل مع الأدوات مباشرة ، بصورة مباشرة أو يقوموا بعمل مشغلات للأجهزةdevice drivers محددة لنموذج معين من الأجهزة. وهذا يجعل حياة مستخدم الكمبيوتر الشخصي أكثر تعقيدا بسبب ان البرامج (وخصوصا الألعاب) قد لا تعمل مع بعض بطاقات الفيديو على سبيل المثال ، أو على الأقل تتطلب تحديث update برنامج تشغيل الجهاز device driver. في حين أن كل من رقائق البايوس الرئيسيmain BIOS ، والبايوس المساعد auxiliary BIOS على الأدوات مثل بطاقات الفيديو لا تزال ضرورية لتشغيل جهاز الكمبيوتر ، فإن نظم التشغيل الحديثة ، مثل مايكروسوفت ويندوز والتطبيقات المكتوبة من أجلها عموما لا تستخدم اوامر البايوس (روتينات البايوس) وتوظف برمجيات تشغيل أدوات (سواقة أدوات device drivers) ذات أداء عال بدلا من ذلك.
انّ برنامج التسير الذاتي BIOS وهو يسمح لك بالسيطرة على إعدادات الأجهزة في جهاز الحاسوب وإعادة الضبط لوظائف النظام المختلفة ، بدأ من الإقلاع او عندما تقوم بإعادة التشغيل، وهو الذي يقرّر ماذا يمكن للحاسوب أن يعمل بدون الوصول لأي برامج تشغيل من القرص. وعلى الحاسوب الشخصي، فإن البايوس يحتوي على كلّ الرموز المتطلّبة للسيطرة على لوحة المفاتيح، شاشة العرض، مشغل الأقراص، الإتصالات التسلسلية، وعدد من الوظائف المتنوعة.
إنّ BIOS توضع وتكون مخزنة عادة في رقاقة ذاكرة قراءة فقط ROM.حيث يعيش برنامج البايوس على لوحة ذاكرة ROM IC معروفة باسم تكميليه اكسيد المعدن اشباه الموصلات (المكمل) CMOS او Complementary Metal Oxide Semiconductor. وتجيء مع الحاسوب (تدعى عادة ROM BIOS). وتنقل عند إقلاع الحاسوب إلى عناوين ثابتة في الذاكرة RAM مما يمكن لجميع البرامج والتطبيقات إمكانية الوصول إليها واستخدامها بسهولة ويسر، وهذا يضمن بأنّ البايوس تكون متوفرة دائما، ولن تتضرّ في حالات فشل القرص. كما تجعل من الممكن أيضا للحاسوب أن يشغل نفسه بنفسه. ولأن ذاكرة البايوس RAM BIOS أسرع من ذاكرة القراءة للحاسوب ROM ، لذا، فإن العديد من منتجي الحاسوب يصمّمون أنظمتها بحيث يتم نسخ البايوس من الذاكرة إلى الذاكرة ROM to RAM كل مرة يبدأ فيها تشغيل الحاسوب. هذا المعروف بالتظليل shadowing.
العديد من الحواسيب الشخصية الحديثة لها فلاش بايوس flash BIOS، الذي يعني بأنّ البايوس قد سجّل على رقاقة ذاكرة فلاش flash memory، حيث يمكن أن يجدّد updated إذا دعت الضرورة. إنّ بايوس الحاسوبات لم توحّد مواصفاتها بانصاف، لذلك فإن كلّ الحواسيب الشخصية متماثلة في هذا الوضع (ولو أنّ هناك نسخ بايوس مختلفة). وظائف دوس DOS الإضافية تضاف عادة خلال وحدات البرامج. وهذا يعني أنك يمكن أن ترقّي upgrade إلى نسخة أحدث من دوس بدون تغيير البايوس. أنواع البايوس التي تستطيع التعامل مع أدوات “ركب والعب (Plug-and-Play (PnP” تدعى بإسم PnP BIOSes أو PnP-aware BIOSes إن هذه البايوسات تستعمل دائما مع ذاكرة الفلاش flash memory بدلا من ROM.
| < السابق | التالي > |
|---|
