BIOS (بایوس) چیست؟

همه مادربردها شامل یک چیپ مخصوص هستند که بر روی آن نرم‌افزاری قرار دارد که BIOS (بایوس)یا ROM BIOS نامیده می‌شود .
این چیپ ROM شامل برنامه‌های راه‌اندازی و گرداننده‌هایی است
که در هنگام راه‌اندازی سیستم موردنیاز است و یک واسطه به سخت‌افزار پایه سیستم است.

اغلب به CMOS RAM حافظه پاک نشدنی NVRAM(Non-Volatile) نیز می‌گویند چون با یک میلینیوم آمپر فعال می‌شود و تا هنگامی‌که باطری لیتیوم فعال باشد داده‌ها باقی می‌مانند.
BIOS (بایوس) مجموعه‌ای از برنامه‌هایی است که در یک یا چند چیپ ذخیره‌شده است،
که در طول راه‌اندازی سیستم این مجموعه از برنامه‌ها قبل از هر برنامه‌ای حتی سیستم‌عامل بارگذاری می‌شوند.

BIOS (بایوس) در اکثر سیستم‌های PC شامل چهار تابع است:

  • POS (Power Self On Test)

این برنامه پردازنده، حافظه، چیپستها، وفق دهنده ویدئویی، دیسک کنترلر،گرداننده‌های دیسکی،صفحه‌کلید و… را تست می‌کند.

  • Bios Setup

برنامه‌ای است که در طول اجرای برنامه POST با فشار دادن کلید خاصی فعال می‌شود و به شما اجازه می‌دهد
مادربرد را پیکربندی کنید و تنظیم پارامترهایی همانند ساعت و تاریخ و پسورد و… را انجام دهید.
در سیستمهای ۲۸۶ و ۳۸۶ برنامه Setup در ROM آن‌ها وجود ندارد و لازم است که شما سیستم را توسط دیسک مخصوص Setup راه‌اندازی نمایید.

  • Boot Strap

بارگذاری کننده یا لودر:

سیستم را برای پیدا کردن سیستم Boot جستجو می‌کند.

  • BIOS (بایوس)

که مجموعه‌ای از گرداننده‌هایی است که واسط بین سخت‌افزار و نرم‌افزار است.

BIOS (بایوس) در حقیقت نرم‌افزار را به سخت‌افزار متصل می‌نماید.
قسمتی از Bios (بایوس) بر روی چیپ ROM و قسمت دیگر بر روی چیپ کارت‌های وفق دهنده قرار دارد که FIRE WARE یا میانه افزار نامیده می‌شود.

معرفی UEFI و مقایسه آن با BIOS (بایوس)

بااینکه این سیستم در طی این مدت با بهبودها و به‌روزرسانی‌هایی همراه بوده است ولی این بهبودها انچنان که باید،
همگام با پیشرفت‌های صورت گرفته در فناوری‌های کامپیوترهای شخصی نبوده است.

برای روشن‌تر شدن این موضوع کافی است به این حقیقت فکر کنید که در زمان معرفی BIOS (بایوس)،
سیستم‌عامل MS-DOS در همه کامپیوترهای شخصی مورداستفاده قرار می‌گرفت.
ازاین‌رو متخصصان به فکر ارائه یک سیستم به‌روزتر و با قابلت های بیشتر به‌عنوان یک جایگزین قابل‌اعتنا برای BIOS (بایوس) افتادند که حاصل آن، سیستمی تحت عنوان UEFI شد.

UEFI به معنای رابط فریمور یکپارچه قابل توسعه است و می‌تواند همان کارهای BIOS (بایوس) را منتهی به شکلی به‌صرفه‌تر انجام دهد.
به‌صورت کلی درصورتی‌که می‌خواهید از قابلیت‌های UEFI بهره ببرید باید سخت‌افزار و درواقع مادر بوردی تهیه کنید که از این فریمور پشتیبانی نماید.
اکثر مادربوردهای جدید به‌صورت پیش‌فرض از UEFI استفاده می‌کنند.
البته معمولاً در UEFI از بایاس هم بهره برده شده است. به‌طوری‌که کاربر قادر به انتخاب بین آن دو خواهد بود.
این مسئله به خاطر امکان نصب سیستم‌های عامل قدیمی‌تر روی مادر بوردهای جدید است.

استفاده BIOS (بایوس) برای ذخیره اطلاعات:

BIOS (بایوس) از پروتکل MBR برای ذخیره اطلاعات و داده‌های هارددیسک استفاده می‌کند درحالی‌که این عمل در UEFI از طریق GPT صورت می‌گیرد.
تفاوت اصلی بین این دو پروتکل این است که در MBR به دلیل ماهیت ۳۲ بیتی آن،
تنها می‌توان به ایجاد ۴ پارتیشن پرداخت و هر پارتیشن نیز با محدودیت ۲ ترابایتی ازلحاظ اندازه مواجه خواهد بود.
درحالی‌که GPT 64 بیتی است و می‌توان گفت که تقریباً هیچ محدودیتی برای پارتیشن‌بندی در حالت UEFI وجود ندارد.

ازآنجاکه UEFI مستقل از پلتفرم است می‌تواند موجب افزایش سرعت و کارایی کامپیوتر شود.
این نکته مخصوصاً وقتی به چشم می‌آید که از هارددیسک‌هایی با ظرفیت بالا استفاده می‌کنید.
البته نوع پیکربندی UEFI هم در این میان بسیار مهم است.

به‌طورکلی، UEFI  می‌تواند درزمینهٔ ارزیابی سخت‌افزارها بهتر از BIOS (بایوس) عمل کند.
البته این افزایش سرعت آن‌قدر محسوس نیست که شما متوجه آن شوید.
همچنین یکی از مواردی که کارایی UEFI نسبت به BIOS (بایوس) را افزایش می‌دهد،
محیط و پوسته آن است که کار اجرای انواع دستورات را به خاطر ماهیت بصری خود، بسیار راحت‌تر کرده است.

Secure boot یکی از ویژگی‌های UEFI است که همراه با ویندوز ۸ و نصب در حالت UEFI معرفی شد.
درواقع می‌توان بزرگ‌ترین مزیت UEFI نسبت به بایاس را در امنیت آن دانست.
در UEFI فقط درایورها و سرویس‌های تائید شده اجازه اجرا در میان بارگذاری سیستم‌عامل را خواهند داشت.
بدین ترتیب خیالتان از راحت عدم اجرای هرگونه بدافزاری در هنگام آغاز به کار ویندوز می‌تواند راحت باشد.

اساس کار Secure Boot بر پایه امضاهای دیجیتالی جمع‌آوری‌شده از بوت لودر است.
بوت لودر نیز برای تحویل این امضاها نیاز به اجازه هسته (Kernel) ویندوز خواهد داشت.
این فرآیند تا جایی ادامه پیدا می‌کند که سیستم‌عامل به‌طور کامل بارگذاری شود.

فرق بین Legacy Mode و UEFI چیست؟

Legacy Boot درواقع فرآیند استفاده‌شده برای بوت توسط BIOS (بایوس) است.
همان‌طور که پیش‌ازاین گفته شد فریمور BIOS (بایوس) شامل لیستی از دستگاه‌های دارای امکان بوت نظیر درایوهای فلاپی دیسک,
درایو هارددیسک و … است که این لیست به‌صورت اولویت‌بندی شده تنظیم می‌شود.
وقتی که فرایند POST انجام شد، BIOS (بایوس) قسمت اول هر یک از این بخش‌های ذخیره‌شده را داخل حافظه بارگذاری کرده و سپس آن‌ها را برای بررسی داشتن MBR اسکن می‌کند.
اگر MBR معتبر پیدا شد، فرایند ادامه پیدا می‌کند.
در غیر این صورت، این فرآیند در درایوهای بعدی تکرار می‌شود.

UEFI :

UEFI هم مانند Legacy Mode دارای یک لیست است که البته نام آن در اینجا پارتیشن خدمات EFI می‌باشد.

در طول فرآیند POST، همه دستگاه‌های قابل بوت که به کامپیوتر متصل هستند توسط EFI اسکن می‌شوند تا ازلحاظ داشتن GPT معتبر موردبررسی قرار گیرند.
برخلاف MBR، در GPT از هیچ بوت لودری برای اسکن دستگاه‌ها استفاده نمی‌شود و این کار مستقیماً زیر نظر خود UEFI انجام می‌گیرد.
درصورتی‌که هیچ پارتیشنی دارای GPT پیدا نشد مشخص می‌شود که آن پارتیشن از UEFI پشتیبانی نمی‌کند و به همین دلیل تغییر حالت UEFI به Legacy صورت می‌گیرد.

از دیگر تفاوت‌های Legacy Mode و UEFI می‌توان به این اشاره نمود که در Legacy Mode از حافظه رام (ROM) برای اجرا کمک گرفته می‌شود.
این در حالی است که رام تنها ۶۴ کیلوبایت برای ذخیره انواع داده‌ها می‌تواند در اختیار Legacy Mode قرار دهد. خوشبختانه UEFI این مشکل را با استفاده از درایورها حل نموده است.
زیرا درایورها علاوه بر اینکه با به‌روزرسانی‌های سخت‌افزاری کاملاً سازگار هستند، محدودیتی هم در خصوص فضای موردنیاز خود ندارند.

استفاده Legacy Mode از زبان اسمبلی نیز یکی دیگر از ویژگی‌های آن است که البته خوانایی و کار با آن را به نسبت UEFI که از زبان سطح بالاتر C در توسعه آن استفاده‌شده است، بسیار دشوارتر نموده است.