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BIOS (Basic Input/Output System)

BIOS (Basic Input / Output System) ist das Programm, mit dem der Mikroprozessor eines Computers das Computersystem nach dem Einschalten startet.

Es verwaltet auch den Datenfluss zwischen dem Betriebssystem (Operating System, OS) des Computers und angeschlossenen Geräten wie Festplatte, Videoadapter, Tastatur, Maus und Drucker.

Die Geschichte des BIOS

Der Begriff BIOS wurde erstmals 1975 vom amerikanischen Informatiker Gary Kildall geprägt. IBM integrierte es 1981 in seinen ersten Personal Computer. Das BIOS gewann in den kommenden Jahren bei anderen PCs an Beliebtheit und wurde für einige Zeit ein wesentlicher Bestandteil von Computern. Seine Popularität hat jedoch zugunsten einer neueren Technologie abgenommen: Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Intel kündigte 2017 einen Plan an, die Unterstützung für ältere BIOS-Systeme bis 2020 einzustellen und sie durch UEFI zu ersetzen.

Verwendung von BIOS

Die Hauptfunktion des BIOS besteht darin, als Vermittler zwischen den Betriebssystemen und der Hardware zu fungieren. Das BIOS ist theoretisch immer der Übermittler von Steuerungsinformationen und Datenfluss zwischen Mikroprozessor und E/A-Gerät (Eingabe/Ausgabe, Input/Output, I/O). In einigen Fällen kann das BIOS jedoch dafür sorgen, dass Daten von Geräten wie Grafikkarten (Graphics Processing Unit, Grafikprozessor), die einen schnelleren Datenfluss erfordern, direkt in den Speicher fließen, um die Effizienz zu verbessern.

Wie funktioniert das BIOS?

Das BIOS wird in Computern als Firmware auf einem Chip auf dem Motherboard geliefert. Im Gegensatz dazu kann ein Betriebssystem wie Windows oder iOS entweder vom Hersteller vorinstalliert oder vom Benutzer installiert werden.

Das BIOS ist ein Programm, das dem Mikroprozessor auf einem Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) zugänglich gemacht wird. Wenn Benutzer ihren Computer einschalten, übergibt der Mikroprozessor die Steuerung an das BIOS, das sich im EEPROM immer an derselben Stelle befindet.

Wenn das BIOS einen Computer startet, prüft es zunächst, ob alle erforderlichen Anhänge vorhanden und betriebsbereit sind. Hardware, die zum Starten benötigte Informationen enthält, wird als Startgerät bezeichnet. Funktionieren alle Startgeräte, lädt das BIOS das Betriebssystem – oder wichtige Teile davon – von einer Festplatte in den Arbeitsspeicher des Computers.

Die vier Aufgaben des BIOS

Das BIOS identifiziert, konfiguriert, testet und verbindet Computerhardware sofort nach dem Einschalten eines Computers mit dem Betriebssystem. Diese Schritte werden als Boot-Vorgang bezeichnet.

Diese Aufgaben werden jeweils von den vier Hauptfunktionen des BIOS ausgeführt:

  • Selbsttest beim Einschalten (POST). Testet die Hardware des Computers vor dem Laden des Betriebssystems.
  • Bootstrap-Lader. Findet das Betriebssystem.
  • Software/Treiber. findet die Software und Treiber, die nach der Ausführung mit dem Betriebssystem verbunden sind.
  • Komplementärer Aufbau von Metalloxidhalbleitern (CMOS). Dies ist ein Konfigurationsprogramm, mit dem Benutzer Hardware- und Systemeinstellungen ändern können. CMOS ist der Name des nichtflüchtigen Speichers des BIOS.

Zugriff auf das BIOS

Mit dem BIOS müssen das Betriebssystem und seine Anwendungen keine genauen Details wie Computerhardwareadressen zu den angeschlossenen E/A-Geräten verstehen. Wenn sich die Gerätedetails ändern, muss nur das BIOS-Programm geändert werden. Manchmal kann diese Änderung während der Systemeinrichtung vorgenommen werden. Benutzer können auf das BIOS zugreifen und es über das BIOS-Setup-Dienstprogramm konfigurieren.

Der Zugriff auf das BIOS-Setup-Dienstprogramm hängt vom verwendeten Computer ab. Mit den folgenden Schritten können Benutzer jedoch im Allgemeinen über das Setup-Dienstprogramm auf das BIOS zugreifen und es konfigurieren: Setzen Sie den Computer zurück oder schalten Sie ihn aus. Wenn sich der Computer wieder einschaltet, suchen Sie nach einer Meldung Setup eingeben und der Taste, die Sie dafür drücken sollten. Zum Beispiel: Drücken Sie [Taste], um das BIOS-Setup aufzurufen. Einige Tasten, die häufig als Eingabeaufforderungen verwendet werden, sind Entf, Tab, Esc und eine der Funktionstasten (F1-F12). Wenn Sie die Eingabeaufforderung sehen, drücken Sie schnell die angegebene Taste.

Im BIOS-Setup-Dienstprogramm können Benutzer unter anderem Hardwareeinstellungen ändern, Speichereinstellungen verwalten, die Startreihenfolge oder das Startgerät ändern und das BIOS-Kennwort zurücksetzen.

BIOS-Sicherheit

Die BIOS-Sicherheit ist eine oft übersehene Komponente der Cybersicherheit. Administratoren sollten sich jedoch darum kümmern, um zu verhindern, dass Hacker schädlichen Code auf dem Betriebssystem ausführen. Eineinzigartiger Exploit, der die Manipulation des BIOS beinhaltete, war Plundervolt.

Plundervolt manipulierte die Stromversorgung eines Computers während Daten in den Speicher geschrieben wurden. Das führte zu Fehlern, die zu Sicherheitslücken führten. Intel hat einen BIOS-Patch veröffentlicht, um sich dagegen zu verteidigen.

BIOS-Hersteller

BIOS gehörte ursprünglich IBM. Einige Unternehmen, wie zum Beispiel Phoenix Technologies, haben jedoch die ursprüngliche Version von IBM rückentwickelt, um eine eigene zu erstellen.

Auf diese Weise ermöglichte Phoenix anderen Unternehmen, Klone des IBM-PCs und, was noch wichtiger ist, Nicht-IBM-Computer zu erstellen, die mit BIOS arbeiten. Eine Beispiel dafür ist Compaq.

Heutzutage stellen viele Hersteller Motherboards mit BIOS-Chips her. Es ist wichtig, den Hersteller seines Motherboards zu kennen, da Benutzer möglicherweise ihre BIOS- und Chipsatz-Treiber – die Treiber, mit denen das Betriebssystem mit anderen Geräten im Computer, zum Beispiel einer Grafikkarte, zusammenarbeiten kann – auf die neuesten Versionen aktualisieren möchten. Treiberaktualisierungen können die Computerleistung verbessern oder aktuelle Sicherheitslücken auf BIOS-Ebene beheben.

Diese Definition wurde zuletzt im April 2021 aktualisiert
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