Cosa sono il BIOS e l'UEFI

[Dexter]

Che cosa è il BIOS ?
Il BIOS è l'acronimo di Basic Input-Output System, potremmo definirlo "una specie" di Sistema Operativo con interfaccia grafica molto basilare che consente l'utilizzo della sola tastiera, all'interno del BIOS troviamo tutte le impostazioni del nostro Sistema dal calendario alla Freqeunze dei componenti del Sistema. E' il responsabile dell'avvio del PC, non solo le scheda madri hanno un BIOS ma anche schede video, controller RAID ecc. L'evoluzione del BIOS cioè l'UEFI consente l'utilizzo di altre periferiche di input oltre la tastiera tra cui il Mouse o il Touch Screen.

Com'è l'interfaccia grafica del BIOS?
Esistono principalmente tre di BIOS, tutti hanno gli stessi limiti cioè bassa risoluzione e l'utilizzo della sola tastiera, l'interfaccia grafica però varia leggermente:

AMI


Award


Phoenix

Come Accedo alle impostazioni del BIOS?
Nonostante i tre tipi differnti di BIOS per accerci basterà premere CANC della tasteria durante la fase di POST, che a schermo può corrispondere al Logo della scheda madre o a tutte le informazioni sul PC, non imorta quale tipo di BIOS stiamo utilizzando il tasto CANC va sempre bene. Se volgiamo andare nello specifico nel BIOS si può entrare:

• AMI
  Premendo F1 o F2 o CANC
• Award
  Premendo F2 o F10 o CANC
• Phoenix
  Premendo F2 o F10 o CANC

Cosa trovo nel BIOS?
Nel BIOS ci sono tutte le impostazioni rigurdanti il nostro sistema Hardware, da quali controller o funzioni abilitare, alla modifica della data, alla selezione dell'ordine di BOOT, all'Overclock del sitema ([Guida] Cos'è L'Overclock).

Dove si trova il BIOS ?
Il BIOS é un software, solitamente scritto nell'Assembly supportato dalla CPU. Il codice del BIOS fisicamente risiede nell'EEPROM (chiamate anche E²PROM) acronimo di Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory una memoria di tipo non-volatile, cioè che mantiene le informazioni anche senza alimentazione, mentre le impostazioni risiedono sulla RAM CMOS che diversamente dall'EEPROM è voltaile, cioè non mantiene le informazioni senza alimentazione, proprio per questo sulle scheda madri troviamo la batteria a tampone (solitamente da 3,3v) per alimentarla . Il supporto dove si trova il BIOS è molto importante perchè consente di aggiornarlo direttamente dal PC, tale metodologia viene definita riprogrammazione a caldo. Con i vecchi supporti EPROM (Eraseble Progammable Read-Only Memory) si poteva cancellare il contenuto solo togliendo il Chip dalla scheda madre ed eseponendelo sotto luce UV per poi riscrivere da zero il contenuto, metodo sicurmente non accessibile a tutti, ed ancora prima con le PROM (Programmable Read-Only Memory) non si poteva proprio riscrivere il contenuto.

Cosa fa esattamente ?
Al momento dell' accensione o al reset del sistema , il processore del sistema é costruito in modo tale da puntare su una particolare zona della memoria , dove viene situato il BIOS. Il processore interroga questa area di memoria ed inizia a svolgere le istruzioni che vi trova conservate. Possiamo dividire in tre fasi l'avanzamento del BIOS:

• POST (Power-On Self-Test)
  Durante questa fase vengono identificate e inizializate le risorse harware (fisiche) del sistema come schede video, tastiera, mouse, Hard-Disk ecc... e nel caso nel BIOS di quest'ultime ci sia la fase di POST viene eseguita, come ad esempio per le schede video, se non si verificano errori passa alla fase successiva.
  
• SETUP
  Viene avviato un semplice programma di gestione dei dispositivi di consolle (video e tastiera , generalmente) , che consente di caricare alcuni parametri variabili con cui sono configurati gli elementi hardware che costituiscono il sistema (dischi, scheda video, memoria, periferiche di I/O, calendario/orologio, funzioni del chipset, freqeunze operative, tenzioni d'alimentazione ecc.)
  
• BOOT
  Finita tutte le fasi precedenti viene identificata la periferica di BOOT (può essere un Hard-Disk, un Lettore CD, una Pen-Drive USB) e la partizione del Boot Manager, a questo punto il BIOS cede il controllo del PC al BootManager.

Cosa ha a che fare la batteria con il BIOS ?
Niente per quanto riguarda il codice del BIOS ma mantiene la memoria della RAM CMOS , in cui sono salvati i dati che permettono di personalizzare alcune funzioni del BIOS; attraverso una utility presente nel BIOS, detta setup, è possbile modificare queste variabili . L'eventuale malfunzionamento della batteria riguarda solo questi dati e non il contenuto del chip del BIOS. Il contenuto del BIOS non va perduto e non ha bisogno di batterie perchè è scritto in un tipo di memoria non volatile.


L'evoluzione del BIOS
Il BIOS è stato implementato in versioni 16Bit, 32Bit e 64Bit. Ora viene semplicemente utilizzato per avviare il PC e per inzializzare il video mentre prima del Sistema Operativo Microsoft Windows 95 veniva anche utilizzato per accedere alla risorse Hardware, che con l'introduzione di Windows 95 vengono utilizzate con Driver specifici. Con il socket LGA 1155 Intel ha introdotto anche nella fascia Desktop un nuovo sistema molto più performante denomianto UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) ma vista lo scarso supporto dei sistemi oprativi, Microsoft garantisce il supporto solo con le versioni a 64Bit di Windows Server 2008, Vista SP1 e 7 mentre Linux dal Kernel 2.6.1, l'UEFI è affiancato dal BIOS e viene utilizzato solo se supportato dal Sistema Operativo.

[Dexter]

Cosa è l'EUFI?
Come già accennato l'UEFI è l'evoluzione del BIOS, UEFI è l'acronimo di Unified Extensible Firmware Interface, la differenza che balza subito agli occhi è la nuova interfaccia grafica e la possbilità di utlizzare altre periferiche di Input oltre la tastiera, come ad esempio Mouse o Touch Screen:

UEFI ASUS

Quali sono i vantaggi dell'UEFI?
Le attuali UEFI, ad oggi (2 novembre 2011) lo standard UEFI è arrivato alla versione 2.3.1 apporvata nell'Aprile 2011, non sono sfruttate a pieno ma questo è normale visto che sono state introdotte nel marcato Desktop da meno di un'anno con il Socket LGA 1155. Riassiumiamoli velocemente per poi vederli nei dettagli:

• Possibilità di eseguire il Boot da periferiche di grandi dimensioni (oltre 2 Tb)
• Avvio più veloce
• Archittettura independente dalla CPU
• Driver indipendenti dal Sistema Operativo e dalla CPU
• Molto nuove funzioni, tra cui la possibilità di utilizzare la rete e quindi anche internet senza Sistema Operativo
• Design modulare

Maggiori partizioni di BOOT e di maggiore grandezza
Attualmente con il BIOS e l'MBR (Master Boot Record) si possono creare un massimo di quattro partizioni di Boot da massimo 2.2Tb (TeraByte) per Hard-Disk, con il nuovo sisetma di gestione delle parizioni di Boot introdotto con l'UEFI, denominato GPT (GUID Partion Table) non si avranno limiti di quantità di partizoni mentre la dimensione massima è "limitata" a 9.6Zb (ZetaByte), uno Zb è 2⁷¹ Byte, portandoli in Tb si ha la belezza di 10307921510.4 Tb, quindi almeno per ora non sarà un limite.

Servizi
Nell'UEFI sono definiti 2 tipi di servizi:

• Boot Service: include servizi per console grafica e tustuale, su varie *device e bus
• Runtime Service: tutti i servizi accessibili durante l'esecuzione del Sistema Operativo come ad sempio data, ora e l'accesso alla NVRAM.

Protocolli
Sono dei Set d'istruzioni, tutti i driver UEFI utilizzano i protocolli per fornire servizi.

Estensioni
Sarà possibile caricare Estensioni dell'UEFI da periferiche esterne come gli Hard-Disk, questo potrebbe portare gli OEM a rilascare un ambiente Pre Sistema Operativo molto completo

[Dexter]

Clear CMOS
Con il Clear CMOS si va a resettare i parametri del BIOS, può essere utile in caso di Overclock andato a male o dopo l'aggiornamento del BIOS, ci sono tre modi per fare il Clear CMOS, per tutti i metodi va scollegata la presa d'alimentazione del PC:

• Togliere la Batteria
  Questo metodo va bene su tutte le schede, togliera la batteria per qualche secondo.
  
• Jumper
  Se la scheda ha 3 PIN per il Clear CMOS spostare il Jumper dalla posizione 1-2 alla 2-3 per qualche secondo e poi riposizionarlo in 1-2, se l ashceda ha solo 2 PIN tolgiere il Jumper per qualche secondo e poi rimetterlo
  
• Premere il bottone Clear CMOS
  Le schede madri più recenti dalla fascia media-alta in su hanno il tasto per il Clear CMOS, basterà cliccarlo per effettuare il Clear CMOS.

Aggiornare il BIOS
L'aggiornamento del BIOS può causare il blocco del sistema in caso di Flash non andato a buon fine, è quindi consiligato aggionare il BIOS solo se realmente necessario:

• Quando è necessario aggiungere un componente (da es. una nuova CPU) non riconosciuto dalla versione installata
• Quando ci sono problemi di compatibilità o conflitti con qualche periferica
• Quando ci sono problemi nel riconoscimento delle risorse del sistema
• Quando una nuova versione introduce miglioramenti sostanziali o nuove funzioni
• Quando si deve installare un sistema operativo recente rispetto alla revisione del BIOS installata

Il Flash del BIOS da qualche anno a questa parte è molto più sicuro perchè tutte le case produttrici di schede madri hanno inserito un secondo Chip per il BIOS dove viene conservato una copia del vecchio BIOS, il sistema di gestione dei due Chip differisci da produttore a produttore. Nonostante ciò è consigliato aggiornare il BIOS della propria scheda solo se realmente necessario e comunque seguire alcune piccole regole:

• NON CERCARE di caricare versioni di BIOS diversi da quelli indicati per la Vs. mainboard , soprattutto se non provenienti dal sito del costruttore o da quello del suo distributore . Questa é la causa più comune di problemi durante l'upgrade .
• Sulle mainboard possono installati BIOS di diversi produttori ma in ogni caso si deve trattare della versione prevista per quella mainboard specifica, ovvero non si possono installare o scambiare BIOS di diverse mainboards. É opportuno non tentare mai upgrade con BIOS di prodotti diversi da quello di destinazione, presi magari da Internet a caso o per omonimie.
• Considerate che possono esistere versioni di BIOS diverse per schede madri con la stessa sigla base, ma con revisioni diverse del circuito stampato. Verificate questa possibilità con le indicazioni del file di upgrade.
• Se il sistema utilizzato ha la CPU o altri componenti in overclock, ripristinate i clock normali durante l'operazione di scrittura della Flash.
• Scaricare il BIOS della propria scheda dal sito del produttore, ogni produttore utilizza un sistema differente ma solitamente è un file con estnezione EXE, laciatelo e vi decompatterà i file per il flash inseriteli su una normale Pen-Drive USB.
• Riavviate il sistema, e avviati l'utility per il Flash della vostra scheda.
• Una volta effettuato l'aggiornamente effettuare un Clera CMOS.

Per controllare il nome della propria scheda e la revisione potete scaricare CPU-z: [Thread Ufficiale] CPU-Z, nalla schermata Mainboard ci sono tutti i dati riguardanti BIOS e scheda madre:


Alcuni consigli per il Flash, onde evitare che scatti il contatore dell'Enel causando possibili porblemi al flash è consigliato durante l'aggiornamento del BIOS evitare di utilizzare Piastre, Stufette Elettriche, Ferro da Stiro e in generale tutti gli elettrodomestici ad alto consumo.

Si ringrazia elma per il contributo alla guida.

[Danckan]

Ottima guida! Tutto estremamente corretto ed esauriente. Mi sono solo permesso di correggere pochi errori di battitura.

Se mi permetti allungherei a modo mio il primo pezzo "cosa è il bios" in modo da darne un'idea approssimativa anche a chi è davvero alle primissime armi

[Dexter]

Grazie danck, hai fatto benissimo, ora cerco di arricchire "cosa è il BIOS".