INFORMAZIONI TECNICHE BIOS

SOMMARIO


Che cosa Ŕ il BIOS ?

Il BIOS (Basic Input Output System = sistema di base per ingressi e uscite ) Ú una insieme di routine software che forniscono la struttura di base con cui il sistema operativo , ad esempio il DOS ( Disk Operative System = Sistema Operativo su Disco ) , si collega all' hardware del personal computer per sfruttarne le varie funzioni .
Senza il BIOS i sistemi operativi non sono in grado di usare le funzioni dell'hardware ; in sostanza Ú un "ponte" tra hardware e software ad alto livello.
I BIOS possono essere presenti in molti componenti del PC : sono dotate di BIOS le schede madri , le memorie magnetiche (hard disk , CDROM , masterizzatori , ecc.) , le schede video , i modem e ovunque si abbia a che fare con un hardware complesso dotato di processori dedicati .
Il BIOS puˇ anche prendere il nome di firmware, parola inglese che indica quella certa porzione di software che sta residente nei dispositivi hardware e ne consente la "vitalitÓ" minima (da qui l' assonanza tra l' acronimo scelto, BIOS, e la parola greca bios = vita). .

Dove si trova il BIOS ?
Il BIOS Ú un "software" e quindi si deve trovare su un supporto adeguatamente leggibile dai processori. Solitamente il BIOS Ú contenuto in un chip di memoria non volatile , ovvero che mantiene i dati anche in assenza di alimentazione . Nel passato era comune utilizzare ROM ( Read Only Memory = memoria a sola lettura ) , non riscrivibili , oppure EPROM ( Electrically Programmable ROM = ROM programmabili elettricamente ) . Attualmente , viste le continue innovazioni e la necessitß del relativo rapido adeguamento , le memorie non riscrivibili , o riscrivibili con particolari strumenti , sono state sostituite da memorie che possono essere riscritte senza muoverle dalla mainboard ( upgrade ), ad esempio FLASH e EEPROM .
Recentemente si Ŕ osservata la tendenza ad utilizzare flash seriali a 8 pin.
Altre informazioni sulle memorie con un click qui .

Cosa fa esattamente ?
In linea di massima , facendo riferimento ai BIOS pi˙ conosciuti , ovvero quelli delle schede madri , le funzioni svolte sono le seguenti :

A questo punto il BIOS cessa la sua funzione attiva di software del sistema e viene sostituito dal sistema operativo vero e proprio . In effetti il BIOS non Ú scomparso del tutto , ma svolge sempre la funzione di tramite ; in sostanza , quando il S.O. deve accedere a qualche elemento hardware , non lo fa direttamente con software proprio , ma sfrutta le routines adatte contenute nel BIOS (chiamate al BIOS o BIOS call) .

Cosa ha a che fare la batteria con il BIOS ?

Niente !

La funzione della batteria Ú quella di mantenere 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, Ŕ 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 perchŔ Ŕ scritto in un tipo di memoria non volatile.

Che BIOS posso installare sulla mia mainboard ?
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 . Il BIOS non Ú un componente intercambiabile come una vite o una resistenza !

Che tipi di chip sono usati per i BIOS ?
La tabella seguente riporta i chip pi˙ comunemente usati per i BIOS delle schede madri delle ultime generazioni .

Costruttore / Tipo MB Tensione Famiglia Package
Intel 28F001BXT 1 5V Flash DIL
MX28F1000PL/PC/PPC 1 5V Flash DIL
SST 29EE010 1 5V EEPROM DIL
ATMEL 29C010 1 5V Flash DIL
ATMEL 29C020 2 5V Flash DIL
Windbond 29C040 4 5V Flash DIL o PLCC
Windbond 49L40 4 3.3V Flash PLCC

Non sempre i chip sono intercambiabili su tutte le schede, sia per le dimensioni (in MB), sia la tensione lavoro che per quella di  programmazione, sia per le caratteristiche di scrittura.
Qui una tabella con alcuni dei pi¨ comuni
modelli presenti sulle schede madri

Che cosa Ú il BIOS Plug and Play ?
L'architettura ISA richiede che le risorse dei prodotti installati vadano ad occupare ben determinate posizioni nella mappa di memoria, di indirizzi I/O, DMA e IRQ. Solitamente questa configurazione avviene spostando jumper sulla scheda aggiunta; in relazione a questo i file di configurazione di sistema devono essere aggiornati per recepire i vari cambiamenti. Questa procedura, soprattutto in presenza di pi˙ periferiche, Ú spesso difficoltosa anche per utenti con una certa esperienza ed i manuali forniti dai produttori sovente sono di scarso aiuto. La struttura Plug and Play BIOS (PnP), implementata principalmente con le schede su bus PCI Ú stata studiata per eliminare i questi problemi. Tra i numerosi meccanismi introdotti da PnP c'Ú anche una diversa struttura del BIOS : viene utilizzato un blocco di memoria per definire e salvare la configurazione di ciascuna periferica installata, il che permette al BIOS stesso, in modo automatico, di riconoscere ed allocare le risorse conformi allo standard, senza intervento dell'utente.     In ogni caso all'utente Ú consentita una certa libertß di cambiare posizione di alcune risorse direttamente nel setup del BIOS, senza agire manualmente sulle schede. Il BIOS PnP non Ú pi˙ scritto in una PROM o EPROM, che richiederebbe speciali attrezzature per la cancellazione e la riscrittura, ma Ú situato il un chip riscrivibile direttamente dal sistema, del tipo Flash o EEPROM, proprio per consentire l'operazione di "auto-aggiornamento" della tabella delle risorse prevista dal PnP..

Che cosa Ú il Flash BIOS ?
Come spiegato sopra, il BIOS scritto in un dispositivo Flash o EEPROM  Ŕ aggiornabile direttamente dal sistema su cui Ú installato, via software, senza bisogno di essere rimosso. Inoltre Ú possibile memorizzare informazioni addizionali, come le tabelle dei microcodici dei processori ed i parametri che regolano il funzionamento di un certo sistema operativo.

BIOS Year 2000
Il supporto hardware per l'aggiornamento automatico del calendario per l'anno 2000 deve essere completato dalla presenza di un BIOS che tenga correttamente conto della data. In generale i BIOS rilasciati dopo il 1995 sono giß predisposti per questa funzione. In ogni caso, il costruttore della scheda madre indica Ú in grado di fornire informazioni in merito. Da osservare che l'aggiornamento corretto della data da parte dell'hardware  puˇ essere vanificato da una non corretta osservanza delle specifiche da parte dei software applicativi. Test per la compatibilitß con Y2K sono disponibili gratuitamente in rete.

PerchÚ la mia mainboard ha un BIOS del 1999 ?
L' indicazione di una data che compare nel prompt iniziale della mainboard NON Ú quella di scrittura del BIOS , ma un riferimento del costruttore relativo alla struttura base del BIOS stesso .  ╔ ormai abbastanza normale che la data di prompt non sia variata al variare delle diverse releases e versioni , visto il turbinoso susseguirsi di prodotti . Diversi costruttori hanno scelto di non variare la data , ma identificare le diverse releases con numeri .
L' indicazione di una data che compare nel prompt iniziale della mainboard NON Ú quella di scrittura del BIOS , ma un riferimento del costruttore relativo alla struttura base del BIOS stesso .
Questo sarebbe evidente se ci si fermasse un attimo a considerare come, ad esempio,  nel 1995 il PCIset Intel 430TX non era certamente neppure allo stadio di progetto e quindi non potevano esistere BIOS per questo prodotto ! 

Cosa indicano quelle scritte che appaiono al prompt del BIOS ?
In genere il BIOS produce pi˙ di uno schermo ; normalmente viene visualizzato :

byte descrizione
1 tipo processore
2 BIOS size
4-5 major version number
6-7 minor version number
9-14 reference number
16 halt on POST error flag
17 initailize CMOS flag
18 block pin keyboard contr. flag
19 mouse support flag
20 wait for F1 flag
21 display FDD error flag
22 display video error flag
23 display KB error flag
25-26 BIOS date . Month (1-12)
27-28 BIOS date . Day (1-31)
29-30 BIOS date . Year (0-99)
32-39 chipset identif./BIOS name
41 KB control. version

E gli upgrades del BIOS ?
Upgrade vuol dire aggiornamento ; il BIOS , come giÓ detto , nella maggior parte dei casi Ú conservato in una memoria che pu˛ essere riprogrammata in modo da "aggiornarne" il contenuto alle pi¨ recenti richieste dei S.O. e dell'hardware . A volte , in una specifica versione di  BIOS  possono essere presenti delle incompatibilitÓ con questo o quel dispositivo particolare : se il BIOS non puˇ fornire al S.O. le routine adatte a governare un certo hardware , questo non pu˛ essere usato , a meno di disporre di patches adeguate . Pu˛ capitare anche che il BIOS si impunti con certi S.O. . Il costruttore del sistema pu˛ , allora , provvedere al rilascio di una versione di BIOS che risolva questi problemi .
Fino a che un prodotto Ú "vivo" nel mercato , i BIOS vengono costantemente aggiornati , aggiungendo nuove funzioni o togliendo parti non necessarie o, comunque , adeguandoli alle funzioni tipiche dell' hardware a cui si riferiscono ; le descrizioni sui manuali possono , quindi , essere generalizzate . Quando un prodotto diventa obsoleto (phased out) , anche il supporto di nuovi aggiornamenti viene meno .

Alcuni consigli in relazione all'upgrade

  1. Si sconsiglia vivamente di modificare i parametri dei BIOS o di effettuare upgrade agli Utenti che si trovano in difficoltÓ giÓ nella fase di lettura delle istruzioni o dei manuali ; difficilmente Ú possibile mettere le mani su un meccanismo di cui non si capisce il funzionamento .Con ci˛ non si intende che queste operazioni debbano essere area esclusiva di guru specializzati , ma solo che vengano affrontate con la necessaria sicurezza , pena arresti del sistema , difficilmente risolvibili per telefono . Per quanto possibile , cercheremo di fornire sufficienti consigli e informazioni nelle ns. aree telematiche .
  2. Upgrade dei BIOS possono essere fatti solo ed esclusivamente con i sorgenti forniti dai Costruttori , solo dopo aver letto con attenzione le istruzioni relative ! ! !
  3. Upgrade fatti senza rispettare le istruzioni dei costruttori o peggio con BIOS inadatti alla mainboard , posso provocare il blocco del sistema e renderlo inutilizzabile .
  4. Per il costruttore delle mainboards , il BIOS e’un costo e anche piuttosto elevato , poichÚ il contenuto non e’ generico , ma e’ progettato in relazione alla struttura della mainboard stessa . Quindi nuovi BIOS non sono sfornati a raffica , tanto per riempire il mercato , ma solo quando un insieme di condizioni tecniche ed economiche lo rendono necessario .
  5. In generale  un costruttore , per un certo prodotto , lavora costantemente ad aggiornare successive releases del BIOS  . E’inutile , per˛ ,   pensare ad upgrade di BIOS su sistemi che funzionano perfettamente : l’ upgrade e’ prevista non come un computer game da giocare a tutti i costi , ma come un naturale sviluppo di un prodotto di alta qualitÓ’ e di elevato contenuto tecnologico , che viene aggiornato solo e quando ce ne sia una reale necessitÓ’.

Come posso cambiare il BIOS alla mainboard ?
Sulle mainboard sono 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 . Il BIOS non Ú un componente intercambiabile come una vite o una resistenza !

Come faccio a fare l'upgrade del BIOS ?
Una procedura generale per l'aggiornamento del BIOS di qualunque scheda madre Ú descritta qui .

Quale Ú il BIOS migliore ?
Suvvia , non Ú una domanda seria !  Il BIOS Ú un prodotto software di cui la ROM o la Flash sono solo un supporto . Come tale Ú soggetto a modifiche , revisioni , sviluppi continui e spesso il suo successo commerciale  non dipende solo dalla bontÓ intrinseca del prodotto , ma da altri fattori non tecnici .  Sicuramente , poichÚ e' attraverso il BIOS che il sistema operativo comunica con l'hardware , Ú importante che le routine di interfaccia siano corrette , prive di errori (bugs) e possibilmente sappiano sfruttare a fondo le risorse a disposizione .
AMI , AWARD , MICROID RESEARCH , PHOENIX sono differenti come impostazione e la valutazione della bontÓ di uno piuttosto che di un' altro non Ú un compito risolvibile con semplicitÓ ed ogni giudizio in merito senza dati comparativi certi pu˛ essere solo un parere personale , pi¨ simile alla tifoseria per un club calcistico che ad una valutazione obiettiva .

╔ vero che AWARD funziona bene con Windows mentre AMI va meglio con sistemi Unix (LINUX) ?
No . Le eventuali incompatibilitÓ di una scheda madre con un sistema operativo possono dipendere dalla particolare versione del BIOS installato , non certo dalla "famiglia BIOS" in generale . 
Il rilevamento che la maggior parte dei prodotti con AWARD non avesse alcuni problemi pi˙ diffusi nei prodotti con AMI dipende , a nostro parere , solo da fortuite circostanze , in quanto i BIOS dei due costruttori hanno differenze strutturali che possono portare all'uso di registri ed aree in conflitto con le necessitß di LINUX (si ricorda che i BIOS sono scritti per la maggior parte in Macro Assembler , il che non Ú sempre una impresa semplicissima!) .
Questo Ú facilmente confermato dall'esperienza : schede madri con BIOS AMI e forti problemi in LINUX , dopo l'aggiornamento del BIOS ad una versione "corretta" , vanno benissimo .
Il fatto che LINUX , attualmente (e fortunatamente) stia prendendo un peso maggiore sul mercato ha portato tutti i produttori di BIOS a valutarlo con maggior cura , tanto che le attuali schede madri  non hanno problemi con questo sistema operativo .

... e i BIOS proprietari ?
Sicuramente una valutazione negativa si pu˛ dare ai "BIOS proprietari" ovvero alle versioni realizzate dai grossi produttori di personal che "scrivono" in proprio il BIOS dei loro prodotti o fanno realizzare versioni strettamente legate ad un certo sistema .
Questo Ú negativo in quanto , detto , ma non concesso , che il "BIOS proprietario" sia realizzato per sfruttare al meglio un certo hardware , solitamente i setup sono fortemente limitati e non permettono la libertÓ di impostazione delle versioni commerciali , soprattutto per quello che riguarda le possibilitÓ di espansione che il PC deve avere .
Ad esempio , anche solo nelle scelte delle espansioni (ad esempio i dischi rigidi) , la limitazione delle possibilitÓ  finisce per costringere l'Utente ad installare solo quel particolare hardware o a rinunciare del tutto all'espansione del sistema . Queste limitazioni sono introdotte per due motivi : uno , a fin di bene , ovvero con lo scopo di fornire un sistema giÓ ottimizzato , senza bisogno di ritocchi sui parametri del setup che , se toccati da mano inesperta , possono provocare un mucchio di problemi ; il secondo motivo , comprensibile , ma meno nobile , Ú quello di far dipendere il Cliente dall'organizzazione di vendita e di assistenza della casa produttrice .
In conclusione , i BIOS proprietari possono essere una necessitß solo in quei sistemi   che , implementando soluzioni hardware molto particolari , richiedono firmware altrettanto specifici , come Ú il caso dei notebook .

Dove si possono ottenere altre informazioni sul BIOS ?
Sui manuali delle mainboard sono riportate informazioni sufficienti all' uso comune . Attualmente i principali produttori di BIOS sono :

AMI - American Megatrends Inc. http://www.ami.com
MR - Microid Research http://www.mrbios.com
AWARD http://www.award.com

altri siti interessanti possono essere :

Tweak HX http://www.helsinki.fi/tweakbios
The Tweek FAQ http://www.wolf.demon.co.uk/twkfaq.html
BIOS FAQs http://ccadfa.cc.adfa.oz.au/Hardware/BIOS/

Si ricorda che l' UNICA e CERTA sorgente da cui scaricare il BIOS della propria scheda madre Ŕ ESCLUSIVAMENTE il sito del Costruttore della stessa, l' unico che ha competenza su questo argomento. Prelevando file BIOS da altri siti si pu˛ facilmente incorrere in seri problemi di funzionamento del prodotto.


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Aggiornato il 05/04/08.