Многие пользователи считают, что компьютер загружает при помощи операционной системы, но на самом деле это верно только отчасти. В этом материале вы узнаете, как же на самом деле происходит загрузка ПК, и познакомитесь с такими важными понятиями, как BIOS, CMOS, UEFI и другими.
Вступление
Для многих людей работа с компьютером начинается после загрузки операционной системы. И это не удивительно, так как подавляющее большинство времени, современные ПК действительно используются при помощи удобной графической оболочки Windows или любой другой ОС. В этой, дружелюбной для нас среде, мы не только запускаем программы, приложения или игры, но и осуществляем настройки, а так же конфигурирование параметров системы под собственные нужды.
Но, не смотря на всю свою мультифункциональность, операционная система может не все, а в некоторых ключевых моментах, и вовсе попросту бессильна. В частности, это касается начальной загрузки компьютера, которая происходит полностью ее без участия. Более того, от успеха этой процедуры во многом зависит запуск самой ОС, который может и не произойти в случае возникновения проблем.
Для кого-то это может быть новостью, но в действительности Windows не отвечает за загрузку компьютера «от и до», она лишь продолжает ее на определенном этапе и заканчивает. Ключевым же игроком здесь выступает совершенно другая микропрограмма - BIOS, о назначении и основных функциях которой мы поговорим в этом материале.
Что такое BIOS и зачем она нужна
Ключевыми компонентами любого компьютерного устройства является связка процессора и оперативной памяти, и это неспроста. Процессор по праву называют сердцем и мозгом любого ПК, так как на него возложены все главные математические операции. При этом все команды и данные для вычислений, ЦПУ может брать только из оперативной памяти. Туда же он отправляет и результаты своей работы. С любыми другими хранилищами информации, например, с жесткими дисками, процессор напрямую не взаимодействует.
Вот здесь и кроется основная проблема. Для того, что бы процессор смог начать выполнять команды операционной системы, они должны находиться в ОЗУ. Но во время включения ПК оперативная память пуста, так как является энергозависимой и не может хранить информацию, когда компьютер выключен. При этом сами по себе, без участия системы, компьютерные устройства поместить нужные данные в память не могут. И здесь мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией. Получается, что для того чтобы загрузить ОС в память, операционная система уже должна быть в оперативной памяти.
Для разрешения данной ситуации, еще на заре эры персональных компьютеров, инженеры IBM предложили использовать специальную небольшую программу, получившую название BIOS, иногда называемую начальным загрузчиком.
Слово BIOS (БАйОС) является аббревиатурой от четырех английских слов Basic Input/Output System, что в переводе на русский означает: «Базовая система ввода/вывода». Такое название получил набор микропрограмм, отвечающих за работу базовых функций видеоадаптеров, дисплеев, дисковых накопителей, дисководов, клавиатур, мышей и других основных устройств ввода/вывода информации.
Основными функциями BIOS являются начальный запуск ПК, тестирование и первичная настройка оборудования, распределение ресурсов между устройствами и активация процедуры загрузки операционной системы.
Где хранится BIOS и что такое CMOS
С учетом того, что BIOS отвечает за самый начальный этап загрузки компьютера вне зависимости от его конфигурации, то эта программа должна быть доступна для базовых устройств сразу же после нажатия на кнопку включения ПК. Именно поэтому она хранится не на жестком диске, как большинство обычных приложений, а записывается в специальную микросхему флэш-памяти, расположенную на системной плате. Таким образом, доступ к BIOS и запуск компьютера возможен даже в том случае, если к ПК вообще не подключены никакие носители информации.
В самых первых компьютерах для хранения BIOS использовались микросхемы постоянной памяти (ПЗУ или ROM), запись на которые самого кода программы единожды осуществлялась на заводе. Несколько позже стали использовать микросхемы EPROM и EEROM, в которых имелась возможность в случае необходимости осуществлять перезапись BIOS, но только с помощью специального оборудования.
В современных же персональных компьютерах BIOS хранится в микросхемах, созданных на основе флэш-памяти, перезаписывать которые можно с помощью специальных программ прямо на ПК в домашних условиях. Такая процедура обычно называется перепрошивкой и требуется для обновления микропрограммы до новых версий или ее замены в случае повреждения.
Многие микросхемы BIOS не распаивается на материнской плате, как все остальные компоненты, а устанавливаются в специальный небольшой разъем, что позволяет заменить ее в любой момент. Правда, данная возможность вряд ли вам может пригодиться, так как случаи, требующие замены микросхемы BIOS очень редки и практически не встречаются среди домашних пользователей.
Флэш-память для хранения BIOS может иметь различную емкость. В прежние времена этот объем был совсем небольшим и составлял не более 512 Кбайт. Современные же версии программы стали несколько больше и имеют объем в несколько мегабайт. Но в любом случае на фоне современных приложений и мультимедийных файлов это просто мизер.
В некоторых продвинутых системных платах, производители могут установить не одну, а сразу две микросхемы BIOS - основную и резервную. В этом случае, если что-то произойдет с основным чипом, то компьютер будет загружаться с резервного.
Помимо флэш-памяти, в которой хранится сама BIOS, на системной плате существует и еще один вид памяти, который предусмотрен для хранения настроек конфигурации этой программы. Изготавливается он с применением комплементарного метало-оксидного полупроводника или CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Именно этой аббревиатурой и называют специализированную память, в которой содержаться данные о запуске компьютера, используемые BIOS.
CMOS-память питается от батарейки, установленной на материнской плате. Благодаря этому, при отключении компьютера от розетки все настройки BIOS сохраняются. На старых компьютерах функции CMOS-памяти были возложены на отдельную микросхему. В современных же ПК она является частью чипсета.
Процедура POST и первоначальная загрузка ПК
Теперь давайте посмотрим, как же выглядит начальный процесс загрузки компьютера, и какую роль в нем играет BIOS.
После нажатия кнопки включения компьютера, первым запускается блок питания, начиная подавать напряжение на материнскую плату. Если оно в норме, то чипсет дает команду на сброс внутренней памяти центрального процессора и его запуск. После этого процессор начинает последовательно считывать и выполнять команды, записанные в системной памяти, роль которой выполняет как раз микросхема BIOS.
В самом начале процессор получает команду на проведение самотестирования компонентов компьютера (POST - Power-On Self-Test). Процедура POST включает в себя несколько этапов, прохождение большинства которых вы можете наблюдать на экране ПК сразу после его включения. Последовательность происходящего перед началом загрузки операционной системы такова:
1. Сначала происходит определение основных системных устройств.
3. Третий шаг - настройка набора системной логики, или проще говоря, чипсета.
4. Затем происходит поиск и определение видеокарты. Если в компьютере установлен внешний (самостоятельный) видеоадаптер, то он будет иметь собственную BIOS, которую основная системная BIOS будет искать в определенном диапазоне адресов памяти. Если внешний графический адаптер будет найден, то первое, что вы увидите на экране, будет изображение с названием видеокарты, сформированное ее BIOS.
5. После нахождения графического адаптера, начинается проверка целостности параметров BIOS и состояния батарейки. В этот момент на экране монитора одна за другой начинают появляться те самые таинственные белые надписи, вызывающие трепет у неопытных пользователей из-за непонимания происходящего. Но на самом деле ничего сверхъестественного в этот момент не происходит, в чем вы сами сейчас убедитесь. Первая, самая верхняя надпись, как правило, содержит логотип разработчиков BIOS и информацию об ее установленной версии.
6. Затем запускается тестирование центрального процессора, по окончании которого на дисплей выводятся данные об установленном чипе: название производителя, модели и его тактовая частота.
7. Следом начинается тестирование оперативной памяти. Если все проходит удачно, то на экран выводится общий установленный объем ОЗУ с надписью ОК.
8. По окончанию проверки основных компонентов ПК, начинается поиск клавиатуры и тестирование других портов ввода/вывода. В некоторых случаях, на этом этапе загрузка компьютера может остановиться, если системе не удастся обнаружить подключенную клавиатуру. При этом на экран сразу же будет выведено об этом предупреждение.
9. Далее начинается определение подключенных к компьютеру накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и флэш-диски. Сведения о найденных устройствах выводятся на экран. В том случае, если на системной плате установлено несколько контроллеров от разных производителей, то процедура их инициализации может быть отображена на разных экранах.
Экран определения контроллера Serial ATA, имеющего собственный BIOS, с выводом всех подключенных к нему устройств.
10. На завершающем этапе осуществляется распределение ресурсов между найденными внутренними устройствами ПК. В старых компьютерах, после этого осуществляется вывод на дисплей итоговой таблицы со всем обнаруженным оборудованием. В современных машинах таблица на дисплей уже не выводится.
11. Наконец, если процедура POST прошла успешно, BIOS начинает поиск в подключенных накопителях Главной Загрузочной Области (MBR), где содержатся данные о запуске операционной системы и загрузочном устройстве, которому необходимо передать дальнейшее управление.
В зависимости от установленной на компьютер версии BIOS, прохождение процедуры POST может проходить с небольшими изменениями от вышеописанного порядка, но в целом, все основные этапы, которые мы указали, будут выполняться при загрузке каждого ПК.
Программа настройки BIOS
BIOS является конфигурируемой системой и имеет собственную программу настройки некоторых параметров оборудования ПК, называемую BIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Вызывается она нажатием специальной клавиши во время проведения процедуры самотестирования POST. В настольных компьютерах чаще всего для этой цели используется клавиша Del, а в ноутбуках F2.
Графический интерфейс утилиты конфигурирования оборудования очень аскетичен и практически не изменился с 80-ых годов. Все настройки здесь осуществляются только с помощью клавиатуры - работа мыши не предусмотрена.
CMOS/BIOS Setup имеет массу настроек, но к наиболее востребованным, которые могут понадобиться рядовому пользователю, можно отнести: установку системного времени и даты, выбор порядка загрузочных устройств, включение/отключение встроенного в материнскую плату дополнительного оборудования (звуковых, видео или сетевых адаптеров), управление системой охлаждения и мониторинг температуры процессора, а так же изменение частоты системной шины (разгон).
У различных моделей системных плат, количество настраиваемых параметров BIOS может сильно разниться. Наиболее широкий спектр настроек обычно имеют дорогие системные платы для настольных ПК, ориентированные на энтузиастов, любителей компьютерных игр и разгона. Самый же скудный арсенал, как правило, у бюджетных плат, рассчитанных на установку в офисные компьютеры. Так же не блещут разнообразием настроек BIOS подавляющее большинство мобильных устройств. Более подробно о различных настройках BIOSи их влиянии на работу компьютера мы поговорим в отдельном материале.
Разработка BIOS и обновление
Как правило, практически для каждой модели системной платы разрабатывается собственная версия BIOS, в которой учитываются ее индивидуальные технические особенности: тип используемого чипсета и виды распаянного периферийного оборудования.
Разработку BIOS можно разделить на два этапа. Сначала создается базовая версия микропрограммы, в которой реализовываются все функции, вне зависимости от модели чипсета. На сегодняшний день, разработкой подобных версий занимаются в основном компании American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, поглотившую в 1998 году тогдашнего крупного игрока на этом рынке - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).
На втором этапе, к разработке BIOS подключаются производители материнских плат. В этот момент базовая версия модифицируется и совершенствуется для каждой конкретной модели платы, с учетом ее особенностей. При этом после выхода системной платы на рынок, работа над ее версией BIOS не останавливается. Разработчики регулярно выпускают обновления, в которых могут быть исправлены найденные ошибки, добавлена поддержка нового оборудования и расширены функциональные возможности программы. В некоторых случаях обновление BIOS позволяет вдохнуть вторую жизнь в, казалось бы, уже устаревшую материнскую плату, например, добавляя поддержку нового поколения процессоров.
Что такое UEFI BIOS
Базовые принципы работы системной BIOS для настольных компьютеров были сформированы в далеких 80-ых годах прошлого века. За прошедшие десятилетия компьютерная индустрия бурно развивалась и за это время постоянно случались ситуации, когда новые модели устройств оказывались несовместимыми с определенными версиями BIOS. Что бы разрешать эти проблемы, разработчикам постоянно приходилось модифицировать код базовой системы ввода/вывода, но в итоге целый ряд программных ограничений так и остался неизменным со времен первых домашних ПК. Такая ситуация привела к тому, что BIOS в своем классическом варианте окончательно перестал удовлетворять требованиям современного компьютерного железа, мешая его распространению в массовом секторе персоналок. Стало понятно, что необходимо что-то менять.
В 2011 году, с запуском в производство материнских плат для процессоров Intel поколения Sandy Bridge, устанавливающихся в разъем LGA1155, началось массовое внедрение нового программного интерфейса для начальной загрузки компьютера - UEFI.
На самом деле первая версия данной альтернативы обычной BIOS была разработана и успешно использована компанией Intel в серверных системах еще в конце 90-ых годов. Тогда, новый интерфейс для начальной загрузки ПК назывался EFI (Extensible Firmware Interface), но уже в 2005 году его новая спецификация получила название UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сегодняшний день эти две аббревиатуры считаются синонимами.
Как видите, производители системных плат не особо спешили переходить к новому стандарту, до последнего пытаясь совершенствовать традиционные вариации BIOS. Но очевидная отсталость этой системы, включая ее 16-битный интерфейс, не возможность использовать более 1 Мб адресного пространства памяти, отсутствие поддержки накопителей объемом более 2 Тб и другие постоянные неразрешимые проблемы совместимости с новым оборудованием все же стали серьезным аргументом для перехода на новое программное решение.
Какие же изменения принес с собой новый загрузочный интерфейс, предложенный Intel и в чем его отличия от BIOS? Как и в случае с BIOS, основной задачей UEFI является корректное определение оборудования сразу после включения ПК и передача управления компьютером операционной системе. Но при этом, перемены в UEFI настолько глубоки, что сравнивать ее с BIOS было бы просто некорректно.
BIOS - это практически неизменяемый программный код, вшитый в специальную микросхему и взаимодействующий напрямую с компьютерным оборудованием с помощью собственных программных средств. Процедура загрузки компьютера с помощью BIOS проста: сразу после включения компьютера производится проверка оборудования и загрузка простых универсальных драйверов для основных аппаратных компонентов. После этого BIOS находит загрузчик операционной системы и его активирует. Далее происходит загрузка ОС.
Систему UEFI можно назвать прослойкой между аппаратными компонентами компьютера, с их собственными микропрограммами-прошивками, и операционной системой, что позволяет ей так же выполнять функции BIOS. Но в отличие от BIOS, UEFI представляет собой модульный программируемый интерфейс, включающий тестовые, рабочие и загрузочные сервисы, драйверы устройств, протоколы коммуникаций, функциональные расширения и собственную графическую оболочку, что делает его похожим на сильно облегченную операционную систему. При этом пользовательский интерфейс в UEFI современен, поддерживает управление мышью и может быть локализован на несколько языков, включая русский.
Важным преимуществом EFI является ее кроссплатформенность и независимость от процессорной архитекторы. Спецификации этой системы позволяют работать ей практически с любой комбинацией чипов, будь то архитектура х86 (Intel, AMD) или ARM. Более того UEFI имеет прямой доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера и платформенно независимые драйверы, что дает возможность без запуска ОС организовать, например, выход в интернет или резервное копирование дисков.
В отличие от BIOS, код UEFI и вся ее служебная информация может храниться не только в специальной микросхеме, но и на разделах как внутренних, так и внешних жестких дисков, а так же сетевых хранилищах. В свою очередь, тот факт, что загрузочные данные могут размещаться на вместительных накопителях, позволяет за счет модульной архитектуры наделять EFI богатыми функциональными возможностями. Например, это могут быть развитые средства диагностики, или полезные утилиты, которые можно будет использовать как на этапе начальной загрузки ПК, так и после запуска ОС.
Еще одной ключевой особенностью UEFI является возможность работы с жесткими дисками огромных объемов, размеченных по стандарту GPT (Guid Partition Table). Последний не поддерживается ни одной модификацией BIOS, так как имеет 64-битные адреса секторов.
Загрузка ПК на базе UEFI, как и в случае с BIOS, начинается с инициализации устройств. Но при этом, данная процедура происходит гораздо быстрее, так как UEFIможет определять сразу несколько компонентов одновременно в параллельном режиме (BIOSинициализирует все устройства по очереди). Затем, происходит загрузка самой системы UEFI, под управлением которой выполняется какой-либо набор необходимых действий (загрузка драйверов, инициализация загрузочного накопителя, запуск загрузочных служб и т.д.), и только после этого осуществляется запуск операционной системы.
Может показаться, что такая многоступенчатая процедура должна увеличить общее время загрузки ПК, но на самом деле все происходит наоборот. С UEFI система запускается гораздо быстрее, благодаря встроенным драйверам и собственному загрузчику. В итоге, перед стартом, ОС получает исчерпывающую информацию об аппаратной начинке компьютера, что позволяет запускаться ей в течение нескольких секунд.
Несмотря на всю прогрессивность UEFI, все же существует ряд ограничений, сдерживающих активное развитие и распространение этого загрузчика. Дело в том, что для реализации всех возможностей нового загрузочного интерфейса требуется полноценная его поддержка со стороны операционных систем. На сегодняшний день в полной мере использовать возможности UEFI позволяет только Windows 8. Ограниченную поддержку нового интерфейса имеют 64-разрядные версии Windows 7, Vista и Linux на ядре 3.2 и выше. Так же возможности UEFI используются в загрузочном менеджере BootCamp компанией Apple в собственных системах Mac OS X.
Ну а как же происходит загрузка компьютера с UEFI, если на нем используются неподдерживаемая операционная система (WindowsXP, 32-битная Windows 7) или файловая разметка (MBR)? Для таких случаев в новый загрузочный интерфейс встроен модуль поддержки совместимости (Compatibility Support Module), по сути, представляющий из себя традиционную BIOS. Именно поэтому, можно видеть, как многие современные компьютеры, оснащенные системными платами с UEFI, загружается традиционным способом в режиме эмуляции BIOS. Чаше всего это происходит потому, что их владельцы продолжают использовать разделы HDD с традиционной MBR и не хотят переходить к разметке GPT.
Заключение
Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционной BIOS, интерфейс UEFI способен на много большее, чем просто процесс загрузки. Возможность запуска рабочих сервисов и приложений, как на начальном этапе загрузки ПК, так и после запуска операционной системы открывает широкий спектр новых возможностей, как для разработчиков, так и конечных пользователей.
Но при этом говорить о полном отказе в ближайшее время от базовой системы ввода/вывода пока преждевременно. В первую очередь нужно вспомнить, что до сих пор большинство компьютеров находятся под управлением WindowsXP и 32-битной Windows 7, которые не поддерживаются UEFI. Да и жесткие диски, размеченные по стандарту GPT в большинстве своем можно встретить разве что в новых моделях ноутбуков на базе Windows 8.
Так что до тех пор, пока большинство пользователей в силу своих привычек или еще каких-либо причин, будут привязаны к старым версиям ОС и традиционным способам разметки винчестеров, BIOS так и будет оставаться основной системой для начальной загрузки компьютера.
(2
votes, average: 5,00
out of 5)
Статья даёт представление обычным пользователям ПК, не обладающих специальными знаниями, о том, что собой представляет система UEFI, её преимуществах, особенностях и недостатках, с которыми рядовой пользователь может столкнуться.UEFI – это по сути интерфейс встроенного программного обеспечения, целью которого является обеспечение связи компьютера и установленной на нём ОС. С помощью UEFI осуществляется инициализация аппаратных компонентов ПК и запускается ОС. Можно сказать, что по назначению и функциям UEFI аналогична всем известной BIOS, но принципы их функционирования совершенно разные.
Преимущества и недостатки UEFI.
BIOS не позволяет использовать жёсткие диски объёмом выше 2.2 Тб. А ведь компьютеры с дисками большего объёма сейчас можно встретить часто, и по цене они доступны. Нет совершенно никаких причин говорить, что тенденция увеличения на рынке подобных устройств изменится.
Количество физических (а не логических) разделов на жёстком диске, поддерживаемых BIOS, составляет всего четыре. У UEFI это число равно 128.
Технология UEFI значительно уменьшает время загрузки, а также увеличивает скорость работы ПК. Возможно, найдутся те, кто возразит, что нормально работающий компьютер и так загружается достаточно быстро, экономия в лучшем случае составит несколько десятков секунд.
Такого не скажут, в частности, пользователи, которые часто включают своё устройство, чтобы, например, быстро посмотреть почту. Частое ожидание загрузки, даже длящейся несколько минут может сильно действовать на нервы.
В UEFI процедура, именуемая Secure Boot, защищает ОС при загрузке. К сожалению, поддержка этого алгоритма пока реализована далеко не у всех брендов, связанных с выпуском ПО. Для рядового пользователя это означает сложности при инсталляции многих ОС на компьютерах с UEFI. В таком случае остаётся только отключить Secure Boot. Сделать это можно, соответствующая функция предусмотрена.
Но о безопасной загрузке тогда, естественно, речи не пойдёт. На время написания данной статьи можно говорить, что с Secure Boot точно имеет совместимость с Windows 8 и некоторыми из дистрибутивов Linux.
Немало пользователей по достоинству оценят простой, интуитивно понятный графический интерфейс UEFI, возможность использовать мышь. Во многих версиях есть поддержка русского языка.
UEFI имеет гораздо более понятный и простой механизм обновления.
Многие сочтут преимуществом наличие в UEFI собственного менеджера загрузок и выбора ОС. По сути, он является аналогом знакомых ещё по недавнему прошлому мультизагрузчиков, позволяющих загружать несколько ОС.
Благодаря тому, что в UEFI можно осуществлять эмуляцию , то программное обеспечение, работающее лишь на машинах с BIOS, спокойно работает и на устройствах с UEFI. Как правило, режим совместимости носит название Launch CSM либо Legacy.
Ещё один аспект, заслуживающий отдельного внимания, состоит в том, что версий UEFI очень много и они значительно отличаются друг от друга. Естественно, и степень доступности разных функций также далеко не одинакова. При поиске решения конкретной проблемы не забывайте об этом. Успехов.
Компьютеры с каждым днем развиваются все больше и это позволяет им работать еще лучше и надежнее. Многие уже, наверное, слышали о BIOS, а если уже устанавливали Linux, то, наверное, знаете что это такое и уже имели опыт настройки. Вы, скорее всего, заметили, что BIOS трудно настраивать и использовать. Это программное обеспечение низкого уровня, и оно остается неизменным на протяжении двух последних десятилетий. Из-за этого сейчас технологию BIOS можно считать устаревшей и нуждающейся в замене.
Новая система - UEFI со временем вытеснит BIOS, но, как и большинство новых технологий ее реализация движется очень медленно и долго. Пользователи упускают важность операционной системы низкого уровня, именно этот недостаток пытается закрыть UEFI. В этой статье мы рассмотрим чем отличается uefi от bios, попытаемся выяснить что лучше bios или uefi, а также определим что лучше использовать.
BIOS расшифровывается как Basic Input / Output System или по-русски - базовая система ввода и вывода. Это программное обеспечение низкого уровня, которое обеспечивает прослойку между аппаратными средствами компьютера и операционной системой.
BIOS запускается как только вы включаете компьютер, выполняется проверка и тестирование оборудования, а затем уже загрузка загрузчика операционной системы.
Плата BIOS встроена в каждую материнскую плату и, кроме подготовки оборудования BIOS, может пригодиться еще в ряде нескольких случаев. Поскольку BIOS не зависит от операционной системы, вы можете получить доступ к ее настройкам без установленной ОС. Кроме того, можно настроить различные параметры оборудования - частоту процессора и памяти, рабочее напряжение, задержку и так далее. Это позволяет выполнить тонкую настройку компьютера и получить максимальную производительность.
Вообще говоря, это все, чем занимается BIOS, здесь есть только псевдографический интерфейс, управление с помощью клавиш и только настройки оборудования. Загрузчик BIOS берет из главной загрузочной записи - MBR, и загрузчик может быть только один. Естественно, никакой речи о выборе загрузчика и быть не может.
Что такое UEFI?
UEFI, или Unified Extensible Firmware Interface, основан на EFI - разработке компании Intel, которая призвана заменить BIOS. Разработан стандарт EFI в течение нескольких последних лет и уже начал набирать большую популярность, поскольку производители начинают использовать его на своих устройствах вместо устаревшей технологии BIOS.
UEFI поддерживает все функции, которые были реализованы в BIOS, а также многие новые функции, что и делает ее лучшим решением для использования на современных компьютерах.
Здесь, кроме инициализации оборудования, чтения настроек из энергонезависимой памяти и запуска загрузчика поддерживается еще большое количество функций. Можно сказать, что это операционная система низкого уровня. Это главное отличие bios от uefi. Здесь поддержка драйверов оборудования, а отсюда поддержка мыши и графической карты, также есть полноценная консоль с поддержкой запуска приложений, сети и работы с оборудованием. Вплоть до того, что вы можете не только копировать и перемещать файлы в поддерживаемых файловых системах, но и проигрывать диски или музыку, если это поддерживается программами EFI.
Несмотря на значительное преимущество по сравнению с BIOS, в UEFI есть некоторые ограничения на 32 битных процессорах. 64 битные процессоры полностью поддерживают UEFI, а вот 32 битные не поддерживают часть функций и операционная система должна эмулировать для них среду BIOS, чтобы нормально работать.
На многих устройствах сейчас можно использовать два режима legacy bios или UEFI. Во время этого многие полезные функции теряются. Производители процессоров и разработчики операционных систем работают вместе, чтобы исправить эту проблему и у них неплохо получается.
Определить UEFI или BIOS используется на вашем компьютере очень просто вы можете просто посмотреть на интерфейс настройки компьютера перед загрузкой. Я думаю вы уже тут все поймете.
Какая технология лучше?
Старая технология BIOS была промышленным стандартом на протяжении последних двадцати лет и за это время он не получил большого количества изменений из-за таких ограничений, как только один мегабайт памяти, 16-битных инструкций и таблицы разметки диска MBR, которая поддерживает жесткие диски максимум 2 Тб и не более чем на четыре раздела. Двадцать лет назад этого было вполне достаточно, но при современных стандартах такие ограничения слишком жесткие.
Кроме того, гибкость UEFI необходима для технологий доступных уже сейчас или тех, которые станут доступны в будущем. Ограничение BIOS в один мегабайт создавало очень большое количество проблем разработчикам оборудования, но теперь места для загрузки драйверов устройств точно хватит.
UEFI имеет модульную структуру и благодаря таблице разделов GPT может поддерживать 128 разделов размером до 8 экзабайт. Также здесь обеспечивается более тесная интеграция с операционной системой. Очень важным компонентом UEFI есть увеличение безопасности. Это немаловажное отличие bios от uefi. Пользователи могут устанавливать только зарегистрированные операционные системы. Каждой операционной системе выдается ключ, встроенный в ее загрузчик, а система UEFI считывает этот ключ и сравнивает его со своей базой данных. Если этого ключа нет в базе данных, операционной системе не будет позволено загрузитсья. Это могло бы вызывать многие проблемы с дистрибутивами Linux, но эта проблема была решена. К тому же пользователи могут сами добавлять ключи к базе данных.
Благодаря модульной структуре UEFI, новые функции могут быть добавлены позже и тем самым расширить существующую систему. Это делает такую систему более перспективной и простой в использовании.
Использовать новые системы UEFI намного проще, у них есть полноценный графический интерфейс с указателем мыши и интуитивно понятным меню. Вы получаете возможность все очень просто настроить. Кроме того, производители материнских плат могут разрабатывать различные программные модули UEFI, которые позволят легко тестировать различное оборудование.
В целом, если сравнивать UEFI и BIOS, то первая побеждает благодаря своей модульности, расширяемости, а также независимым драйверам и простоте использования. Пройдет некоторое время, пока пользователи смогут выбрать BIOS или UEFI и новая технология медленно заменит старую. Все больше и больше производителей применяют UEFI на своих платах и компьютерах и все реже используются 32-битные процессоры. Но, как и со всеми другими достижениями в области компьютерной техники, для перехода на UEFI потребуется много времени. Вы теперь знаете чем отличается uefi от bios и сможете сделать правильный выбор при покупке нового устройства.
БИОС UEFI наделал много шума в цифровом мире, а так как на всех новых компьютерах и ноутбуках уже установлен данный интерфейс, нам на почту пришёл целый мешок писем касающихся этой темы. Вопросы в первую очередь такого характера.
Что такое БИОС UEFI и почему он пришёл на замену обычному БИОС? Почему на ноутбук с БИОСом UEFI можно установить только Windows 8, а никакую другую операционную систему или всё-таки другую операционку установить можно, тогда как это сделать?
Почему на ноутбук с БИОС UEFI нельзя установить Windows 8 другой редакции?
БИОС UEFI
Прочитав все письма, я решил ответить на них одной статьёй и так, чтобы всё было понятно даже начинающему пользователю.
Немаловажным стимулом для написания этой статьи стал ещё тот факт, что по моим наблюдениям очень много людей, покупающих новые компьютеры с SSD накопителем и материнской платой поддерживающей новый интерфейс UEFI, сразу отключают данный интерфейс и устанавливают себе Windows 8 на жёсткий диск с устаревшей главной загрузочной записью MBR.
Какой тогда смысл было покупать новый дорогой компьютер за 30-40 тысяч рублей с SSD накопителем и БИОСом UEFI несомненно дающем преимущества перед простым БИОС. Вы спросите - Какие преимущества? Вот об этом я и хочу поговорить с Вами.
БИОС UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) - интерфейс между операционной системой и микропрограммами, управляющими низкоуровневыми функциями оборудования. Разработка компании Intel. История создания интерфейса UEFI идёт с первой половины 90-х годов и поначалу он назывался Intel Boot Initiative (Загрузочная Инициатива Intel), позже было дано другое название EFI. Первая спецификация EFI 1.02 была выпущена Intel в 2000-ом году.Все мы знаем, что такое БИОС, да правильно, это «базовая система ввода/вывода», а по человечески - это микропрограмма встроенная в простую микросхему, которая в свою очередь находится на материнской плате. Так вот, эта микропрограмма (БИОС) является посредником между установленной операционной системой и комплектующими установленными на компьютере. То есть, БИОС объясняет операционной системе как можно функционально использовать все комплектующие компьютера: материнскую плату, процессор, видеокарту, оперативку и так далее. БИОС запускается ранее операционной системы и сразу производит проверку (процедура POST) всего аппаратного обеспечения компьютера перечисленного выше: процессора, материнки и всего остального, задавая нужные параметры их работы. При неисправности какого-либо комплектующего БИОС выдаёт через встроенный динамик сигнал, по характеру которого можно понять, какое именно устройство неисправно.
Короче, БИОС оказывается довольно важная штука на компьютере, но... на сегодняшний день друзья, на смену БИОС пришёл намного более совершенный инструмент под названием UEFI.
Чем не устроил обычный БИОС?
Вот самые важные причины.
1) При включении компьютера, БИОС кроме проверки комплектующих на исправность, проверяет все жёсткие диски на предмет главной загрузочной записи MBR (master boot record), которая находится в нулевом секторе и имеет размер 512 байт, при нахождении загрузочной записи, БИОС запускает на выполнение загрузочный код в MBR, далее загружается операционная система. На компьютере с обычным БИОС и жёстким диском (имеющим главную загрузочную запись MBR (Master Boot Record)), адресация томов сделана таким образом, что максимальное адресуемое пространство на жёстком диске может составить максимум 2ТБ, то есть операционная система НЕ увидит более 2ТБ дискового пространства на жёстком диске объёмом 3ТБ, что согласитесь, при нынешних объёмах жёстких дисков не очень удобно.
2) На компьютерах с обычным БИОС, жёсткие диски (имеющие главную загрузочную запись MBR) имеют ограничение на создание первичных разделов, то есть на диске MBR можно создать только 4 первичных раздела - три основных и один дополнительный раздел, в котором можно создавать логические диски, на логический можно установить операционную систему, но она не будет запускаться без диспетчера загрузки на основном разделе). А БИОС UEFI работает с жёсткими дисками имеющими таблицу разделов GUID (GPT), такие винчестеры можно разбить на 128 первичных разделов.
3) Ну и самое главное, БИОС UEFI намного безопаснее. Не секрет, что уже давно существует руткит, способный внедрить в микросхему БИОС свой код и загрузить себя ранее операционной системы, получив этим сам безграничное управление самой системой. В БИОС UEFI это невозможно, в нём существует безопасная процедура загрузки «Secure Boot»,
Основанная на специальных сертифицированных ключах от Майкрософт. Забегая вперёд, скажу, что из-за этой самой безопасной загрузки обычные пользователи не могут установить на компьютеры с БИОСом UEFI ничего кроме Windows 8, так как только Windows 8 на сегодняшний день имеет эти самые сертифицированные ключи (далее в статье более полная информация об этом).
Преимущества БИОСа UEFI
Итак, давайте всё же разберём по порядку новый БИОС UEFI и узнаем его основные преимущества перед обычным БИОС. Интерфейс UEFI это мини операционная система или другими словами усовершенствованный и полностью переработанный механизм, который вскоре полностью вытеснит БИОС. Во первых, UEFI взял много от своего предшественника и предназначен в первую очередь для взаимосвязи операционной системы и установленного на компьютере железа, то есть всех комплектующих компьютера. Интерфейс UEFI должен протестировать при включении компьютера всё оборудование на исправность и передать далее эстафетную палочку загрузчику операционной системы.
1) БИОС UEFI имеет свой очень удобный и понятный графический интерфейс управления с поддержкой мыши. Присутствует поддержка русского языка.
2) БИОС UEFI работает с жёсткими дисками имеющими таблицу разделов GUID (GPT), такие винчестеры можно разбить на 128 первичных разделов (кстати, на диске MBR можно создать только 4 первичных раздела - три основных и один дополнительный раздел, в котором можно создавать логические диски, на логический можно установить операционную систему, но она не будет запускаться без диспетчера загрузки на основном разделе).
3) БИОС UEFI даёт возможность использовать жёсткие диски объемом более 2 Тбайт, максимальный объём раздела может достигать 18 экзабайт (18 000 000 терабайт). На компьютере с обычным БИОС, установленная операционная система НЕ увидит более 2,2ТБ дискового пространства, что конечно неудобно.
4) Жёсткие диски имеющие таблицу разделов GUID (GPT) работают только с адресацией LBA, в отличии от винчестеров MBR работающих с устаревшей адресацией CHS.
6) На жёстких дисках GUID (GPT) легче восстановить утерянные данные.
7) БИОС UEFI имеет свой менеджер загрузки, который очень удобно использовать при наличии на компьютере множества операционных систем, отпадает необходимость в использовании специальных загрузчиках, наподобие EasyBCD.
8) БИОС UEFI намного легче обновить, чем простой БИОС.
9) GPT является более безопасным, чем MBR, так как таблица разделов записана в начале и в конце диска, обеспечивая дубляж.
Протокол безопасной загрузки Secure Boot
Но самая главная особенность механизма UEFI, которая доставляет хлопоты пользователям, случается при переустановке Windows 8 на новом компьютере или ноутбуке. В БИОСе UEFI есть такой протокол безопасной загрузки «Secure Boot», основанный на специальных сертифицированных ключах
, которые имеет только Windows 8 от Майкрософт иМайкрософт требует от всех производителей компьютеров и ноутбуков с предустановленной Windows 8 включение по умолчанию безопасного протокола загрузки «Secure Boot».
Имея в своём дистрибутиве такие ключи Windows 8 при своей установке на компьютер любого производителя успешно проходит протокол безопасной загрузки UEFI «Secure Boot», но ни одна из старых операционных систем Windows, а так же дистрибутивы Ubuntu или Linuxа таких ключей не имеют. Вот поэтому, если на вашем ноутбуке БИОС UEFI, то никакую другую операционную систему установить на такой ноутбук не получится, выход только один,
но тогда устанавливать нужную вам операционную систему вы будете на диск MBR и лишитесь всех преимуществ работы с жёстким диском имеющим стиль GUID (GPT).
Конечно у многих пользователей появятся мысли, что таким образом Майкрософт избавляется от конкурентов, но Майкрософт успешно парирует такие нападки объясняя, что интерфейс UEFI со всеми его протоколами и безопасными загрузками «Secure Boot» разработан в первую очередь для нашей с вами безопасности и с ним трудно не согласиться (о рутките, который способен записать в обычный БИОС свой код, я уже говорил в начале статьи).
Внимательные читатели могут спросить, а почему бы, всё тому же Linux не договориться с Майкрософт и производителями компьютеров и не заполучить эти самые ключи. Ответ я нашёл в блоге одного из разработчиков ядра Linux - Мэтью Гаррета (Matthew Garrett),
Мэтью Гаррет
оказывается это трудно как физически (на это уйдёт уйма времени, так как нужно договориться сначала с Майкрософт, затем придётся договариваться с каждым производителем компьютеров отдельно), так и юридически (проблемы связаны с загрузчиком GRUB 2 лицензированном на условиях лицензии GPLv3).
Многие читатели интересуются, а можно ли сделать загрузочную флешку UEFI с операционной системой Windows 7?
BIOS – хорошо известный термин в рядах владельцев компьютеров, который используется уже на протяжении многих лет. Осенью 2017 года Intel сообщила о своих планах полностью отказаться от BIOS на всех своих платформах до 2020 года. Вместо BIOS теперь будет использоваться только UEFI, что может навести многих на логичный вопрос: чем UEFI лучше BIOS и какая вообще между ними разница?
Чип BIOS на материнской плате Gigabyte.
UEFI и BIOS относятся к разряду так называемого «низкоуровневого» программного обеспечения, которое стартует еще до того, как компьютер начнет загружать операционную систему. UEFI - это более современное решение и оно поддерживает большое количество удобных функций, полезных на современных компьютерах. Часто бывает так, что производители называют UEFI на своих компьютерах традиционным словом “BIOS”, чтобы не заплутать пользователя. Все же между UEFI и BIOS большая разница, а современные компьютеры в основном комплектуются именно UEFI.
Что такое BIOS
BIOS – это сокращенно “Basic Input -Out System ” или "базовая система ввода-вывода" . Она живет на специальном чипе внутри материнской платы (на фото выше) и не зависит от того, установлен ли в компьютер жесткий диск. При включении компьютера первым делом включается BIOS. Эта система ответственна за «пробуждение» хардверных компонентов вашего компьютера, проверку их нормального функционирования, активацию загрузчика и дальнейшего старта операционной системы.
Старый как мир BIOS.
Пользователь может настроить большое количество различных параметров внутри BIOS. Конфигурация компонентов, системное время, порядок загрузки и так далее. Зайти в BIOS можно при помощи специальной клавиши во время включения ПК. У разных компьютеров она может быть разной. К примеру, Esc, F2, F10 или Delete. Производитель сам решает, какую выбирать. После изменения настроек все параметры записываются в саму материнскую плату .
BIOS также отвечает за процесс под названием POST – “Power -On Self -Test ” или "проверка при включении" . POST проверяет пригодность конфигурации компьютера и исправность хардверных компонентов. Если что-то идет не так, на экране отображается соответствующая ошибка или же компьютер начинает издавать ряд определенных звуков (также существует понятие POST-кодов и в некоторых материнских платах даже установлен соответствующий дисплей для их отображения). Интенсивность этих звуков зависит от типа ошибки, и чтобы их расшифровать, надо обратиться на сайт производителя или к руководству пользователя.
После завершения POST BIOS ищет Master Boot Record (MBR) или "главную загрузочную запись", которая сохранена на носителе компьютера. Затем инициализируется загрузчик (бутлоадер) и стартует операционная система. В BIOS также часто используется термин CMOS, что расшифровывается как «Complementary Metal -Oxide Semiconductor » или "вспомогательный металл-оксидный полупроводник ". Это обозначение специальной памяти, которая питается от встроенной в материнскую плату батарейки. Память хранит в себе различные настройки BIOS и часто для сброса параметров БИОС советуют извлечь батарейку из материнской платы. В современных компьютерах на смену CMOS пришла флеш-память (EEPROM).
Почему BIOS устарел
BIOS – это очень старая система, которая существовала еще в 1980 году (а разработана была и того раньше), на момент запуска MS-DOS. Конечно, со временем BIOS развивалась и улучшалась, но концепция и основные принципы работы остались прежними. Развитие BIOS фактически нулевое, если сравнивать его с развитием компьютеров и технологий в целом.
Традиционный BIOS имеет много серьезных ограничений. К примеру, он может запустить систему только из раздела объемом не больше 2.1 Тб (максимум 4 раздела) или меньше. В современных реалиях пользователи покупают очень емкие накопители, объем которых часто превышает 4 и даже 8 Тб. BIOS не сможет работать с таковыми носителями. Это обусловлено тем, как работает MBR (главная загрузочная запись использует 32-битные элементы). Кроме того, BIOS работает в 16-битном режиме (так как был разработано еще в 70-х годах) и имеет всего лишь 1 Мб адресуемого пространства для операции. У BIOS также проблемы с инициализацией большого количества компонентов за раз, что приводит к замедленному старту компьютера.
BIOS нуждается в замене уже на протяжении большого периода времени. Intel начала разработку EFI (Extensible Firmware Interface) еще в 1998 году и Apple перешла на использование EFI в 2006 году, когда состоялся переход на архитектуру Intel. В 2007 году Intel, AMD, Microsoft и различные производители компьютеров одобрили спецификацию UEFI – "Unified Extensible Firmware Interface " или "объединенный расширяемый интерфейс встроенного программного обеспечения ". Windows получила поддержку UEFI в Windows Vista SP1 и Windows 7. Сегодня почти все компьютеры используют UEFI вместо BIOS.
Чем UEFI лучше БИОС
UEFI устанавливается вместо BIOS на различных ПК, которые вы можете найти в магазинах электроники. Сразу же надо отметить, что пользователь не может перейти с BIOS на UEFI на существующем железе. Для этого надо приобретать новое железо, которое поддерживает UEFI. Подавляющее большинство UEFI-компьютеров включают в себя BIOS-эмуляцию (зачастую это называется Legacy BIOS) , чтобы пользователь мог установить и загрузить старую операционную систему, для работы которой нужен BIOS. Иными словами, UEFI обратно совместима.
Куда более современный и дружелюбный к пользователю интерфейс UEFI.
Новый стандарт избавился от неприятных ограничений BIOS. Компьютер с UEFI может загружаться с накопителей объемом больше 2.2 Тб. Теоретически, максимальный объем носителя для UEFI составляет 9.4 Зтб (9.4 триллиона гигабайт). Это очень много. Вся суть в том, что UEFI использует схему GPT с 64-битными элементами..
UEFI запускается в 32 и 64-битном режимах, а также имеет больше памяти для работы. Это в свою очередь конвертируется в ускоренную загрузку процессора, и удобство использования. UEFI-системы зачастую имеют красивые интерфейсы с поддержкой ввода с мыши (на скриншоте выше). Есть также и ряд других преимуществ. К примеру, UEFI поддерживает Secure Boot. Это специальная процедура, которая проверяет загружаемую операционную систему и убеждается в том, что во время ее загрузки вредоносное или просто сторонеее программное обеспечение не будет вмешиваться. Также в UEFI есть поддержка различных сетевых функций, что полезно при решении технических проблем с компьютером. В традиционном BIOS пользователь должен иметь физический доступ к компьютеру, тогда как в UEFI есть возможность удаленного доступа для конфигурации.
В целом UEFI – это такая маленькая операционная система. Она может храниться на флеш-памяти материнской платы или же ее можно загрузить из жесткого / сетевого диска. Разные компьютеры с разными UEFI имеют не менее разные интерфейсы и возможности. Все зависит от предпочтений производителя вашего компьютера.
UEFI стало большим обновлением для современных компьютеров, но подавляющее большинство пользователей вряд ли заметит какую-то существенную разницу. Да и многих этот вопрос не интересует вообще. Все же надо понимать, что приход UEFI вместо BIOS стал исключительно положительным эволюционным изменением в мире современных компьютеров, пусть даже все его прелести и новшества остаются спрятанными глубоко в материнской плате компьютера. Сейчас индустрия все еще находится в переходном состоянии от BIOS к UEFI, поэтому все прелести нового стандарта раскроются в ближайшем будущем. Чтобы ускорить этот процесс, Intel решила полностью отказаться от BIOS до 2020 года и это хорошо.
