بایوس لپ تاپ چیست و چه نقشی دارد؟

BIOS یا Basic Input/Output System یک برنامه نرم‌ افزاری مهم است که توسط ریزپردازنده‌ ی رایانه استفاده می‌شود تا پس از روشن شدن دستگاه، عملیات راه‌ اندازی سیستم را انجام دهد. علاوه بر این، BIOS مسئول مدیریت جریان داده‌ ها میان سیستم‌عامل (OS) و دستگاه‌ های متصل مانند هارد دیسک، کارت گرافیک، صفحه‌کلید، ماوس و چاپگر است.

در واقع، بایوس لپ تاپ به نوعی اولین مرحله برای ایجاد تعامل میان نرم‌ افزار و سخت‌ افزار کامپیوتر محسوب می‌شود و بدون آن بسیاری از دستگاه‌ ها نمی‌توانند به‌ درستی عمل کنند. ما از آکادمی محسن نصراللهی در این مقاله به بررسی کامل این سیستم میپردازیم.

همه چیز درباره تاریخچه‌ی بایوس لپ تاپ

اصطلاح BIOS نخستین بار در سال 1975 توسط گری کیلدال (Gary Kildall)، دانشمند کامپیوتر آمریکایی، مطرح شد. این مفهوم ابتدا به‌عنوان بخشی از سیستم‌ عامل CP/M معرفی گردید.

در سال 1981، شرکت IBM این فناوری را در اولین کامپیوتر شخصی خود به کار گرفت. بایوس به‌سرعت در سایر رایانه‌ های شخصی نیز محبوب شد و به بخشی حیاتی از معماری رایانه‌ های شخصی تبدیل گردید. با این حال، به دلیل محدودیت‌ های بایوس و نیاز به فناوری‌ های پیشرفته‌ تر، به تدریج فناوری جدیدتری به نام UEFI جایگزین آن شد. این فناوری امکان بوت سریع‌ تر، پشتیبانی از هارد دیسک‌ های بزرگ‌ تر و رابط کاربری گرافیکی بهتر را فراهم کرد. در سال 2017 شرکت اینتل اعلام کرد که پشتیبانی از بایوس سنتی را تا سال 2020 متوقف خواهد کرد و به‌طور کامل به UEFI روی خواهد آورد.

کاربرد های بایوس لپ تاپ

وظیفه اصلی بایوس لپ تاپ ایجاد یک واسطه میان سیستم‌ عامل و سخت‌ افزار است. به بیان ساده‌ تر، بایوس به سیستم‌ عامل کمک می‌کند تا سخت‌ افزارهای مختلف کامپیوتر را شناسایی و مدیریت کند.

به‌ طور کلی، بایوس لپ تاپ همیشه میانجی بین ریزپردازنده و جریان داده‌ ها از دستگاه‌ های ورودی و خروجی است. با این حال، در برخی موارد مانند کارت‌ های گرافیک که به سرعت بالای انتقال داده نیاز دارند، بایوس می‌تواند داده‌ ها را مستقیماً به حافظه منتقل کند تا عملکرد بهتری فراهم کند.

بایوس لپ تاپ چگونه عمل میکند؟

بایوس لپ تاپ به‌ عنوان فرم‌ ویر (Firmware) روی یک تراشه قابل پاک کردن و به عنوان برنامه‌ ریزی مجدد (EPROM) روی مادربرد قرار دارد. این برنامه به‌ صورت پیش‌ فرض توسط سازنده رایانه نصب می‌شود و برخلاف سیستم‌ عامل‌ هایی مانند ویندوز یا لینوکس که ممکن است توسط کاربر نصب شوند، همیشه در دسترس است.

هنگامی که کاربر کامپیوتر را روشن می‌کند، ریزپردازنده به‌طور خودکار کنترل را به برنامه بایوس می‌دهد. این برنامه در محل ثابتی روی تراشه EPROM ذخیره شده و نخستین گام‌ ها برای راه‌ اندازی سیستم را انجام می‌دهد.

چهار وظیفه اصلی بایوس لپ تاپ

بایوس (سیستم ورودی/خروجی پایه) چهار وظیفه اصلی دارد که در فرآیند راه‌ اندازی سیستم انجام می‌شوند. این وظایف برای مدیریت و هماهنگی بین سخت‌ افزار و سیستم‌ عامل ضروری هستند:

1. آزمایش خودکار روشن شدن (POST)

POST (Power-On Self-Test) یکی از مهم‌ترین بخش های وظایف بایوس است که قبل از بارگذاری سیستم‌ عامل اجرا می‌شود. این آزمایش شامل بررسی سلامت و عملکرد صحیح بخش‌ های مختلف سخت‌ افزار سیستم است، از جمله:

1. حافظه رم (RAM)
2. کارت گرافیک
3. پردازنده (CPU)
4. دستگاه‌های ورودی مانند کیبورد

اگر خطایی در این مرحله شناسایی شود، معمولاً از طریق بوق‌ های کدگذاری‌ شده (POST Beep Codes) یا نمایش خطا بر روی صفحه اطلاع‌ رسانی می‌شود.

2. بارگذار بوت (Bootstrap Loader)

این بخش مسئول شناسایی و پیدا کردن سیستم‌ عامل برای بارگذاری در حافظه RAM است.

1. بایوس لپ تاپ بررسی می‌کند که دستگاه‌ های بوت (Boot Devices) مانند هارد دیسک، SSD یا درایو USB در دسترس هستند یا خیر.
2. سپس فایل‌ های اولیه سیستم‌ عامل را به حافظه منتقل می‌کند تا سیستم‌ عامل بتواند کنترل سیستم را به دست گیرد.

این مرحله معمولاً زمانی مهم می‌شود که کاربران بخواهند ترتیب بوت دستگاه‌ ها را تغییر دهند، مثلاً از طریق یک USB خاص بوت شوند.

3. مدیریت نرم‌ افزارها و درایورها (Software/Drivers)

بایوس لپ تاپ نرم‌ افزارهای سطح پایین و درایورهایی را که برای ارتباط بین سیستم‌ عامل و سخت‌ افزار لازم است شناسایی و مدیریت می‌کند. این درایورها به قطعاتی مانند کارت صدا، کارت شبکه و دستگاه‌ های ذخیره‌ سازی کمک می‌کنند تا با سیستم‌ عامل تعامل داشته باشند. بدون این مرحله، سیستم‌ عامل قادر به تشخیص و استفاده از برخی سخت‌ افزارها نخواهد بود.

4. پیکربندی CMOS (CMOS Setup)

CMOS یک تراشه حافظه غیر فرار است که تنظیمات بایوس را ذخیره می‌کند.

1. از طریق تنظیمات CMOS کاربران می‌توانند تغییرات مهمی در سخت‌ افزار سیستم اعمال کنند، از جمله:
   • ترتیب بوت
   • سرعت و ولتاژ پردازنده
   • مدیریت حافظه رم
   • تنظیم رمز عبور برای بایوس
2. اطلاعات ذخیره‌شده در CMOS حتی پس از خاموش شدن سیستم نیز حفظ می‌شود و با کمک یک باتری کوچک (CMOS Battery) تغذیه می‌شود.

این چهار وظیفه اصلی بایوس لپ تاپ برای اطمینان از شناسایی، تنظیم و آماده‌ سازی سخت‌ افزار سیستم پیش از انتقال کنترل به سیستم‌ عامل طراحی شده‌اند. هر گونه اختلال در این مراحل می‌تواند منجر به مشکلاتی اعم از عدم بوت شدن سیستم، شناسایی نشدن قطعات سخت‌ افزاری یا خطاهای سیستمی شود.

دسترسی به بایوس و تغییر تنظیمات

برای دسترسی به تنظیمات بایوس، کاربران می‌توانند از ابزار Setup Utility استفاده کنند. مراحل کلی دسترسی به این ابزار به شرح زیر است:

1. رایانه را ریست یا خاموش کنید.
2. پس از روشن شدن سیستم، پیامی مشابه “ورود به تنظیمات BIOS” ظاهر می‌شود. این پیام معمولاً کلیدی مانندDel، Esc یا یکی از کلیدهای F1 تا F12 را پیشنهاد می‌دهد.
3. کلید مشخص‌ شده را سریعاً فشار دهید تا وارد محیط تنظیمات BIOS شوید.
4. در این مرحله می‌توانید تنظیمات مختلفی مانند ترتیب بوت، مدیریت حافظه و تغییر تنظیمات سخت‌ افزاری را انجام دهید.

امنیت بایوس لپ تاپ

اگرچه امنیت بایوس کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، اما نقش مهمی در امنیت سایبری دارد. حملات مخرب می‌توانند از آسیب‌پذیری‌ های بایوس برای نصب کدهای بدافزار در سیستم استفاده کنند.

به‌عنوان مثال، گروه امنیتی Cylance در سال 2017 نشان داد که چگونه نقص‌ های امنیتی در بایوس می‌توانند به هکرها اجازه دهند باج‌ افزارها را در UEFI مادربرد نصب کنند. یکی دیگر از حملات معروف به نام Plundervolt بود که با دستکاری منبع تغذیه رایانه هنگام نوشتن داده‌ ها به حافظه، باعث ایجاد خطاهای امنیتی می‌شد. اینتل برای مقابله با این تهدید، یک وصله امنیتی بایوس منتشر کرد.

سازندگان بایوس

بایوس در ابتدا توسط شرکت IBM توسعه داده شد. اما برخی شرکت‌ ها مانند Phoenix Technologies نسخه اصلی IBM را مهندسی معکوس کردند و امکان تولید کامپیوترهای سازگار با بایوس را برای سایر شرکت‌ ها فراهم کردند.

امروزه بسیاری از تولیدکنندگان مادربرد تراشه‌ های بایوس را تولید می‌کنند. برخی از این شرکت‌ ها عبارت‌ اند از:

• AMI
• Asus
• Foxconn
• HP
• Ricoh

شناخت سازنده مادربرد اهمیت دارد زیرا کاربران ممکن است نیاز به به‌روزرسانی BIOS و درایورهای چیپ‌ ست داشته باشند. این به‌روزرسانی‌ ها می‌توانند عملکرد رایانه را بهبود بخشیده یا آسیب‌پذیری‌ های امنیتی را برطرف کنند. هر سازنده روش خاصی برای به‌روزرسانی این درایورها دارد.

نتیجه‌گیری

بایوس لپ تاپ به‌ عنوان اولین مرحله برای راه‌ اندازی رایانه نقش اساسی در مدیریت ارتباطات میان سخت‌ افزار و سیستم‌ عامل ایفا می‌کند. با وجود پیشرفت فناوری و ظهور UEFI، درک عملکرد بایوس و نحوه مدیریت آن همچنان برای کاربران و متخصصان حوزه فناوری اهمیت دارد. حفظ امنیت بایوس نیز برای جلوگیری از حملات سایبری یک عملکرد ضروریست. برای دریافت اطلاعات بیشتر میتوانید با متخصصان ما در ارتباط باشید.