Como funciona a BIOS?

O software da BIOS tem diversos papéis diferentes, mas o mais importante é o carregamento do sistema operacional. Quando você liga seu computador e o microprocessador tenta executar sua primeira instrução, ele tem que obter essa instrução de algum lugar. Ele não pode obtê-la do sistema operacional porque esse sistema se localiza no disco rígido e o microprocessador não pode se comunicar com ele sem algumas instruções que digam como fazê-lo. A BIOS fornece essas instruções. Algumas das outras tarefas comuns que a BIOS executa incluem:

• um auto-teste durante a energização (POST - Power On-Self Test) para todos os diferentes componentes de hardware no sistema, para assegurar que tudo esteja funcionando corretamente;

• ativação de outros chips da BIOS em diferentes cartões instalados no computador. Por exemplo, placas SCIS e de vídeo freqüentemente possuem seus próprios chips de BIOS;

• fornecimento de um conjunto de rotinas de baixo nível que o sistema operacional usa para interfacear de diferentes dispositivos de hardware. São essas rotinas que dão à BIOS o seu nome. Elas administram coisas como o teclado, o monitor de vídeo, a porta serial e as portas paralelas, especialmente quando o computador está sendo inicializado;

• gerenciamento de diversos parâmetros para os discos rígidos, relógio, etc.

A BIOS é um software especial que faz a interface dos principais componentes de hardware de seu computador com o sistema operacional. Ela geralmente é armazenada em um chip de memória flash na placa-mãe, mas algumas vezes o chip é de um outro tipo de ROM.

A BIOS usa memória flash, um tipo de ROM

Quando você liga seu computador, a BIOS faz diversas coisas. Esta é a seqüência normal:

1. verifica a configuração (setup) da CMOS para os ajustes personalizados
2. carrega os manipuladores de interrupção e acionadores (drivers) de dispositivos
3. inicializa registradores e gerenciamento de energia
4. efetua o autoteste durante a energização (POST)
5. exibe as configurações do sistema
6. determina quais dispositivos são inicializáveis
7. começa a seqüência de inicialização (conhecida como bootstrap ou, de forma mais reduzida, como boot

A primeira coisa que a BIOS faz é verificar a informação armazenada em uma minúscula quantidade de RAM (64 bytes) localizada em um chip fabricado com a tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondutor). A Configuração da CMOS fornece informações detalhadas particulares para seu sistema e pode ser alterada de acordo as mudanças do sistema. A BIOS usa essas informações para modificar ou complementar sua programação padrão conforme necessário. Vamos falar mais sobre essas configurações daqui a pouco. Manipuladores de interrupção são pequenos trechos de software que atuam como tradutores entre os componentes do hardware e o sistema operacional. Por exemplo, quando você pressiona uma tecla, o evento associado ao sinal é enviado para o manipulador de interrupção do teclado, que informa à CPU do que se trata e o envia esse evento para o sistema operacional. Os drivers de dispositivos são outros trechos de software que identificam os componentes básicos do hardware como teclado, mouse, disco rígido e disco flexível. Como a BIOS está constantemente interceptando sinais de e para o hardware, ela geralmente é copiada (espelhada) na RAM para ser executada mais rapidamente.

Inicializando o computador

Sempre que você liga seu computador, a primeira coisa que vê é o software da BIOS fazendo seu trabalho. Em muitas máquinas, a BIOS exibe um texto que descreve coisas como a quantidade de memória instalada em seu computador, o tipo de disco rígido e assim por diante. Acontece que durante a seqüência de inicialização (boot), a BIOS faz uma grande quantidade de trabalho para deixar seu computador pronto para funcionar. Esta seção descreve rapidamente algumas dessas atividades para um PC típico.

Depois de verificar a configuração de CMOS e carregar os manipuladores de interrupção, a BIOS determina se a placa de vídeo está operacional. A maioria das placas de vídeo possui sua própria BIOS em miniatura que inicializa a memória e o processador gráfico de sua placa. Caso não o façam, geralmente há informações do driver de vídeo em outra ROM na placa-mãe, que a BIOS pode carregar.

Em seguida, a BIOS verifica se se trata de uma inicialização a frio (cold boot) ou de uma reinicialização (reboot). Ela faz isso verificando o valor no endereço de memória 0000:0472. Um valor 1234h indica uma reinicialização e a BIOS salta o restante do POST. Caso contrário, é considerada uma inicialização a frio.

Se for uma inicialização a frio, a BIOS verifica a RAM fazendo um teste de escrita/leitura de cada endereço da memória. Ele verifica as portas PS/2 ou portas USB em busca de um teclado e um mouse. Ela procura por um barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) e, caso encontre algum, verifica todos os cartões PCI. Se a BIOS encontrar algum erro durante o POST, ela notificará o usuário por meio de uma série de bips ou uma mensagem de texto exibida na tela. Um erro nesse ponto quase sempre representa um problema de hardware.

A BIOS então exibe alguns detalhes sobre seu sistema. Isso inclui tipicamente informações a respeito do (a):

• processador
  

• unidades (drivers) de disco flexivel e disco rígido.
• memória
  
• versão e data da BIOS
• monitor de vídeo

Quaisquer drivers especiais, como aqueles para adaptadores de SCSI (Small Computer System Interface) são carregados a partir do adaptador e a BIOS exibe essa informação. A BIOS então considera a seqüência de dispositivos de armazenamento identificada como dispositivos de inicialização na configuração de CMOS. "Boot" é outro nome para a inicialização, e é uma forma reduzida de "bootstrap", alça para ajudar a calçar uma bota. A relação se origina em um antigo ditado, "Lift yourself up by your bootstraps", algo que pode ser traduzido como "Levante-se por conta própria ". O boot se refere ao processo de carregamento do sistema operacional. O BIOS tentará iniciar a seqüência de boot a partir do primeiro dispositivo. Se a BIOS não encontrar um dispositivo, tentará o próximo dispositivo na lista. Caso ela não encontre os arquivos apropriados no dispositivo, o processo de partida será interrompido. Se algum dia você esqueceu um disquete no drive quando reiniciou seu computador, provavelmente já viu essa mensagem.

A BIOS tentou inicializar o computador a partir do disquete esquecido no drive. Como ela não encontrou os arquivos de sistema corretos, não pôde continuar. É claro, isso é fácil de resolver. Simplesmente retire o disquete e pressione uma tecla para continuar.