Aufgaben des BIOS/UEFI

Das BIOS (Basic-Input-Output-System) bzw. der Nachfolger UEFI ist für den Bootvorgang des PCs unbedingt erforderlich und wird in einem EEPROM gespeichert. Es wird auch als Urlader (Bootstrap Loader) bezeichnet und ist im Laufe seiner Entwicklung immer umfangreicher und leistungsfähiger geworden. Die Verwendung eines EEPROMs zur Speicherung des BIOS/UEFI ermöglicht die Aktualisierung einer vorhandenen Version. Diese Aktualisierung darf allerdings nur mit der vom BIOS/UEFI-Hersteller ausdrücklich für ein Board angegebenen Version erfolgen!

Das Aktualisieren eines BIOS/UEFI wird auch als Flashen bezeichnet.

Obwohl sich die Eigenschaften und der Funktionsumfang des BIOS/UEFI bei den verschiedenen Herstellern voneinander unterscheiden, sind die grundsätzlichen Aufgabenbereiche gleich. Hierzu gehören im Einzelnen:

• Selbsttest des PCs (POST)

• Fehler- bzw. OK-Meldungen

• Prüfen der Systemkonfiguration

• BIOS: Initialisieren aller Komponenten; UEFI: Initialisieren der aktiven Komponenten (das Ignorieren deaktivierter Elemente bewirkt eine Verkürzung des Bootvorgangs)

• Suchen nach einem bootfähigen Medium

• Aktivieren der Startdateien des vorhandenen Betriebssystems

Der Selbsttest wird auch POST-Diagnose (Power On Self Test) bezeichnet. Hierbei werden zunächst sämtliche Komponenten in einen definierten Anfangszustand versetzt. Bei diesem sogenannten Reset werden u.A. in sämtliche Zellen des Arbeitsspeichers Nullen geschrieben. Anschliessend wird der Prozessor dazu veranlasst, das Vorhandensein und die Funktion seines Hauptspeichers zu überprüfen. Hierzu wird in jede Speicherzelle ein Test-Bitmuster geschrieben, anschliessend wieder ausgelesen und auf Übereinstimmung überprüft. Danach wird der Inhalt des CMOS- bzw. Flash-EEPROM-Speichers in den Arbeitsspeicher geladen und die dort abgelegten Informationen über die Systemkonfiguration überprüft. Im Anschluss daran werden auch die Funktionen der übrigen (bei UEFI: aktiven Komponenten, z.B. Controller, Tastatur, Netzwerkadapter) überprüft, indem Steuersignale an die einzelnen Baugruppen gesendet werden, die diese dann quittieren müssen. Während bei einem «Kaltstart» alle Komponenten zurückgesetzt und geprüft werden, wird bei einem «Warmstart» der Arbeitsspeicher nicht komplett neu initialisiert.

Werden Fehler festgestellt, werden diese durch Fehlercodes bzw. -meldungen angezeigt. Diese habt ihr im Kurs “Einzelplatz Computer in Betrieb nehmen” bereits kennengelernt.

Arbeitet das System fehlerfrei, werden die Hardwarekomponenten einer grundlegenden softwaremässigen Einstellung unterzogen, die das Zusammenarbeiten dieser Komponenten erst ermöglicht. Viele dieser Einstellungen lassen sich im UEFI anpassen (z.B. Takt des Prozessors).

Bootvorgang

Beim Start eines UEFI-Boards werden nur die aktiven Komponenten eingestellt. Anschliessend sucht das BIOS/UEFI in einer vorgegebenen Reihenfolge auf den gefundenen Speichermedien (z.B. Festplatte, USB- oder DVD-­Laufwerk) nach einem bootfähigen Programm. Hierzu muss eine entsprechende bootfähige Medium vorhanden sein. Auf bootfähigen Datenträgern sind in monitor einem festgelegten Bereich u. a. Informationen über die eigene Speicherstruktur angelegt, die erforderlich sind, damit das System die Startdateien des vorhandenen Betriebssystems findet und in den Arbeitsspeicher laden kann. Hierbei handelt es sich bei einem „BIOS-Start" um den MBR (Master Boot Record und bei einem „UEFI-Start" um die GPT (GUID Partition Table). Anschliessend übernimmt dieses Betriebssystem die Kontrolle über den PC und steuert alle weiteren Vorgänge.

BIOS

UEFI