Веднага след като включим компютъра, той веднага започва да работи с миниатюрна операционна система, която познаваме като BIOS. Тя се занимава с тестване на устройства, памет, зареждане на операционни системи, разпределяне на хардуерни ресурси. Много от функциите в този пакет от програми (обикновено около 256-512 KB) поддържат по-стари операционни системи като MS-DOS, което им дава много опции. От дните на PC / AT-8086, BIOS се е променил много малко и по времето, когато са пуснати първите Pentium, развитието му почти е спряло. Всъщност нямаше какво да се промени в него, освен двоен BIOS, поддръжка на мрежови съоръжения и възможност за мигане. Но има много недостатъци: започване на влизане в реалния режим на процесора, 16-битово адресиране и 1 MB налична памет, невъзможността да има конзола за "ремонт". И, разбира се, вечният проблем с поддръжката на твърдия диск. Дори сега устройствата до 2,2 TB са гарантирано поддържани, не повече.
Още през 2005 г. Intel реши да промени BIOS на EFI / UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Системата EFI е по-усъвършенствана базова операционна система. На някои платформи Unix и Windows UEFI съществува от дълго време, но масовият преход все още не е осъществен, въпреки добрите намерения. И те са както следва:
- Наличието на прословутата конзола за ремонт на системни параметри и инсталиране на ОС;
- Разделът EFI дава възможност за извършване на някои действия без зареждане на операционната система (гледане на филми, стартиране на музика);
- Влезте в Интернет и следователно наличието на инсталирани мрежови драйвери, TCP / IP стек и др.);
- Наличие на графичен режим и персонализирани скриптове;
- Поддръжка за гигантски дискове;
- Съхранение на UEFI на дялове в нов формат (GPT);
- Пълна поддръжка за целия хардуер от самото начало.
UEFI може да използва машина за изпълнение с общо предназначение като JVM, за да използва независим от устройството код, което отваря огромни хоризонти за създаване на "зареждащ" софтуер.
Има и критики към тази технология. По-специално, въвеждането му може да доведе до отрязване на нови играчи от пазара на операционни системи: за това винаги има някаква технологична вратичка в кода. Като например невъзможността за зареждане на Windows 98 от съвременния BIOS. По-лошото е, че трябва да забравите за милионите MS-DOS програми и други системи, които разчитат на функциите на BIOS, за да работят. Може би те все още ще бъдат подражавани, но има съмнения в това. И сред тях със сигурност има важни програми, които няма да има кой да пренапише. Всичко това обаче са разрешими проблеми – поне поради виртуални операционни системи. Но фактът, че ще се появят нови видове вируси е сигурно и ще можем да го видим съвсем скоро.
По-новите компютри използват UEFI фърмуер вместо традиционния BIOS. И двата фърмуера са софтуер на ниско ниво, който се стартира, когато компютърът се стартира преди зареждането на операционната система, но UEFI е по-модерно решение, което поддържа по-големи твърди дискове, по-бързо време за стартиране, повече функции за сигурност и удобни графики и курсори на мишката.
Видяхме, че по-новите компютри, които се доставят с UEFI, все още се наричат "BIOS", за да не се объркват хората, свикнали с традиционния компютър. Дори ако компютърът ви използва термина „BIOS“, модерните компютри, които купувате днес, почти сигурно идват с UEFI фърмуер вместо BIOS.
Какво е BIOS?
BIOS е съкращение от Basic Input / Output System. Това е софтуер от ниско ниво, който се намира в чип на дънната платка на вашия компютър. BIOS се зарежда, когато стартирате компютъра си, той е отговорен за събуждането на компонентите на компютъра, за да се увери, че работи правилно и след това да стартира зареждащия инструмент, който зарежда Windows или каквато и да е операционна система, която сте инсталирали.
Можете да конфигурирате различни опции на екрана за настройка на BIOS. Тук ще намерите опции като хардуерна конфигурация на вашия компютър, системно време и ред на зареждане. Можете да получите достъп до този екран, като натиснете конкретен клавиш - различен на различните компютри, но често Esc, F2, F10 или Delete - докато компютърът се зарежда. Когато запазите настройка, тя се записва в паметта на самата дънна платка. Когато стартирате компютъра, BIOS конфигурира компютъра ви със запазените настройки.
BIOS преминава през POST или самотест при включване, преди да зареди операционната система. Той проверява дали вашият хардуер е конфигуриран правилно и работи правилно. Ако нещо не е наред, ще видите съобщение за грешка или ще чуете мистериозна серия от звукови кодове. Ще трябва да разберете какво означават различните последователности от звуков сигнал в ръководството на вашия компютър.
Когато компютърът се стартира, след като POST-BIOS завърши, той търси главния запис за зареждане (MBR), съхранен на устройството за зареждане, и го използва за стартиране на зареждащия инструмент.
Можете също да видите съкращението CMOS, което означава допълнителен метал-оксид-полупроводник. Това се отнася до паметта на батерията, където BIOS съхранява различни настройки на дънната платка. Това всъщност не е точно определение, тъй като този метод е заменен от флаш памет (наричана още EEPROM) в съвременните системи.
Защо BIOS е остарял
BIOS съществува от доста време и не е еволюирал много. Дори компютрите MS-DOS, пуснати през 80-те години на миналия век, имаха BIOS!
Разбира се, BIOS се развива и подобрява с течение на времето. Разработени са няколко разширения, включително ACPI, Advanced Configuration и Power Interface. Това позволява на BIOS по-лесно да конфигурира устройствата и да изпълнява разширени функции за управление на захранването, като например заспиване. Но BIOS не се е подобрил почти толкова, колкото другите компютърни технологии от дните на MS-DOS.
Традиционният BIOS все още има сериозни ограничения. Може да се стартира само от дискове с 2,1 TB или по-малко. В днешно време 3TB дискове започнаха да се разпространяват и компютър с BIOS не може да се стартира от тях. Това ограничение е свързано с начина, по който работи главният запис за стартиране на BIOS.
BIOS трябва да работи в режим на 16-битов процесор и да има само 1 MB пространство. Той има проблеми с инициализирането на няколко устройства наведнъж, което води до забавяне на процеса на зареждане при инициализиране на всички хардуерни интерфейси и устройства на съвременен компютър.
BIOS трябва да се сменя за дълго време. Intel започна работа по спецификацията на Extensible Firmware Interface (EFI) през 1998 г. Apple избра EFI, когато премина към архитектурата на Intel на своите Mac през 2006 г., но други производители на компютри не последваха примера.
През 2007 г. производителите на Intel, AMD, Microsoft и компютри се споразумяха за нова спецификация на Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Това е стандарт за цялата индустрия, управляван от общността на Unified Extended Firmware Interfaces, а не само от Intel. Поддръжката на UEFI беше въведена в Windows с Windows Vista Service Pack 1 и Windows 7. По-голямата част от компютрите, които можете да закупите днес, вече използват UEFI, а не традиционния BIOS.
Как UEFI замества и подобрява BIOS
UEFI замества традиционния BIOS на компютрите. Не може да се мигрира от BIOS към UEFI на съществуващ компютър. Трябва да закупите нов хардуер, който поддържа и включва UEFI, както правят повечето нови компютри. Повечето реализации на UEFI осигуряват емулация на BIOS, така че можете да изберете да инсталирате и стартирате по-стари операционни системи, които очакват BIOS вместо UEFI, така че да са обратно съвместими.
Този нов стандарт избягва ограниченията на BIOS. UEFI фърмуерът може да се зарежда от 2.2TB или по-големи устройства - действителното теоретично ограничение е 9.4 Zettabytes. Това е около три пъти очаквания размер от всички данни в Интернет. Това е така, защото UEFI използва схема за разделяне на GPT вместо MBR. Той също така се зарежда по по-стандартизиран начин, изпълнява EFI двоични файлове, вместо да изпълнява код от главния запис за зареждане на диска.
UEFI може да работи в 32-битов или 64-битов режим и има по-голямо адресно пространство от BIOS, което означава, че процесът на зареждане е по-бърз. Това също означава, че екраните за настройка на UEFI могат да бъдат по-плавни от екраните за настройка на BIOS, включително поддръжка на графики и курсор на мишката. Това обаче не е задължително. Много компютри все още се предлагат с настройки на интерфейса на UEFI текстов режим, които изглеждат и работят като стария екран за настройка на BIOS.
UEFI е пълен с други функции. Той поддържа Secure Boot, което означава, че операционната система може да бъде валидирана, за да се гарантира, че процесът на зареждане не е засегнат от зловреден софтуер. Той може да поддържа мрежови функции направо в самия фърмуер на UEFI, което може да помогне при отдалечена диагностика и конфигурация. В традиционния BIOS трябва да седнете пред физически компютър, за да го конфигурирате.
Това не е просто подмяна на BIOS. UEFI по същество е малка операционна система, която работи върху фърмуера на компютъра и може да направи много повече от BIOS. Може да се съхранява във флаш памет на дънната платка или да се зарежда от твърд диск или мрежов дял при стартиране.
Различните UEFI компютри ще имат различни интерфейси и функции. Всичко зависи от производителя на компютъра, но основите ще бъдат еднакви за всеки компютър.
Как да получите достъп до настройките на UEFI на съвременни компютри
Ако сте редовен потребител на компютър, преминаването към компютър с UEFI няма да бъде забележима промяна. Вашият нов компютър ще се стартира и изключи по-бързо, отколкото с BIOS, и можете да използвате устройства, които са 2,2 TB или по-големи.
Ако трябва да получите достъп до настройките на по-ниско ниво, може да има малка разлика. Може да се наложи да отворите екрана с настройки на UEFI през менюто с опции за зареждане на Windows, вместо да натискате клавиш, докато стартирате компютъра. Сега, когато компютрите се зареждат толкова бързо, производителите на компютри не искат да забавят процеса на зареждане, като чакат натискане на клавиш. Виждали сме обаче и UEFI компютри, които ви позволяват да получите достъп до BIOS по същия начин чрез натискане на клавиш по време на процеса на зареждане.
Въпреки че UEFI е голяма актуализация, тя е почти във фонов режим. Повечето потребители на компютри никога няма да забележат (или забележат), че техните нови компютри използват UEFI вместо традиционния BIOS. Но те ще работят по-добре и ще поддържат по-напреднал хардуер и функции.
Много потребители смятат, че компютърът се зарежда с помощта на операционната система, но всъщност това е само частично вярно. В този материал ще научите как компютърът всъщност се зарежда и ще се запознаете с такива важни понятия като BIOS, CMOS, UEFI и други.
Въведение
За много хора работата с компютър започва след стартиране на операционната система. И това не е изненадващо, тъй като през по-голямата част от времето съвременните компютри наистина се използват с помощта на удобна графична обвивка на Windows или всяка друга ОС. В тази приятелска за нас среда ние не само изпълняваме програми, приложения или игри, но и извършваме настройки, както и конфигурираме системни параметри за собствените си нужди.
Но въпреки цялата си многофункционалност, операционната система не може да направи всичко и в някои ключови точки е просто безсилна. По-специално, това се отнася до първоначалното зареждане на компютъра, което се случва напълно без нейно участие. Освен това стартирането на самата ОС до голяма степен зависи от успеха на тази процедура, което може да не се случи в случай на проблеми.
За някои това може да е новина, но реално Windows не носи отговорност за зареждането на компютъра „от и до“, той само го продължава на определен етап и приключва. Ключовият играч тук е напълно различен фърмуер - BIOS, чиято цел и основни функции ще говорим в тази статия.
Какво е BIOS и защо е необходим
Ключовите компоненти на всяко изчислително устройство са пакет от процесор и RAM и има основателна причина. Процесорът с право се нарича сърцето и мозъка на всеки компютър, тъй като всички основни математически операции са му поверени. В този случай всички команди и данни за изчисления процесорът може да вземе само от RAM. Там изпраща и резултатите от работата си. Процесорът не взаимодейства директно с друго хранилище на информация, например твърди дискове.
Тук се крие основният проблем. За да може процесорът да започне да изпълнява команди на операционната система, те трябва да са в RAM. Но когато компютърът е включен, RAM паметта е празна, тъй като е непостоянна и не може да съхранява информация, когато компютърът е изключен. В същото време сами по себе си, без участието на системата, компютърните устройства не могат да поставят необходимите данни в паметта. И тук сме изправени пред парадоксална ситуация. Оказва се, че за да зареди ОС в паметта, операционната система трябва вече да е в RAM.
За да разрешат тази ситуация, дори в зората на ерата на персоналните компютри, инженерите на IBM предложиха да се използва специална малка програма, наречена BIOS, понякога наричана boot loader.
Word BIOS(BYOS) е съкращение от четирите английски думи Basic Input / Output System, което в превод на руски означава: "Основна система за вход/изход". Това име е дадено на набор от микропрограми, отговорни за работата на основните функции на видео адаптери, дисплеи, дискови устройства, дискови устройства, клавиатури, мишки и други основни входно/изходни устройства.
Основните функции на BIOS са първоначално стартиране на компютъра, тестване и първоначална хардуерна конфигурация, разпределение на ресурсите между устройствата и активиране на процедурата за зареждане на операционната система.
Къде се съхранява BIOS и какво е CMOS
Като се има предвид, че BIOS е отговорен за самия начален етап на зареждане на компютър, независимо от неговата конфигурация, тази програма трябва да бъде достъпна за основни устройства веднага след натискане на бутона за захранване на компютъра. Ето защо той не се съхранява на твърдия диск, както повечето често срещани приложения, а се записва в специален чип с флаш памет, разположен на дънната платка. По този начин достъпът до BIOS и стартирането на компютъра са възможни дори ако към компютъра изобщо не е свързан носител за съхранение.
Най-ранните компютри са използвали чипове памет само за четене (ROM или ROM) за съхранение на BIOS и самият програмен код им е бил записан веднъж във фабриката. Малко по-късно те започнаха да използват микросхеми EPROM и EEROM, в които беше възможно, ако е необходимо, да се пренапише BIOS, но само с помощта на специално оборудване.
В съвременните персонални компютри BIOS се съхранява в микросхеми, създадени на базата на флаш памет, които могат да бъдат пренаписани с помощта на специални програми директно на компютъра у дома. Тази процедура обикновено се нарича мигащии е необходимо да актуализирате фърмуера до нови версии или да го смените в случай на повреда.
Много BIOS чипове не са запоени на дънната платка, както всички други компоненти, а са инсталирани в специален малък конектор, който ви позволява да го замените по всяко време. Вярно е, че тази функция е малко вероятно да ви бъде полезна, тъй като случаите, изискващи подмяна на чипа на BIOS, са много редки и практически не се срещат сред домашни потребители.
Флаш паметта за съхранение на BIOS може да бъде с различен капацитет. В старите дни този обем беше много малък и възлизаше на не повече от 512 KB. Съвременните версии на програмата станаха малко по-големи и имат обем от няколко мегабайта. Но във всеки случай, на фона на съвременните приложения и мултимедийни файлове, това е просто незначително.
В някои напреднали дънни платки производителите могат да инсталират не един, а два BIOS чипа наведнъж - основния и резервния. В този случай, ако нещо се случи с основния чип, компютърът ще се стартира от резервното копие.
В допълнение към флаш паметта, която съхранява самия BIOS, има друг тип памет на дънната платка, която е предвидена за съхраняване на конфигурационните настройки на тази програма. Той е направен с помощта на допълнителен метален оксид полупроводник или CMOS(Допълнителен полупроводник от метален окис). Именно това съкращение се нарича специализирана памет, която съдържа данните за стартиране на компютъра, използван от BIOS.
CMOS паметта се захранва от батерия, инсталирана на дънната платка. Това запазва всички настройки на BIOS, когато компютърът е изключен. В по-старите компютри функциите на CMOS паметта бяха присвоени на отделна микросхема. В съвременните компютри той е част от чипсета.
POST процедура и първоначално зареждане на компютъра
Сега нека видим как изглежда първоначалният процес на зареждане и каква роля играе BIOS в него.
След натискане на бутона за захранване на компютъра първо се стартира захранването, което започва да подава напрежение към дънната платка. Ако е нормално, тогава чипсетът дава команда за нулиране на вътрешната памет на централния процесор и стартирането му. След това процесорът започва последователно да чете и изпълнява команди, записани в системната памет, чиято роля играе BIOS чипът.
В самото начало процесорът получава команда за извършване на самотест на компютърните компоненти ( ПУБЛИКАЦИЯ- Самотест при включване). Процедурата POST включва няколко етапа, преминаването на повечето от които можете да наблюдавате на екрана на компютъра веднага след включването му. Последователността на това, което се случва преди да започнете да зареждате операционната система, е както следва:
1. Първо се идентифицират основните системни устройства.
3. Третата стъпка е настройка на набор от системна логика или, по-просто, чипсет.
4. След това следва търсене и дефиниране на видеокартата. Ако в компютъра е инсталиран външен (самостоятелен) видео адаптер, той ще има собствен BIOS, който главният системен BIOS ще търси в определен диапазон от адреси на паметта. Ако бъде намерен външен графичен адаптер, първото нещо, което ще видите на екрана, ще бъде изображение с името на видеокартата, генерирано от нейния BIOS.
5. След като намери графичния адаптер, той започва да проверява целостта на настройките на BIOS и състоянието на батерията. В този момент на екрана на монитора започват да се появяват един след друг същите мистериозни бели надписи, предизвиквайки страхопочитание сред неопитни потребители поради липса на разбиране за случващото се. Но всъщност в този момент не се случва нищо свръхестествено, както сами ще видите сега. Първият, най-горният надпис, като правило, съдържа логото на разработчиците на BIOS и информация за инсталираната му версия.
6. След това започва теста на централния процесор, след което дисплеят показва данни за инсталирания чип: името на производителя, модела и неговата тактова честота.
7. След това започва тестване на RAM паметта. Ако всичко върви добре, тогава общото инсталирано количество RAM се показва на екрана с надпис OK.
8. След като приключи проверката на основните компоненти на компютъра, той започва да търси клавиатурата и да тества други I/O портове. В някои случаи на този етап компютърът може да спре да се зарежда, ако системата не може да открие свързаната клавиатура. В този случай на екрана незабавно ще се покаже предупреждение.
9. Следващата стъпка е да идентифицирате устройствата, свързани към компютъра, включително оптични устройства, твърди дискове и флаш устройства. Показва се информация за намерените устройства. В случай, че на дънната платка са инсталирани няколко контролера от различни производители, процедурата за тяхното инициализиране може да бъде показана на различни екрани.
Екран за дефиниране на контролераСериенATA има своя собственаBIOS, с изхода на всички свързани към него устройства.
10. На последния етап ресурсите се разпределят между намерените вътрешни устройства на компютъра. При старите компютри след това на дисплея се показва обобщена таблица с цялото открито оборудване. В съвременните машини таблицата вече не се показва.
11. Накрая, ако процедурата POST е успешна, BIOS започва да търси свързаните устройства Основна област за зареждане(MBR), който съдържа информация за стартирането на операционната система и устройството за зареждане, към което искате да прехвърлите допълнително управление.
В зависимост от версията на BIOS, инсталирана на компютъра, процедурата POST може да се осъществи с леки промени от описания по-горе ред, но като цяло всички основни стъпки, които посочихме, ще се изпълняват при стартиране на всеки компютър.
Помощна програма за настройка на BIOS
BIOS е конфигурируема система и има собствена програма за настройка на някои параметри на хардуера на компютъра, т.нар Помощна програма за настройка на BIOSили Помощна програма за настройка на CMOS... Извиква се чрез натискане на специален клавиш по време на процедурата за POST самотест. При настолните компютри най-често за тази цел се използва клавишът Del, а при лаптопите F2.
Графичният интерфейс на помощната програма за хардуерна конфигурация е много строг и не се е променил много от 80-те години на миналия век. Всички настройки тук се правят само с помощта на клавиатурата - не се осигурява работа с мишката.
CMOS / BIOS Setup има много настройки, но най-търсените, от които може да се нуждае обикновен потребител, включват: настройка на системното време и дата, избор на реда на устройствата за зареждане, активиране / деактивиране на допълнително оборудване, вградено в дънната платка (звук, видео или мрежови адаптери), управление на охладителната система и наблюдение на температурата на процесора, както и промяна на честотата на системната шина (овърклок).
За различните модели дънни платки броят на конфигурируемите параметри на BIOS може да варира значително. Най-широкият набор от настройки обикновено се намират на скъпите дънни платки за настолни компютри, насочени към ентусиасти, геймъри и овърклок ентусиасти. Най-оскъдният арсенал, като правило, се намира в бюджетни табла, предназначени за инсталиране в офис компютри. Освен това по-голямата част от мобилните устройства не блестят с различни настройки на BIOS. Ще говорим по-подробно за различните настройки на BIOS и тяхното влияние върху работата на компютъра в отделна статия.
Разработване и актуализиране на BIOS
По правило почти всеки модел дънна платка има своя собствена версия на BIOS, която отчита индивидуалните му технически характеристики: вида на използвания чипсет и видовете запоено периферно оборудване.
Проектирането на BIOS може да бъде разделено на две фази. Първо се създава основна версия на фърмуера, която реализира всички функции, независимо от модела на чипсета. Днес подобни версии се разработват основно от American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, които придобиват през 1998 г. тогавашния основен играч на този пазар - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).
На втория етап производителите на дънни платки участват в разработването на BIOS. В този момент основната версия се модифицира и подобрява за всеки конкретен модел на платката, като се вземат предвид нейните характеристики. В същото време, след като дънната платка навлезе на пазара, работата по нейната версия на BIOS не спира. Разработчиците редовно пускат актуализации, които могат да коригират намерени грешки, да добавят поддръжка за нов хардуер и да разширяват функционалността на програмата. В някои случаи актуализирането на BIOS ви позволява да вдъхнете втори живот на привидно остаряла дънна платка, например чрез добавяне на поддръжка за ново поколение процесори.
Какво е UEFI BIOS
Основните принципи на системния BIOS за настолни компютри се формират през далечните 80-те години на миналия век. През последните десетилетия компютърната индустрия се развива бързо и през това време непрекъснато имаше ситуации, когато нови модели устройства се оказаха несъвместими с определени версии на BIOS. За да решат тези проблеми, разработчиците постоянно трябваше да променят кода на основната I/O система, но в крайна сметка редица софтуерни ограничения останаха непроменени от дните на първите домашни компютри. Тази ситуация доведе до факта, че BIOS в класическата си версия най-накрая престана да отговаря на изискванията на съвременния компютърен хардуер, предотвратявайки разпространението му в масовия компютърен сектор. Стана ясно, че нещо трябва да се промени.
През 2011 г., с пускането на пазара на дънни платки за процесори Intel от поколението Sandy Bridge, инсталирани в гнездото LGA1155, започна масовото въвеждане на нов софтуерен интерфейс за стартиране на компютъра – UEFI.
Всъщност първата версия на тази алтернатива на конвенционалния BIOS е разработена и успешно използвана от Intel в сървърни системи още в края на 90-те. След това новият интерфейс за стартиране на компютър се нарича EFI (Extensible Firmware Interface), но още през 2005 г. новата му спецификация се нарича UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Днес тези две съкращения се считат за синоними.
Както можете да видите, производителите на дънни платки не бързаха да преминат към новия стандарт, опитвайки се да подобрят традиционните вариации на BIOS до последно. Но очевидната изостаналост на тази система, включително нейния 16-битов интерфейс, невъзможността да се използва повече от 1 MB адресно пространство на паметта, липсата на поддръжка за устройства с обем над 2 TB и други постоянни неразрешими проблеми със съвместимостта с нови оборудването все още се превърна в сериозен аргумент за преминаване към ново софтуерно решение. ...
Какви промени донесе новият интерфейс за стартиране на Intel и как се различава от BIOS? Както в случая с BIOS, основната задача на UEFI е да открие правилно хардуера веднага след включване на компютъра и да прехвърли управлението на компютъра към операционната система. Но в същото време промените в UEFI са толкова дълбоки, че би било просто неправилно да го сравнявате с BIOS.
BIOS е практически непроменим програмен код, вграден в специална микросхема и взаимодействащ директно с компютърното оборудване, използвайки собствен софтуер. Процедурата за зареждане на компютър с помощта на BIOS е проста: веднага след включване на компютъра се проверява хардуерът и се зареждат прости универсални драйвери за основните хардуерни компоненти. След това BIOS намира буутлоудъра на операционната система и го активира. След това ОС се зарежда.
UEFI системата може да се нарече слой между хардуерните компоненти на компютъра, със собствен фърмуер, фърмуер и операционна система, което й позволява да изпълнява и функциите на BIOS. Но за разлика от BIOS, UEFI е модулен програмируем интерфейс, който включва услуги за тестване, работа и зареждане, драйвери на устройства, комуникационни протоколи, функционални разширения и собствена графична обвивка, което го прави да изглежда като много лека операционна система. В същото време потребителският интерфейс в UEFI е модерен, поддържа управление с мишката и може да бъде локализиран на няколко езика, включително руски.
Важно предимство на EFI е неговата междуплатформена и процесорна архитектура независимост. Спецификациите на тази система й позволяват да работи с почти всяка комбинация от чипове, било то x86 архитектура (Intel, AMD) или ARM. Освен това UEFI има директен достъп до всички драйвери, независими от компютърния хардуер и платформа, което прави възможно организирането, например, на достъп до Интернет или архивиране на диск, без да стартирате операционната система.
За разлика от BIOS, UEFI кодът и цялата му сервизна информация могат да се съхраняват не само в специална микросхема, но и на дялове както на вътрешни, така и на външни твърди дискове, както и на мрежови хранилища. От своя страна фактът, че данните за зареждане могат да бъдат разположени на вместени дискове, позволява модулна архитектура, която да предостави на EFI богата функционалност. Например, това могат да бъдат разширени диагностични инструменти или полезни помощни програми, които могат да се използват както на етапа на първоначално зареждане на компютъра, така и след стартиране на ОС.
Друга ключова характеристика на UEFI е възможността за работа с твърди дискове с огромни обеми, маркирани според стандарта GPT (Guid Partition Table). Последният не се поддържа от никаква модификация на BIOS, тъй като има 64-битови адреси на сектори.
Стартирането на компютър, базиран на UEFI, както при BIOS, започва с инициализиране на устройствата. Но в същото време тази процедура е много по-бърза, тъй като UEFI може да открие няколко компонента наведнъж в паралелен режим (BIOS инициализира всички устройства на свой ред). След това се зарежда самата UEFI система, под чийто контрол се извършва набор от необходими действия (зареждане на драйвери, инициализиране на устройството за зареждане, стартиране на услуги за зареждане и т.н.) и едва след това се стартира операционната система.
Може да изглежда, че подобна многоетапна процедура трябва да увеличи общото време за зареждане на компютъра, но всъщност е точно обратното. С UEFI системата се стартира много по-бързо благодарение на вградените драйвери и собствена зареждаща програма. В резултат на това, преди да стартира, ОС получава изчерпателна информация за хардуера на компютъра, което му позволява да се стартира в рамките на няколко секунди.
Въпреки цялата прогресивност на UEFI, все още има редица ограничения, които пречат на активното разработване и разпространение на този буутлоудър. Факт е, че за реализиране на всички възможности на новия интерфейс за зареждане е необходима пълната му поддръжка от операционни системи. Към днешна дата само Windows 8 позволява пълно използване на възможностите на UEFI.64-битовите версии на Windows 7, Vista и Linux с ядро 3.2 и по-нови имат ограничена поддръжка за новия интерфейс. Възможностите на UEFI също се използват в BootCamp от Apple на техните собствени Mac OS X системи.
Е, как се зарежда компютърът от UEFI, ако използва неподдържана операционна система (WindowsXP, 32-битов Windows 7) или маркиране на файлове (MBR)? За такива случаи новият интерфейс за зареждане има вградена модул за поддръжка на съвместимост(Модул за поддръжка на съвместимост), който по същество е традиционен BIOS. Ето защо можете да видите колко съвременни компютри са оборудвани с дънни платки с UEFI зареждане по традиционния начин в режим на емулация на BIOS. Най-често това се случва, защото собствениците им продължават да използват HDD дялове с традиционен MBR и не искат да преминат към GPT разделяне.
Заключение
Очевидно, за разлика от традиционния BIOS, UEFI е способен на много повече от просто процеса на зареждане. Възможността за стартиране на работещи услуги и приложения, както в началния етап на стартиране на компютъра, така и след стартиране на операционната система, отваря широк спектър от нови възможности както за разработчиците, така и за крайните потребители.
Но в същото време все още е преждевременно да се говори за пълно отхвърляне на основната I/O система в близко бъдеще. На първо място, трябва да запомните, че досега повечето компютри работят с WindowsXP и 32-битов Windows 7, които не се поддържат от UEFI. А твърдите дискове, маркирани според стандарта GPT, могат да се намерят предимно само в новите модели лаптопи, базирани на Windows 8.
Така че докато по-голямата част от потребителите, поради своите навици или по някаква друга причина, ще бъдат обвързани със стари версии на ОС и традиционни методи за разделяне на твърди дискове, BIOS ще остане основната система за стартиране на компютър.
UEFI BIOS е софтуерно решение, което предоставя алтернатива на BIOS, с която повечето компютърни потребители са свикнали от дълго време. Това не означава, че това е напълно ново развитие. Работата по създаването на интерфейс между ОС и микропрограмите, отговорни за хардуерните функции на ниско ниво, започва през втората половина на 90-те години. Този интерфейс първоначално се наричаше Intel Boot Initiative. Малко по-късно името е променено на EFI.
Първата спецификация на този интерфейс, пусната от Intel през 2000 г., го демонстрира ясни предимства пред класическия BIOS... Поради това се поддържа в повечето съвременни дънни платки. Днес ще говорим за характеристиките и предимствата на UEFI. Но за да направите това, първо трябва да разберете какво е BIOS.
Какво е BIOS?
Това е софтуерно решение, вградено в микрочип на дънната платка. Този фърмуер осигурява обмен на данни между компонентните части на компютъра и операционната система. Тоест, благодарение на BIOS, Windows има възможност да работи с RAM, дънна платка, процесор, видеокарта и други компоненти.
BIOS се инициализира много по-рано от стартиране на Windows... На фърмуера е поверена задачата да провери всички компютърни системи, които изброихме по-горе. Освен това BIOS им задава желаните работни параметри.
В случай, че дефектен компютърен компонент бъде открит по време на POST процедурата, BIOS ще предаде през малкия високоговорител кодова последователност от звукови сигнали, чрез които потребителят може да определи коя част е дефектна.
Защо разработчиците на софтуер и хардуер решиха да изоставят BIOS в полза на UEFI?
Том има няколко причини:
Поради тези причини водещите марки осигуряват поддръжка на UEFI в съвременните дънни платки.
Основни предимства на UEFI
UEFI, за разлика от BIOS, не е фърмуер, но миниатюрна операционна система, но в същото време тя взе много от предшественика си. Задачите на UEFI са абсолютно същите като тези на BIOS - връзката между софтуера и компютърния хардуер. Новият интерфейс проверява хардуера по същия начин, преди да стартира Windows bootloader.
Към основните предимства на UEFмога да бъда приписан:
Новият интерфейс поддържа управление с мишката.
Той е интуитивен и поддържа много езици. Настройването му не създава проблеми.
- UEFI, за разлика от BIOS, работи чудесно с твърди дискове, които имат GPT.
- BIOS UEFI предоставя възможност за работа с твърди дискове по-големи от 2 TB.
- Твърдите дискове с GUID таблица работят с новата LBA адресация.
- Windows се стартира в UEFI много по-бързо.
- UEFI има свой собствен буутлоудър, който ви позволява да използвате няколко операционни системи на един компютър наведнъж, без да използвате специални зареждащи устройства.
- UEFI BIOS е много лесен и безопасен за актуализиране.
Що се отнася до „Secure Boot“, тази процедура все още се счита за съмнително предимство. Както бе споменато по-горе, ако не го деактивирате, тогава инсталирането на всякакви операционни системи, различни от Windows 8 и 10, ще бъде невъзможно.
Смята се, че Microsoft активно популяризира процедурата "Secure Boot". за да се бори с конкуренти, в края на краищата, не само стари операционни системи Windows, но и операционни системи на трети страни не могат да бъдат инсталирани на нови компютри. Някой ще каже, че за решаване на проблема е достатъчно да деактивирате тази процедура, но тогава потребителят ще бъде лишен от всички предимства на работата с твърди дискове, които имат GUID.
Microsoft отговаря на всички обвинения по един и същи начин - протоколът е създаден за безопасността на потребителите. И няма какво да се противопоставя на тези думи, защото „Secure Boot“ наистина осигурява високо ниво на защита.
Днес потребителят може да срещне с различни версии на UEFI... Факт е, че интерфейсът е разработен от производителите на персонални компютри. Следователно UEFI се различава от различните марки по външен вид и функционалност. Например, по време на стартиране на компютъра, потребителят може да не види менюто за достъп до настройките на интерфейса. По правило потребителят може по-късно да получи достъп до тях директно от операционната система Windows. В този случай потребителят може да коригира ситуацията, като избере режима "Специални опции за зареждане" в раздела "Параметри". След рестартиране, при стартиране, ще се появи меню с наличните режими на зареждане.
Алтернативна опция за достъп до настройките на UEFI е да натиснете клавиша ESC на клавиатурата, когато стартирате компютъра.
UEFI може да работи в два режима:
- Нормално. Осигурява пълен достъп до опциите на интерфейса.
- Наследство. Не се препоръчва да задавате този режим на съвместимост с BIOS, ако капацитетът на твърдия диск надвишава 2 TB. Операционната система може да спре зареждането. Освен това, ако системата има диск с капацитет над 2 TB, тогава UEFI автоматично активира нормален режим със своето „Secure Boot“. Ако в същото време на диска имаше версия на Windows, различна от 8 и 10, тогава тя няма да стартира.
Съществува трети режим на работа на UEFI- хибриден, но досега е реализиран на малък брой компютърни модели.
Друга важна характеристика на UEFI е, че не разпознава файловата система NTFS. Тоест не можете да инсталирате ОС от флаш устройства, форматирани в NTFS. Някои компютърни експерти смятат, че това е недостатък на новия интерфейс.
Какво трябва да направите, за да инсталирате Windows UEFI?
Инсталирането на Windows чрез UEFI е малко по-трудно от инсталирането на Windows чрез BIOS. Първо, потребителят трябва да създаде стартиращ USB флаш.
Ако потребителят възнамерява да инсталира Windows 10, тогава, за да създадете и конфигурирате флаш устройство, можете да използвате официална помощна програмаот Microsoft Media Creation Tool. Използването му е много лесно: трябва да поставите USB флаш устройство в конектора на компютъра и да стартирате помощна програма, която ще открие всички сменяеми носители в системата и ще ви предложи да изберете необходимата опция. Освен това потребителят ще трябва да извърши примитивна настройка: да изберете битността на операционната система и езика.
Зареждащо USB флаш устройство може да бъде направено и с помощта на помощни програми на трети страни. Това не е много по-трудно.
Следващата стъпка е да конфигурирате UEFI BIOS за инсталиране. За достъп до настройките на интерфейса натиснете F 2 или Delete при стартиране на компютъра. След стартиране на менюто изберете подраздел "Разширени". В раздела "зареждане" изберете режима на USB поддръжка с пълна инициализация. В раздела „Secure Boot“ не забравяйте да изберете „Windows UEFI mode“. В края на конфигурацията трябва да зададете приоритет за използване на устройства за зареждане. От наличния списък трябва да изберете USB флаш устройството с дистрибуцията на ОС.
След това можете да инсталирате Windows.
Ако по време на инсталирането на Windows 8 или 10 се появи съобщение за неправилна настройка за сигурно зареждане, тогава най-вероятно потребителят е забравил да активира процедурата „Secure Boot“ в UEFI BIOS. За да коригирате грешката, просто активирайте защитен режим на зареждане.
Как да инсталирам Windows 7 чрез UEFI BIOS?
При инсталиране на Windows 7 чрез UEFI BIOSпотребителят може да се сблъска с 2 проблема:
След като предварително конфигурирате UEFI, за да активирате и деактивирате необходимите функции, можете да започнете да инсталирате операционната система от USB флаш устройство, CD или DVD.
Масовият преход към UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) вече започна. Microsoft изисква този интерфейс да се използва на всички компютри, които ще се доставят с Windows 8. По-конкретно, говорим за UEFI със Secure Boot. В същото време само "осмицата" може да работи без проблеми на такива компютри: нито Windows XP, нито "седем" могат да бъдат инсталирани на UEFI машина без допълнителни манипулации. Няма да можете да стартирате и от Linux Live или Windows флаш устройство. Какво точно може да се случи, ако се опитате да стартирате от инсталационната флашка на лаптоп Sony VAIO е показано на снимката по-горе. И проблемите с UEFI не свършват дотук. Всеки производител на хардуерни компоненти конфигурира UEFI по своя преценка, като по този начин създава ненужни затруднения за потребителя. Лаптопът IdeaPad на Lenovo изобщо не можеше да разпознае същото флаш устройство като стартиращ носител. В същото време Lenovo няма какво да обвинява: факт е, че стартиращото флаш устройство е форматирано във файловата система NTFS, а UEFI не поддържа зареждане от такъв носител. Ако свържете същото устройство към вашия HP EliteBook, той ще се стартира без проблем и ще ви позволи да инсталирате Windows. Проблемът е, че всички данни на устройството EliteBook биха били изтрити след инсталацията.
Всеки се конфигурира по различен начин
Объркан ли си? Нищо чудно: UEFI с функцията Secure Boot задава нови правила за инсталиране и зареждане на операционни системи, а производителите на хардуер тълкуват тези правила по свой собствен начин, което създава допълнителни затруднения за потребителя. Ето защо, в рамките на тази статия, ние си поставихме за цел да премахнем объркването около UEFI. Използвайки лаптопи от големи производители като пример, ще ви кажем как работи UEFI, каква роля е назначена на функцията Secure Boot, как да заобиколите „подводните камъни“, зададени от новия интерфейс, и какво е необходимо, за да използвате стартираща флаш кара без страх от разрушителни последици.
Как работи UEFI
UEFI се зарежда стриктно според установените правила. Ако операционната система не поддържа UEFI, режимът на емулация на BIOS се активира. Процесът на стартиране на компютър, базиран на BIOS, е доста прост: натискането на бутона за захранване стартира BIOS, който проверява състоянието на хардуера и зарежда фърмуера - прости драйвери за отделни хардуерни компоненти. След това BIOS търси буутлоудъра на ОС и го активира. Това от своя страна зарежда операционната система или показва списък с наличните операционни системи.
Компютрите, базирани на UEFI, се зареждат по същия начин само докато не потърсят опции за зареждане. След това всичко се случва по различен начин. UEFI има свой собствен буутлоудър на ОС с интегрирани мениджъри за стартиране за инсталирани системи. За него се създава малък дял (100-250 MB) на диска, форматиран във файловата система FAT32, който се нарича разширяем системен дял на фърмуера (Extensible Firmware Interface System Partition, ESP). Той съдържа драйвери за хардуерни компоненти, които могат да бъдат достъпни от работеща операционна система. Общото правило е, че с изключение на DVD дисковете, UEFI може да стартира само от носител, форматиран с файловата система FAT32.
UEFI е сложен механизъм
ESP има своите предимства: благодарение на UEFI драйверите и операционната система за зареждане, Windows стартира по-бързо и по-адекватно реагира на критични грешки в драйверите. Но UEFI интерфейсът също налага ограничения: той ви позволява да инсталирате ОС само на твърди дискове, които са разделени на дялове според стандарта GPT. Последният не се поддържа от никоя версия на BIOS, тъй като за разлика от традиционната схема за разделяне (MBR) използва 64-битови адреси на сектори. В допълнение към Windows 8, само 64-битови версии на Windows Vista и 7, както и Linux с ядро 3.2 и по-нова, поддържат UEFI. Освен това, за компютри, сертифицирани за работа с G8, Microsoft предписва използването на опцията Secure Boot. В този режим UEFI изпълнява само проверени зареждачи на ОС, които съдържат драйвери, цифрово подписани от Microsoft.
Заедно с Windows 8, само буутлоудърът Shim (Linux) има драйвери с подписите, необходими за Secure Boot. Те липсват в други операционни системи. Следователно, ако искате да инсталирате Windows 7 или Vista на такъв компютър в допълнение към G8, трябва да отворите менюто UEFI и да деактивирате Secure Boot. Ако изберете несъвместима с UEFI ОС като втора ОС, ще трябва да използвате модула за поддръжка на съвместимост (CSM), който можете да активирате в UEFI. За съжаление, производителите използват различни версии на UEFI и понякога е трудно да разберете как да деактивирате Secure Boot и да преминете към режим на емулация на BIOS. Ще разгледаме тези въпроси допълнително.
Процес на зареждане на UEFI PC
В зависимост от конфигурацията, UEFI или зарежда компютъра самостоятелно, или влиза в стандартния режим на емулация на BIOS. Едва след това стартира мениджърът за зареждане на Windows.
Инсталиране на Windows на компютър с UEFI и Secure Boot
На компютри с Windows 8 с UEFI Secure Boot други версии на ОС могат да бъдат инсталирани само при определени условия. Потребителят трябва предварително да избере правилния режим на зареждане и съответно да подготви инсталационната флаш памет.
Активиране на режима на емулация на BIOS
Пълно объркване: начинът за влизане в режим на емулация на BIOS зависи от версията на UEFI. На Sony VAIO (1) трябва да активирате опцията "Legasy", на ASUS Zenbook (2) - "Launch CSM".
Настройка на UEFI
Всеки производител използва своя собствена версия на UEFI в лаптопи и ултрабуци. Той обаче не осигурява достъп до всички необходими функции. Често при стартиране на компютър или лаптоп името на бутона не се показва на дисплея, с което можете да извикате менюто за настройки на UEFI. Предлагаме да продължите по следния начин: в интерфейса на Metro отидете на Опции | Промяна на настройките на компютъра "в страничната лента и активиране на елемента" Общи | Специални опции за изтегляне”. След рестартиране ще се появи мениджърът за зареждане на ОС, който ще ви позволи да отворите менюто UEFI. Изключението е UEFI на HP, който няма тази опция. Тук ще помогне следното: докато зареждате, задръжте натиснат клавиша "Esc". Във всеки случай първо трябва да попитате кой бутон ви позволява да влезете в менюто UEFI. Ако промените режима на зареждане на CSM или Legasy BIOS, за да стартирате от аварийно флаш устройство, трябва да превключите от CSM към UEFI отново след операцията за възстановяване, в противен случай Windows 8 няма да стартира. Но тук има изключения: Aptio Setup Utility на компютрите ASUS активира UEFI автоматично, ако няма съвместим с BIOS носител за стартиране, така че просто трябва да изключите USB флаш устройството.
Деактивирането на Secure Boot е необходимо, ако в допълнение към G8 искате да инсталирате 64-битова версия на Windows Vista или 7. Понякога се поддържа така нареченият хибриден режим, както при устройствата на HP, при който UEFI може да се стартира от всички зареждащ носител и, ако е необходимо, превключете в режим на BIOS. В широко разпространената версия на UEFI InsydeH2O това зависи от това дали производителят на лаптопа е предоставил опцията за деактивиране на Secure Boot или не. Тази функция не е налична в Acer Aspire S7 и трябва да се превключи от UEFI към BIOS режим и обратно, за да я деактивирате.
Трудности с възстановяването
С появата на UEFI производителите промениха начина, по който се справят с възстановяването на ОС. Клавишната комбинация Alt + F10, която преди беше използвана, например, в моделите на Acer, вече не работи или е присвоена на други функции. А бутонът "F9" на новия Zenbook зарежда не ASUS Preload Wizard, а програмата за възстановяване на Windows 8 с разширено меню за стартиране.
Режимът за възстановяване на VAIO Care в преносими компютри Sony може да бъде достъпен от подобно меню, като изберете Контролен панел | Отстраняване на неизправности | Възстановяване". Но ако стартирате диспечера за зареждане на ОС и изберете „Диагностика | Restore "или" Restore to its original state ", устройството ще ви помоли да поставите оригиналния Windows 8 диск, който не е включен в пакета. При моделите на Acer архивирането се извършва с помощта на предварително инсталираната програма на Windows, а възстановяването от архива се извършва от външно USB устройство. Въпреки това, първо трябва да отидете в менюто UEFI и да посочите такъв диск като стартиращ.
Отидете в менюто UEFI от Windows
Ако Windows 8 Разширено стартиране е активирано, можете да получите достъп до менюто Настройки на фърмуера на UEFI, като изберете Диагностика (1) и Разширени опции (2).
Полезни UEFI функции
Всеки производител на лаптопи използва различна версия на UEFI интерфейса и го внедрява в системата в съответствие със своите идеи. Можете да разберете къде са основните функции на UEFI в таблицата по модел.
Решение на проблема: деактивиране на Secure Boot
В някои случаи Secure Boot не може да бъде деактивиран директно. В Acer Aspire S7, например, тази функция не е налична. Но ако превключите към „Legasy BIOS“ (1) и обратно (2), Secure Boot ще бъде деактивирано.
Всичко е възможно в хибриден режим
Версията на UEFI на HP има поддръжка за хибриден режим, който в зависимост от стартиращия носител стартира един от двата режима - UEFI или CSM. В този случай функцията Secure Boot се деактивира автоматично.
Стартиране от флаш устройство
По-старите флаш носители за аварийно стартиране и възстановяване работят само в режим на BIOS. Ще ги направим съвместими с UEFI.
Напоследък USB флашовете се използват все по-често като стартиращ носител за възстановяване или инсталиране на Windows. Това се дължи на факта, че оптичните устройства рядко се инсталират в съвременните лаптопи. Ако сте проучили настройките на UEFI на вашия компютър, препоръчително е да надстроите и вашите флаш устройства. С появата на UEFI всички налични стартиращи флаш устройства вече не могат да се използват по обичайния начин. Например, ако сте създали стартиращо USB устройство в UNetbootin, ще трябва да стартирате компютъра си в режим CSM. Същото важи и за всички стари флаш устройства, тъй като разработчиците на Linux Live дистрибуции (например GParted) само в най-новите, най-новите версии на своите приложения започнаха да добавят буутлоудър с поддръжка на UEFI и функцията Secure Boot.
Най-простият метод е да деактивирате Secure Boot в UEFI, след това да създадете UEFI-съвместимо флаш устройство с помощта на безплатната програма Rufus и след това да копирате най-новата версия на GParted в него.
Програмата на Microsoft е остаряла
Малко по-различни правила важат за стартиращия USB носител на Windows. За съвместимост с UEFI те трябва да бъдат форматирани с файловата система FAT32. Много потребители, дори и за Windows 8, създават стартиращи устройства на флаш устройства, форматирани с помощта на програма от Microsoft, която е част от "седемте". По подразбиране обаче това приложение форматира устройството във файловата система NTFS, в резултат на което съществуващата система на носителя не може впоследствие да бъде инсталирана на компютър с UEFI. За да избегнете чакането за пускане на актуализирана програма от Microsoft, можете ръчно да създадете стартиращ носител. За да направите това, първо форматирайте USB паметта с помощта на безплатна помощна програма. След това отворете ISO изображението в Windows 8 и копирайте съдържащите се в него файлове на носителя.
Но за да може UEFI-съвместимо флаш устройство с 64-битов Windows 7 да се стартира без проблеми, ще трябва да копирате UEFI bootloader в желаната директория на флаш устройството. За да направите това, като използвате безплатния 7-Zip архиватор, намерете архивния файл Install.wim в ISO изображението, което съдържа инсталационните файлове на Windows 7 в папката Sources и го отворете. След това копирайте файла bootmgfw.efi от директорията 1 \ Windows \ Boot \ EFI. След това го запишете на флаш устройство в директорията efi \ boot и го преименувайте на bootx64.efi. След това ще бъде възможно да работите с USB устройството в режим UEFI и ще можете да инсталирате Windows 7 от него без проблеми.
Създаване на стартиращи USB памети, базирани на системи на живо
За съвместимост с UEFI флаш устройствата трябва да бъдат форматирани във FAT32. Например UNetbootin (1) създава носители за стартиране на базата на Linux Live дистрибуции, като ги форматира във FAT. Помощната програма Rufus (2) обаче предлага по-правилна опция.
UEFI PC Recovery Flash Drive
Флаш устройствата, базирани на нови системи на живо, като GParted, имат достъп до UEFI компютри без никакви проблеми, тъй като техните вградени инструменти - като GPart (1) и TestDisk (2) - могат да работят с GPT дялове.
Форматиране на стартиращо USB флаш устройство с Windows
Windows 7 64-битов може да се инсталира и на UEFI компютри. Ако искате да извършите тази операция от USB устройство, трябва да го форматирате с помощта на програмата DiskPart на Windows във файловата система FAT32 и да го направите за стартиращо.
Премахване на UEFI Boot Loader
UEFI-съвместимо флаш устройство, работещо с Windows 7, допълнително се нуждае от UEFI boot loader - bootmgfw.efi. Той трябва да бъде копиран ръчно от архива install.wim на USB флаш устройство с помощта на програмата 7-Zip или друг архиватор.
Източник
