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BIOS: hardware e software

É difícil para quem está começando em manutenção, entender as diferenças entre hardware e software, no sistema geral de um PC. Isto porque ambos estão entrelaçados do desenvolvimento do sistema, construção e operação.

Entender essas diferenças é essencial para compreender o papel da BIOS no sistema como um todo, e mais ainda para saber usar adequadamente a Pc Analyzer como ferramenta auxiliar no processo de manutenção de micros e notebooks.

BIOS é o acrônimo que significa Basic Input/Output System (sistema básico de entrada e saída), e é um programa de baixo nível, que controla o sistema de hardware e age como interface entre o sistema operacional e todo o hardware do computador. Muitas pessoas confundem BIOS com drivers de dispositivos, ou simplesmente drivers.
Até é, porém, a BIOS significando todos os drivers, e essencialmente a conexão entre hardware e software em um sistema de computação.

Quando o computador do tipo PC foi lançado, o software da BIOS continha todos os drivers para todo o sistema gravado em um chip não-volátil (ou seja, que quando você desliga a alimentação, energia, não perde os dados), chamado ROM (read only memory). Os drivers eram pré-carregados na memória durante o boot, e ficavam acessíveis ao PC a qualquer momento que o micro fosse ligado.

Este chip ROM também continha o POST (power on self test) e um programa de carga. Este programa de carga foi projetado para iniciar a carga de um sistema operacional através da verificação e carga do setor de boot de um disquete, e, se não houvesse um presente, do disco rígido. Depois que o S.O. era carregado, podia chamar, através de rotinas de programação de baixo nível, os drivers para interagir com o hardware do sistema.

ROM Hardware

ROM (read only memory) é um tipo de memória que pode permanentemente, ou semi-permanentemente reter dados. É chamado de read-only (apenas leitura), porque é complexo o procedimento para gravar dados neste chip.

É chamado de não volátil, porque mantém os dados gravados, mesmo quando o computador é desligado. Por este motivo, é o circuito integrado, ou chip, adequado para conter as instruções de inicialização do computador, ou seja, o software que inicializa todo o sistema, que nada mais é que o BIOS.

Portanto, concluímos que BIOS é o programa que inicializa o computador, as instruções iniciais de inicialização de todo o hardware do computador, e ROM (ou EPROM, FlashEPROM, EEPROM, que são as variações atuais da ROM que contém o BIOS) é o hardware, a parte física, o circuito integrado, chip, que contém este programa.

Tipos de chip ROM

Há quatro tipos principais de chips ROM que vêm sendo usados em micros do tipo PC:

- ROM: read only memory (memória somente de leitura)

- PROM: Programmable ROM (ROM programável)

- EPROM: erasable PROM (PROM apagável)

- EEPROM: Electrically erasable PROM ou flash ROM (PROM apagável eletricamente)

Veja na tabela abaixo, as informações que identificam os principais modelos de EEPROM usadas em computadores PC:

ROM Chip Part Numbers

ROM Type

Part Number

ROM

Não é mais usada

PROM

27xxxx

EPROM[*]

27xxxx

EEPROM/Flash

28xxxx or 29xxxx

xxxx = indicam normalmente a capacidade in K-bits ou M-bits


Motherboard BIOS

Todas as placas-mãe possuem um chip especial, que contém um programa chamado de ROM BIOS. Este chip contém programas de inicialização e drivers usados para fazer o sistema rodar e agem como uma interface do hardware no sistema. Quando o computador é ligado, o POST existente na BIOS executa testes nos componentes do sistema. Adicionalmente, é possível rodar um programa de configuração para guardar os dados de configuração do sistema na memória CMOS (complementary metal-oxide semi-conductor), que é alimentada por uma bateria existente na placa mãe (3.6V).

Esta memória RAM CMOS é também chamada de NVRAM (non-volatile RAM; RAM não volátil, porque após desligar o micro, ela não perde os dados, pois a bateria da placa mãe, mantém a alimentação do chip).

A BIOS é uma coletânea de programas embutidos em um ou mais chips, dependendo do projeto do computador.
Esta coletânea de programas são as primeiras atividades carregadas no sistema, quando o computador é ligado, até mesmo antes do sistema operacional (veja “inicialização do micro”). Colocando de maneira simples, a BIOS na maioria dos PC´s tem quatro funções principais:

- POST: Quando a IBM começou a entregar o PC original em 1981, este incluía recursos de segurança que jamais haviam sido encontrados em um computador pessoal. Estes recursos eram o POST (power on self test) e a memória verificada por paridade. Embora atualmente teste de paridade de memória ou até mesmo o ECC (error correcting code – código de correção de erros) não sejam mais usados na maioria dos chipsets atuais, cada micro PC ainda executa o POST quando é ligado.

POST é uma série de programas de rotinas gravados na ROM-BIOS (ROM, para lembrar a parte de hardware deste sistema, e BIOS, para lembrar que é a parte de software deste sistema de inicialização) que executa testes em todo o sistema de hardware principal durante a inicialização do micro.

- SETUP: A configuração do sistema que é feita pelo programa de SETUP é normalmente, um programa baseado em menus de configuração de diversos itens do sistema de hardware, e é ativado através de uma tecla (F1, F10, ou outra, dependendo do fabricante do micro), durante o POST.
O SETUP habilita a configuração da placa-mãe e dos chipsets, em dados como: data, hora, senha, drives, preferência de dispositivo de boot, seqüência de boot, gerenciamento de energia, e outros.

- BOOTSTRAP LOADER: É a rotina que lê o primeiro setor físico de vários dispositivos de disco (HD´s, CD´s, DVD´s, disquete, etc...) em busca de um MBR (master boot record – informação mestre de boot).
Sendo encontrado, este é testado por validação, e o código é executado, inicializando o sistema operacional.


- BIOS: Refere-se a uma coletânea de drivers usados para agir como interface entre o sistema operacional e o hardware quando o sistema é inicializado e começa a rodar.
Detalhe: quando o Windows está rodando em modo de segurança, ou quando está sendo executado o DOS mode, quase que somente os drivers de dispositivos da BIOS é que estão carregados, pois nada é carregado de nenhum disco rígido, ou CD, ou DVD.



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