Como funciona a BIOS

Introdução

Um dos usos mais comuns da memória flash é o do sistema básico de entradas/saídas do computador, conhecido como memória BIOS(Basic Input/Output System) ou simplesmenteBIOS. Em praticamente todos os computadores, a BIOS assegura que todos os outros chips, discos rígidos, portas e CPU funcionem em conjunto.

Todo computador do tipo desktop e laptop de propósito geral contém um microprocessador como unidade central de processamento. O microprocessador é um componente de hardware. Para fazer seu trabalho, o microprocessador executa um conjunto de instruções conhecido como software (veja Como funcionam os microprocessadorespara mais informações). Você provavelmente já está bem familiarizado com dois tipos de software diferentes:

• o sistema operacional - o sistema operacional fornece um conjunto de serviços para os aplicativos em execução em seu computador e também fornece a interface de usuário fundamental para seu computador. Windows e Linux são exemplos de sistemas operacionais (Veja Como funcionam os sistemas operacionais para mais informações);
• os aplicativos - aplicativos são trechos de software programados para efetuar tarefas específicas. Agora mesmo você pode estar executando, além de um aplicativo de navegação (ou browser), um aplicativo de processamento de texto, um aplicativo de e-mail e assim por diante. Você também pode comprar novos aplicativos e instalá-los em seu computador.

Acontece que a memória BIOS é o terceiro tipo de software que seu computador precisa para operar com êxito. Neste artigo, você aprenderá tudo sobre a BIOS: o que ela faz, como configurá-la e o que fazer caso sua BIOS precise de atualização.

O que faz 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 SCSI 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 portaserial 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 ouportas 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 flexível e disco rígido
• memória
• versão e data da BIOS
• monitor de vídeo

Quaisquer drivers especiais, como aqueles para adaptadores deSCSI (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.

Esta é a mensagem que você vê quando esquece um disquete no drive e reinicia seu computador

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.

Configurando a BIOS

Na lista anterior, você viu que a BIOS verifica a configuração da CMOS quanto a configurações personalizadas. Eis o que se deve fazer quando você deseja alterar essas configurações.

Para entrar na Configuração de CMOS, você deve pressionar uma determinada tecla ou combinação de teclas durante a seqüência de partida inicial. A maioria dos sistemas usa "Esc," "Del," "F1," "F2," "Ctrl-Esc" ou "Ctrl-Alt-Esc" para entrar na configuração. Há geralmente uma linha de texto na parte inferior da tela que informa "Press ____ to Enter Setup".

Assim que você entrar no Setup, verá um conjunto de telas de texto com algumas opções. Algumas delas são padronizadas, enquanto outras variam de acordo com o fabricante da BIOS.

• System Time/Date - ajusta a data e a hora do sistema.
• Boot Sequence - a ordem na qual o BIOS tentará carregar o sistema operacional.
• Plug and Play - um padrão para auto-detecção de dispositivos conectados. Deve ser ajustado para "Yes" (sim) caso seu computador e sistema operacional suportem essa opção.
• Mouse/Keyboard - "Enable Num Lock" (habilitar teclado numérico), "Enable the Keyboard" (habilitar teclado), "Auto-Detect Mouse" (auto-detectar o mouse).
• Drive Configuration - configura os discos rígidos, CD-ROM e discos flexíveis.
• Memory - direciona a BIOS para ser espelhada para um endereço específico da memória.
• Security - estabelece uma senha para acesso ao computador.
• Power Management - seleciona o uso do gerenciamento de energia, assim como estabelece o tempo de espera (standby)esuspensão (suspend).
• Exit - salva suas alterações, descarta suas alterações ou restaura os ajustes-padrão.

Configuração de CMOS

Tome muito cuidado quando fizer alterações da configuração. Ajustes incorretos podem impedir que seu computador inicialize. Quando você tiver finalizado suas alterações, deverá escolher a opção "Save Changes" e sair. Então a BIOS tentará reiniciar seu computador para que os novos ajustes tenham efeito.

A BIOS usa a tecnologia CMOS para salvar as alterações feitas nos ajustes do computador. Com essa tecnologia, uma pequena bateria de lítio ou Ni-Cad pode fornecer energia suficiente para conservar os dados durante anos. De fato, alguns dos chips mais recentes possuem uma pequena bateria de lítio com capacidade para 10 anos incluída no chip CMOS.

Atualizando sua BIOS

Às vezes, um computador precisará atualizar sua BIOS. Isso vale principalmente para máquinas mais antigas. À medida que surgem novos dispositivos e padrões, a BIOS necessita mudar para aceitar o novo hardware. Como a BIOS é armazenada em alguma forma de ROM, sua alteração é um pouco mais difícil do que a atualização da maioria dos outros tipos de software.

Para alterar a própria BIOS, você provavelmente precisará de um programa especial fornecido pelo fabricante do computador ou da BIOS. Veja as informações de revisão e data da BIOS exibidas durante o boot do sistema ou verifique com o fabricante de seu computador (ou de sua placa-mãe) para descobrir o tipo de BIOS. Então vá ao site do fabricante da BIOS para ver se há uma atualização disponível. Faça o download da atualização e do programa utilitário necessário para a sua instalação. Algumas vezes o utilitário e a atualização são combinados em um único arquivo para o download. Copie o programa junto com a atualização da BIOS em um disquete. Reinicie seu computador com o disquete inserido no drive para que o programa apague a BIOS antiga e escreva a nova. Você pode encontrar um assistente de BIOS, que poderá fazer uma verificação da sua BIOS, emBIOS Upgrades (em inglês). Sistemas mais modernos já conseguem fazer atualização da BIOS dentro do próprio sistema operacional, facilitando a vida do usuário.

Os principais fabricantes de BIOS são:

• American Megatrends Inc. (AMI) (em inglês)
• Phoenix Technologies (em inglês)
• ALi
• Winbond (em inglês)

Da mesma forma que para a configuração de CMOS, tome cuidado quando fizer a atualização da BIOS. Assegure-se de fazer a atualização para uma versão que seja compatível com o sistema de seu computador. Caso contrário, você poderá corromper a BIOS, o que significa que ela não será capaz de inicializar seu computador. Se estiver em dúvida, verifique com o fabricante de seu computador para assegurar que você precisa de uma atualização.