نظام الإدخال والإخراج الأساسي(BIOS)

البيوس هو اختصار لعبارة (basic input output system ) ومعناه " نظام الإدخال والإخراج الأساسي " وتنطق "بيوس" فما هو البيوس ؟
ما هو البيوس؟
عندما تضغط زر تشغيل الحاسب فإنك عادة ما تسمع صوت نغمة معلنة بدء تشغيل الحاسب ومن ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة وجدول مواصفات الجهاز ثم يبدأ وندوز في العمل .... فما الذي يحدث ؟
عند تشغيل الجهاز فإن الجهاز يقوم بما يسمى الـ (POST ) وهو اختصار لـ "power on self test" أي " الفحص الذاتي عند التشغيل " وهي أول شئ يفعله الحاسب، حيث يقوم الحاسب بفحص أجزاء النظام ( المعالج والذاكرة العشوائية ، بطاقة الفيديو .....إلخ) و تستطيع أن ترى مقدار الذاكرة العشوائية في الجهاز عند هذه النقطة كما تستطيع رؤية الكثير من المعلومات عن البيوس مثل رقمه وتاريخه ... إلخ .
إذا وجد النظام أية أخطاء عند هذه النقطة فإنه يتصرف حسب خطورة الخطأ ففي بعض الأخطاء فإنه يكتفي بأن ينبه لها أو يتم إيقاف الجهاز عن العمل وإظهار رسالة تحذيرية حتى يتم إصلاح المشكلة ويستطيع أيضاً إصدار بعض النغمات بترتيب معين (beep code) حتى ينبه المستخدم لموضع الخلل ، إن ترتيب النغمات يختلف باختلاف نوعية الخلل وباختلاف الشركة المصنعة للبيوس -تستطيع معرفة معلومات أكثر عن الـ beep codes في مواقع الشركة المصنعة للبيوس - ومن ثم يسلم القيادة لنظام البيوس .
فيقوم نظام البيوس بفحص جميع أجهزة الإدخال والإخراج المتوفرة لديه (الأقراص الصلبة والمرنة ، الأقراص المدمجة ، المنافذ المتوازية والمتسلسلة ، الناقل التسلسلي العام ، لوحة المفاتيح .... إلخ ) وذلك بمساعدة المعلومات المخزنة في رقاقة سيموس .
ثم بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام تشغيل ( مثل وندوز ، دوس ، يونيكس ، لينكس ...إلخ ) فيسلمه مهمة التحكم بالحاسب .
ولا تنتهي مهمة البيوس هنا بل تسند إليه مهمات الإدخال والإخراج في الحاسب طوال فترة عمله ويعمل جنباً إلى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال والإخراج وبدون البيوس لا يستطيع وندوز أن يخزن البيانات و لا أن يسترجعها ..إلخ .
إذاً البيوس هو نظام مهمته أن يستقبل الأوامر الخاصة بالإدخال والإخراج من نظام التشغيل ويقوم بتنفيذها ، في الحقيقة إن نظام البيوس هو عبارة عن برنامج ولكنه برنامج مدمج في اللوحة الأم ومخزن على رقاقة روم ( رقاقة قابلة للقراءة فقط) وهي ذاكرة لا يمكن تغيير محتوياتها وتحتفظ بمحتوياتها حتى لو تم إطفاء جهاز الحاسب ليكون نظام البيوس جاهزاً في المرة التالية عند تشغيل الجهاز . ونستطيع تلخيص مهمة البيوس فيما يلي:
القيام بعملية الفحص الأولي للجهاز POST القيام بعملية الإقلاع من الأقراص ( عملية بدء تشغيل نظام التشغيل). القيام بعمليات الإدخال والإخراج الأساسية BIOS وهي مهمته الكبرى التي سميت باسمها.
يحوي النظام أيضاً البرنامج اللازم للدخول على إعدادات البيوس ( الشاشة الزرقاء التي تظهر عند الضغط على زر del وقت الإقلاع ) يتم تصنيع رقاقات البيوس من قبل العديد من المصنعين أبرزهم شركات فونكس "phoenix" وشركة "أوورد award " و شركة "american megatrends" وإذا نظرت إلى أي لوحة أم فسوف تجد عليها رقاقة البيوس ومكتوب عليها اسم الشركة المصنعة لها.
رقاقات سيموس (*)في عالم الحاسب نعرف أنه يوجد عدد كبير من أنواع العتاد المختلفة المميزات ولكي يمكن للبيوس التعامل معها جميعاً لا بد من إعطائه بعض المعلومات عن حاسبك وهذا يعتبر - على الأقل في نظري - تخلف حيث لا يستطيع البيوس تحديد مكونات الحاسب وتحديدات الأداء الأفضل تلقائياً ، ولا بد من أن تعرفه على نوعية العتاد المتوفر في الجهاز مثل حجم القرص الصلب ونوعيات الأقراص المرنة ....إلخ يدوياً .
ولهذا يخزن البيوس هذه المعلومات على رقاقة رام خاصة تسمى رقاقة السيموس وهي اختصار لـ "Complementary Metal-Oxide Semi-Conductor" وهي عبارة عن نوع من الذاكرة العشوائية تقوم بتخزين البيانات ولكنها تفقدها إذا انقطع عنها التيار الكهربائي ، لذا تزود هذه الذاكرة ببطارية صغيرة تقوم بالحفاظ على محتويات هذه الذاكرة في أوقات إطفاء الجهاز ، وتستهلك هذه الرقاقات القليل من الطاقة بحيث أن هذه البطارية قد تعمل لعدة سنوات .
تخزن على رقاقة السيموس معلومات هامة عن الجهاز مثل حجم ونوع الأقراص المرنة والصلبة وكذلك التاريخ والوقت وكذلك بعض الخيارات الأخرى مثل : هل تريد الإقلاع من القرص المرن أم من القرص الصلب أولاً ..إلخ ويكون حجمها في حدود مئات البايتات
يمكن للمستخدم العادي أن يعدل من محتويات ذاكرة السيموس وذلك بالدخول إلى إعدادات البيوس ( غالباً بالضغط على del عند إقلاع الجهاز ) ، يمكنك عمل الكثير من الأشياء هناك ولكن كن حذراً فتغيير الإعدادات دون إلمام بوظائفها قد يعطل حاسبك عن العمل ، هذه قائمة ببعض الأشياء التي يمكن أن يعدلها برنامج إعداد البيوس:تغيير الوقت والتاريخ تعيين عدد وحجم الأقراص المرنة والصلبة نوعية بطاقة الفيديو ( VGA , ega .... إلخ ) - اجعل خيارك دائماً هو VGA إعدادات الطاقة ( خصائص توفير الطاقة )
كلمة السر ( حماية الحاسب بكلمة سر حيث لا يستطيع أحد الدخول للجهاز إلا من خلال كلمة السر) ، إذا نسيت كلمة السر فيجب عليك إطفاء الجهاز وإزالة بطارية السيموس حتى تزال جميع المعلومات من رقاقة السيموس بما فيها كلمة السر. تذكر
رقاقة البيوس : تخزن نظام البيوس حتى تسترجعه عند بداية عمل الحاسب في المرة القادمة ولا تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
رقاقة سيموس "CMOS" تقوم بتخزين المعلومات التي يحتاجها البيوس مثل حجم الأقراص الصلبة وما إلى ذلك ، وتحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها.
ما هي الأجهزة التي يتحكم بها البيوس ؟يتحكم البيوس بجميع أجهزة الحاسب بلا استثناء ، وإذا أراد أي برنامج التحكم بالعتاد فيجب عليه أن يقوم بذلك عن طريق البيوس ، ولكن ذلك ليس شرطاً فمن الممكن أن يقوم البرنامج بالتحدث مع العتاد مباشرة للحصول على بعض المميزات .
ويجب على البيوس أن يكون قادراً على التعامل مع أنواع العتاد المركب في الحاسب ، فمثلاً قد لا تستطيع بعض رقاقات البيوس القديمة أن تتعرف على الأقراص الصلبة كبيرة السعة الحديثة ، أو أن لا يدعم البيوس نوع معين من المعالجات وهكذا.
هل يمكن استبدال رقاقة البيوس ؟
نعم ، يمكنك استبدال البيوس القديم بواحد جديد ولكن ... كن حذراً ، لابد أن يكون البيوس الجديد مناسب لنوع اللوحة الأم الذي تستعمله وإلا قد لا يعمل الحاسب بعد تركيب البيوس الجديد.منذ عدة سنوات أصبحت اللوحات الأم تأتي مزودة برقاقة بيوس من النوع القابل لإعادة البرمجة وذلك ليتمكن المستخدم من تغيير برنامج البيوس من دون تغيير الرقاقات نفسها بل بواسطة برنامج خدمي صغير يمكن تحميله من الإنترنت وتسمى هذه النوعية من رقاقات البيوس "flash BIOS " .وقد سبب ذلك أن ظهر نوع من الفيروسات يقوم بتغيير نظام البيوس مستغلاً هذه الميزة وتسبب ذلك بالكثير من المشاكل على مستوى العالم حيث تعطلت الكثير من الأجهزة بعد أن عبث الفيروس بنظام البيوس وجعلها غير قادرة على الإقلاع .