BIOS，幾乎和PC有著同樣的壽命，當年康柏第一臺“克隆”PC誕生的時候，它為了簡化啟動的設置，引入了固化程序的概念，在啟動時負責將PC初始化，然后再將控制權交給磁盤上的操作系統(tǒng)。而今天，“康柏”這個品牌已經消失，而BIOS卻作為無心插柳柳成蔭之作，延續(xù)至今。BIOS伴隨了我們十幾年，在這么長的日子里，硬件升了一代又一代，電腦換了一臺又一臺，唯一不變的，就是BIOS。BIOS默默伴隨著我們這幫從剛學會打ABCD的毛頭孩子長大成人，當我們都變了，它卻還是它最初的模樣。

　　風華已去，佳人已老，BIOS在十幾年的守護中，一步步逐漸落后于硬件的發(fā)展，趨于落寞，垂垂老暮。BIOS在PC啟動時，將PC初始化，然后控制權交給磁盤上的操作系統(tǒng)，在后面的階段，用戶的感覺是在通過操作系統(tǒng)直接和硬件對話，可實際上，操作系統(tǒng)想要與硬件進行溝通，仍然必須通過BIOS。下面就由學習啦小編為大家介紹bios從舊到新的發(fā)展歷程吧。

　　我們熟悉的BIOS操作界面

　　BIOS的全稱是Basic Input/Output System，中文名是基本輸入輸出系統(tǒng)。BIOS即是操作系統(tǒng)和計算機硬件之間通訊的橋梁，更是充當翻譯的角色，從DOS時代起，微軟的操作系統(tǒng)一直都是建立在“中斷”這個概念上的，程序的切換依靠中斷，系統(tǒng)的開關依靠中斷，甚至我們按下了機箱上“Reset”鍵強制重啟電腦，也還是中斷在后臺的作用。為了延續(xù)整套的16位中斷系統(tǒng)，無論是CPU開發(fā)還是軟件升級，都得考慮中斷模式。

　　在x86系列處理器進入32位時代后，由于兼容性的原因，新的處理器保留了16位的運行方式，此后多次處理器的升級換代都保留了這種運行方式。甚至在含64位擴展技術的至強系列處理器中，處理器加電啟動時仍然會切換到16位的實模式下運行。BIOS程序以16位匯編代碼、寄存器參數(shù)調用方式、靜態(tài)鏈接以及1MB以下內存固定編址的形式存在了十幾年，雖然各大BIOS廠商近年來努力得對其進行改進，加入了許多新元素到產品中，如ACPI、USB支持等，但BIOS的根本性質沒有得到任何改變，16位的運行工作環(huán)境是其最為致命的缺點。

　　現(xiàn)有的BIOS不但在工作方式存在令人不滿之處，在工作能力上，也令人頗有微詞。BIOS發(fā)展到現(xiàn)在，用來存放BIOS程序的芯片最大不過2Mb，換成實際字節(jié)就是256KB，面對這個數(shù)值，即使你想為BIOS編寫一些新的功能，BIOS芯片中也不會有足夠的空間讓你寫入。這也是BIOS這十幾年來一直停滯不前的原因之一。

　　所以BIOS經過了這些年的輝煌期，已經逐漸脫離了時代的發(fā)展，成為了PC功能和性能進一步提升的瓶頸，只有尋求BIOS的接任者。而BIOS，必將在璀璨光環(huán)的環(huán)繞中，落下帷幕，成為歷史的記錄。

　　EFI接過接力棒

　　EFI的英文全稱是Extensible Firmware Interface，中文名是可擴展固件接口，早在2006年的上半年，Intel曾經在IDF上進行過EFI的演示。要使用EFI系統(tǒng)，必須主板和操作系統(tǒng)都支持EFI功能，目前支持EFI功能的操作系統(tǒng)有Mac OS X、Vista和Server 2003。

　　EFI在開機時的作用和BIOS一樣，就是初始化PC，但在細節(jié)上卻又不一樣。BIOS對PC的初始化，只是按照一定的順序對硬件通電，簡單地檢查硬件是否能工作，而EFI不但檢查硬件的完好性，還會加載硬件在EFI中的驅動程序，不用操作系統(tǒng)負責驅動的加載工作。 EFI的最革命之處，是顛覆了BIOS的界面概念，讓操作界面和Windows一樣易于上手。在EFI的操作界面中，鼠標成為了替代鍵盤的輸入工具，各功能調節(jié)的模塊也做的和Windows程序一樣，可以說，EFI就是一個小型化的Windows系統(tǒng)。

　　對于操作系統(tǒng)來說，如果主板使用的是BIOS，那么操作系統(tǒng)就必須面對所有的硬件，大到主板顯卡，小到鼠標鍵盤，每次重裝系統(tǒng)或者系統(tǒng)升級，都必須手動安裝新的驅動，否則硬件很可能無法正常工作。而基于EFI的主板則方便很多，因為EFI架構使用的驅動基于EFI Byte Code。EFI Byte Code有些類似于Java的中間代碼，并不由CPU直接執(zhí)行操作，而是需要EFI層進行翻譯。對于不同的操作系統(tǒng)來說，EFI將硬件層很好地保護了起來，所有操作系統(tǒng)看到的，都只是EFI留給EFI Byte Code的程序接口，而EFI Byte Code又直接和Windows的API聯(lián)系，這就意味著無論操作系統(tǒng)是Windows還是Linux，只要有EFI Byte Code支持，只需要一份驅動程序就能吃遍所有操作系統(tǒng)平臺。

　　更為神奇的是，EFI Byte Code驅動還能繞過操作系統(tǒng)，直接安裝在EFI環(huán)境中，這樣對硬件的控制就由EFI層負責，EFI向操作系統(tǒng)直接提供硬件操作的接口，不需要操作系統(tǒng)再調用驅動。這種方式的優(yōu)點是不需要進入操作系統(tǒng)，只需要進入EFI界面，更新驅動程序就可以完成，而且不需要對每一個操作系統(tǒng)進行驅動升級，只要EFI界面中升級一次，所有上層的操作系統(tǒng)都可以直接調用新的EFI接口。

　　EFI在開機之始就能夠驅動所有的硬件，網絡當然也不會例外，所以在EFI的操作界面中，程序可以直接連接上互聯(lián)網，向外界求助操作系統(tǒng)的維修信息或者在線升級驅動程序。

　　更方便的編程方式

　　有人會問：既然EFI功能那么強大，那它存放在什么地方?是存放在原來的BIOS芯片中嗎?答案當然是No。BIOS芯片只有256KB，遠遠不夠EFI使用。EFI是以小型磁盤分區(qū)的形式存放在硬盤上的。EFI的安裝，必須在支持EFI功能的主板上，使用光驅引導系統(tǒng)，然后對磁盤進行EFI化的處理，這個處理的過程，主要就是劃分EFI獨用的磁盤空間。

　　EFI的存儲空間大約為50MB到100MB，具體視驅動文件多少而定。在這部分空間中，包含以下幾個部分：

　　1. Pre-EFI初始化模塊

　　2. EFI驅動執(zhí)行環(huán)境

　　3. EFI驅動程序

　　4. 兼容性支持模塊(CSM)

　　5. EFI高層應用

　　6. GUID 磁盤分區(qū)

　　在實現(xiàn)中，EFI初始化模塊和驅動執(zhí)行環(huán)境通常被集成在一個只讀存儲器中。Pre-EFI初始化程序在系統(tǒng)開機的時候最先得到執(zhí)行，它負責最初的CPU、北橋、南橋、內存和硬盤的初始化工作，緊接著載入EFI驅動。當EFI驅動程序被載入運行后，系統(tǒng)便具有控制所有硬件的能力。在EFI規(guī)范中，一種突破傳統(tǒng)MBR磁盤分區(qū)結構限制的GUID磁盤分區(qū)系統(tǒng)(GPT)被引入，新結構中，磁盤的分區(qū)數(shù)不再受限制(在MBR結構下，只能存在4個主分區(qū))，并且分區(qū)類型將由GUID來表示。在眾多的分區(qū)類型中，EFI系統(tǒng)分區(qū)可以被EFI系統(tǒng)存取，用于存放部分驅動和應用程序。CSM是在x86平臺EFI系統(tǒng)中的一個特殊的模塊，它將為不具備EFI引導能力的操作系統(tǒng)提供類似于傳統(tǒng)BIOS的系統(tǒng)服務。

　　由于EFI驅動開發(fā)簡單，所有的硬件廠商都可以參與，為自家的硬件定制最為合適的驅動。基于EFI的驅動模型可以使EFI系統(tǒng)接觸到所有的硬件功能，不進入操作操作系統(tǒng)就瀏覽網站不再是天方夜譚，甚至實現(xiàn)起來也非常簡單。這對基于傳統(tǒng)BIOS的系統(tǒng)來說是件不可能的任務，在BIOS中添加幾個簡單的USB設備支持都曾使很多BIOS設計師痛苦萬分，更何況除了添加對無數(shù)網絡硬件的支持外，還得憑空構建一個16位模式下的TCP/IP協(xié)議。

　　EFI是否固若金湯？
　　很多人擔心EFI這種開放的模式將會導致新的安全隱患，因為EFI系統(tǒng)比傳統(tǒng)的BIOS更易于受到計算機病毒的攻擊，當一部分EFI驅動程序被破壞時，系統(tǒng)有可能面臨無法引導的情況。實際上，系統(tǒng)引導所依賴的EFI驅動部分通常都不會存放在EFI的GUID分區(qū)中，即使分區(qū)中的驅動程序遭到破壞，也可以用簡單的方法得到恢復，因為只讀芯片中的EFI代碼足夠用來引導計算機從光驅啟動，此時插入EFI的安裝盤，對EFI的系統(tǒng)存儲區(qū)域進行修復或者覆蓋安裝，就能將PC恢復到正常。而且這個修復過程對操作系統(tǒng)來說，等于是從兩臺配置一模一樣配置機器中的一臺轉移到另一臺，并不會出現(xiàn)需要重新識別硬件的情況。 EFI在概念上非常類似于一個低等級的操作系統(tǒng)，并且具有操控所有硬件資源的能力。不少人感覺它的不斷發(fā)展將有可能代替現(xiàn)代的操作系統(tǒng)。事實上，EFI的締造者們在第一版規(guī)范出臺時就將EFI的能力限制于不足以威脅操作系統(tǒng)的統(tǒng)治地位。首先，它只是硬件和操作系統(tǒng)間的接口規(guī)范;其次，EFI環(huán)境下不提供中斷的訪問機制，也就是說每個EFI驅動程序必須用輪詢的方式來檢查硬件狀態(tài)，并且需要以解釋的方式運行，較操作系統(tǒng)下的驅動效率低得多;第三，EFI系統(tǒng)不提供復雜的存儲器保護功能，它只具備簡單的存儲器管理機制，具體來說就是指運行在x86處理器的段保護模式下，以最大尋址能力為限把存儲器分為一個平坦的段，所有的程序都有權限存取任何一段位置，并不提供真實的保護服務。

　　EFI的命令行控制模式

　　EFI的設計架構中，一旦引導軟件將控制權交給操作系統(tǒng)，所有用于引導的服務代碼將全部停止工作，部分運行時代服務程序還可以繼續(xù)工作，以便于操作系統(tǒng)一時無法找到特定設備的驅動程序時，該設備還可以繼續(xù)被使用。EFI的程序只限于類似Java偽執(zhí)行文件的能力，并沒有直接訪問磁盤所有資源的能力，而且在進入操作系統(tǒng)后的大多數(shù)情況下，EFI部分的代碼都進入沉睡模式，即使有針對EFI的病毒，也無法造成進一步的影響。

　　和BIOS說再見

　　EFI的出現(xiàn)，可以說是充分彌補了BIOS原有的不足。因為BIOS過于自信芯片的安全，所以當遇上CIH病毒，啟動機制也被完全破壞。而EFI將主要程序文件放在了硬盤上，被破壞了還可以使用光盤進行維修，對操作系統(tǒng)而言，這種“破壞-維修”的方式是完全透明的，不會影響操作系統(tǒng)的使用。雖然看起來EFI更容易受到損壞，但也更為易于修復。

　　BIOS在經歷了十幾年發(fā)展之后，也終于走到了盡頭，外觀上的落后、功能上的羸弱、安全上的薄弱、性能上的不足，都嚴重制約著它的進一步發(fā)展。雖然在這些日子里，BIOS能夠帶給我們基本的功能，但PC要進步，就必須尋求更高更好的技術。

　　EFI作為BIOS的替代者，無論是界面、功能還是安全性，都要遠遠高于后者，而且作為未來主板的趨勢所向，EFI上能執(zhí)行的程序會越來越多，EFI能夠提供的基本功能也就越來越強。今天，微星在CES展會上展示了EFI主板的強大，因為和普通BIOS主板在設計難度以及生產兼容性上并不沖突，所以可以相信，擁有諸多優(yōu)點的EFI會取代BIOS，讓PC越來越易于使用。

　　微星支持EFI技術的P35 Neo3主板

　　EFI BIOS界面

　　編輯總結 ：Intel作為EFI大力的推廣者和制定者，能看到EFI逐漸從服務器平臺走向桌面級市場，其中辛酸甘苦只有自己才知道。從初期廠商對EFI的概念毫無興趣，到今天各大BIOS提供商如Phoenix, AMI等，原先被認為是EFI發(fā)展的阻礙力量，現(xiàn)在也不斷的推出各自的解決方案。支持EFI功能的主板也逐漸退出。一切的一切，都似乎預示著我們可以和BIOS說聲再見，讓技術的進步來記錄歷史。