O que é BIOS?
Um sistema básico de entrada/saída ou BIOS é um programa fixo e incorporado ao microprocessador de um dispositivo que ajuda a inicializar operações de hardware e gerenciar o fluxo de dados de e para o sistema operacional (SO) no momento da inicialização.
Gary Kildall, um cientista da computação americano, inventou a palavra BIOS em 1975. Ela foi integrada ao PC original da IBM em 1981 e ganhou popularidade com outros PCs ao longo dos anos, tornando-se uma característica fundamental dos computadores. No entanto, uma tecnologia mais recente – a Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) – eclipsou a BIOS em termos de adoção. A Intel declarou em 2017 sua intenção de descontinuar o suporte para as plataformas BIOS desatualizadas até 2020 e substituí-las pela UEFI.
O sistema operacional CP/M de 1975 utilizava o Sistema Básico de Entrada/Saída (Basic Input/Output System), do qual derivou a sigla BIOS. Algumas empresas realizaram engenharia reversa no BIOS, inicialmente exclusivo do IBM PC, para fabricar computadores interoperáveis. A interface desse sistema inicial funciona como um benchmark de fato. A Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) visa aliviar os desafios técnicos do antigo BIOS para PC.
A principal função do BIOS é mediar entre os sistemas operacionais e os sistemas em que operam. O BIOS é o intermediário entre as informações de controle da CPU e dos dispositivos de E/S e o fluxo de dados. Em alguns casos, no entanto, o BIOS pode organizar o fluxo de informações diretamente para o armazenamento a partir de dispositivos, como placas de vídeo/gráficos, que precisam de um fluxo de dados mais rápido para funcionar corretamente.
A maioria das implementações de BIOS são adaptadas para funcionar com uma máquina específica ou versão de placa-mãe, conectando-se a vários dispositivos, especialmente chipsets de sistema.
Inicialmente, o software do BIOS era armazenado na placa-mãe do computador em um chip ROM. Em sistemas modernos, o BIOS é armazenado em memória flash, permitindo que seja reconstruído sem a necessidade de remover os chips da placa-mãe. Isso permite atualizações de firmware do BIOS fáceis de usar para introduzir novos recursos ou corrigir problemas. Ainda assim, também possibilita que a máquina seja contaminada com rootkits do BIOS. Além disso, uma atualização do BIOS com falha pode tornar a placa-mãe inoperante. O Windows 10 é a versão mais recente do Microsoft Windows a operar em computadores com firmware do BIOS.
Como funciona o BIOS?
O BIOS original do IBM PC e do XT omitia uma interface de usuário interativa (UI). Na época, o autoteste de inicialização (POST) ainda não havia inicializado adequadamente um adaptador de vídeo, e os sistemas exibiam mensagens de erro ou códigos na tela, ou produziam uma sequência codificada de áudio para indicar problemas. No IBM PC e no XT, os desenvolvedores usavam o jumper e os interruptores na placa-mãe e nas placas de expansão para configurar as opções do sistema.
A partir de meados da década de 1990, tornou-se comum que a ROM do BIOS contivesse um "utilitário de configuração do BIOS" (BCU[14]) ou "utilitário de configuração do BIOS", acessível por meio de uma sequência de teclas específica na inicialização do sistema. Esse aplicativo permite que o usuário configure os parâmetros de configuração do sistema inicialmente especificados por meio de interruptores DIP, utilizando uma interface de menu interativa controlada por teclado.
O usuário pode selecionar parâmetros de hardware usando o teclado e o monitor de vídeo em um computador compatível com Wintel atual usando um procedimento de configuração substancialmente inalterado em relação aos programas de configuração do BIOS residentes na ROM do final da década de 1990. Máquinas Wintel modernas podem salvar configurações do BIOS em uma ROM flash, possivelmente a mesma ROM flash que contém o BIOS.
Máquinas modernas com as versões mais recentes de CPUs têm a funcionalidade necessária para iniciar o BIOS diretamente da ROM do sistema. Se o sistema acabou de ser ligado ("inicialização a frio") ou o botão de reinicialização foi pressionado, o autoteste de inicialização completo (POST) é executado. Se Ctrl+Alt+Delete foi usado (uma "inicialização a quente"), um indicador específico na memória não volátil do BIOS ("CMOS") é verificado pelo BIOS para evitar o POST longo e a detecção de memória.
O POST detecta, testa e inicializa componentes do sistema, incluindo RAM, placa-mãe, chipset, placa de vídeo, mouse, CPU, teclado, unidade de disco rígido, unidade de disco óptico, etc.
O BIOS inicia o processamento de inicialização após a conclusão da varredura da ROM opcional e a chamada de todos os componentes da ROM descobertos com as somas de verificação apropriadas. Os aplicativos carregados podem reiniciar o sistema após a inicialização, mas devem desativar interrupções e outras atividades de hardware não simultâneas que possam entrar em conflito com o processo de reinicialização do BIOS. Caso contrário, a máquina pode travar ou travar durante o processo de reinicialização.
O BIOS utiliza os dispositivos de inicialização especificados no armazenamento não volátil do BIOS (ou CMOS). Ele examina a capacidade de inicialização de cada dispositivo, tentando recuperar o primeiro setor ou setor de inicialização. O BIOS avança para o dispositivo subsequente se não conseguir reconhecer os setores. Antes de aceitar um setor de inicialização e considerá-lo inicializável, alguns BIOS testam novamente a assinatura do setor de inicialização 0x55 0xAA nos dois bytes finais dos setores (512 bytes de comprimento), caso o setor seja lido com sucesso.
Quando o BIOS detecta um dispositivo inicializável, ele passa um comando para os setores carregados. O BIOS não analisa os detalhes dos setores de inicialização, exceto pela possibilidade de examinar os dois bytes finais em busca da assinatura do setor. O software de inicialização interpreta estruturas de dados, como Blocos de Parâmetros do BIOS e tabelas de partição, nos setores de inicialização ou por outros programas carregados durante o procedimento de inicialização.
A funcionalidade do BIOS pode ser dividida em quatro tarefas:
- Instalação de semicondutores complementares de óxido metálico (CMOS): Este aplicativo de configuração permite que os usuários modifiquem as configurações de hardware e do sistema. CMOS refere-se à memória não volátil do BIOS.
- Carregador Bootstrap: esta função do carregador de bootstrap localiza o sistema operacional.
- Software/drivers: Esta função identifica os drivers do dispositivo e software que interagem com o sistema operacional quando ele está em execução.
- Teste automático de inicialização (POST): verifica o hardware do computador antes de carregar o sistema operacional.
O BIOS é totalmente seguro?
A segurança do BIOS é um aspecto frequentemente negligenciado da segurança cibernética, mas ainda assim deve ser controlada para impedir que hackers executem códigos nocivos no sistema operacional. A Cylance, uma empresa de segurança, demonstrou em 2017 como vulnerabilidades atuais no BIOS podem permitir que programas de ransomware entrem na UEFI de uma placa-mãe e ataquem vulnerabilidades semelhantes no BIOS do PC.
Plundervolt foi outra vulnerabilidade única que exigiu modificação do BIOS. O Plundervolt pode ser usado para interferir na fonte de alimentação de um PC enquanto o material está sendo transferido para a memória, levando a imprecisões e vulnerabilidades não corrigidas. A Intel publicou um relatório de gerenciamento de patches do BIOS. do BIOS como medida preventiva.
Há três maneiras principais de proteger seu BIOS: senhas, módulos de plataforma confiáveis (TPM) e criptografia completa do disco:
- Senhas: O BIOS é iniciado antes do sistema operacional, exigindo que o usuário forneça uma senha antes do sistema operacional e permitindo a inicialização da maioria dos outros hardwares. O usuário deve então fornecer um segundo login para acessar as funcionalidades do computador. O uso de dois conjuntos de senhas oferece proteção adicional contra softwares de quebra de senhas que burlam as medidas convencionais de segurança cibernética .
- Criptografia: A criptografia de disco completo transforma as informações em um dispositivo de armazenamento em uma estrutura que somente indivíduos ou sistemas autorizados podem decifrar. Todo o material no disco rígido do sistema é convertido de texto simples para texto cifrado, protegendo toda a área do disco e todos os documentos nele contidos.
- TPM: Este tipo de tecnologia oferece recursos de segurança baseados em hardware. O chip Trusted Platform Module (TPM) é um criptoprocessador seguro que realiza operações criptográficas. Vários protocolos de segurança física protegem o chip contra interferências e softwares não autorizados (malware) .
Tipos de BIOS
Os principais tipos de sistemas básicos de entrada e saída (BIOS) incluem:
1. BIOS legado (1ª geração)
Placas-mãe mais antigas usam firmware BIOS legado para ligar o computador. BIOS legados têm restrições adicionais; embora semelhantes à UEFI, eles ditam como a CPU e os componentes interagem. Eles não reconhecem discos maiores que 2,1 terabytes e seus sistemas de instalação têm menus somente texto.
2. EFI
O BIOS foi o único programa de firmware em sua categoria por um longo tempo, mas a Intel reconheceu suas deficiências. Por isso, começou a projetar a Extensible Framework Interface (EFI). Isso produziu um conjunto aberto de padrões para a produção de firmware para dispositivos de hardware sem a necessidade de uma estrutura abrangente que priorizasse a arquitetura.
O United EFI Forum mantém a padronização da Unified Extensible Framework Interface (UEFI), que evoluiu a partir do programa. Trata-se de um grupo de empresas de tecnologia interessadas no desenvolvimento de especificações de firmware. O fórum reúne empresas como Apple, Intel, Microsoft e IBM, entre outras.
É impossível comparar diretamente o BIOS com a UEFI. Apesar de terem o mesmo objetivo, que é executar o computador e servir como uma ponte entre o sistema operacional e o hardware, eles funcionam de forma diferente. O BIOS é o seu sistema, enquanto a EFI é uma base ajustável.
3. UEFI
A UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) pode aceitar discos com capacidade de 2,2 TB ou mais usando o método Master Boot Record (MBR), em oposição à tecnologia mais recente de Tabela de Partição GUID (GPT). Embora os PCs Intel estejam migrando do BIOS tradicional para o firmware UEFI, os PCs Apple Mac nunca utilizaram o BIOS.
UEFI é o mais recente entre os pacotes de software de inicialização dupla, lançado em 2002. UEFI oferece escalabilidade, velocidade, programabilidade e segurança superiores em comparação ao BIOS. UEFI não precisa de um aplicativo de bootloader separado para executar o sistema operacional. UEFI também apresenta uma interface de usuário superior e desempenho geral superior.
4. Equivalente do BIOS do Apple Mac PC
Quando os Macs migraram para a plataforma Intel, eles implementaram a Interface de Firmware Extensível da Intel (posteriormente, a Interface de Firmware Extensível Unificada). A Intel criou esse sistema como um substituto para o sistema BIOS existente.
A UEFI representou uma mudança radical em relação ao sistema BIOS anterior. Incluía não apenas suporte massivo a discos de inicialização, mas também firmware , um driver gráfico onipresente, NVRAM, além de recursos de tempo de execução que podiam ser usados mesmo após a instalação do sistema operacional.
No Mac, não há equivalente ao BIOS anterior. A UEFI implementa vários aspectos do processo de inicialização. Por exemplo, os usuários podem pressionar a tecla Option durante a inicialização para escolher o disco de inicialização UEFI ou Command+R para ativar o modo de recuperação do sistema. No entanto, não há possibilidades de modificar as características do hardware ou o procedimento de inicialização.
Tipos de BIOS com base nos fabricantes
Cada fabricante de placa-mãe desenvolve um BIOS exclusivo. Como cada placa-mãe possui layouts de hardware distintos, o BIOS deve ser adaptado ao conjunto específico de hardware. Quando ocorrem problemas de hardware, o BIOS envia mensagens de erro para alertar o usuário sobre o hardware com defeito. Diferentes empresas que oferecem suas próprias marcas de PC criam e atualizam suas respectivas versões do BIOS.
A IBM era a proprietária original do software BIOS. No entanto, outras empresas, como a Phoenix Technologies, criaram suas próprias versões por meio de engenharia reversa do software original da IBM. Com isso, a Phoenix possibilitou que outras empresas fabricassem reproduções de um PC IBM e, mais importante, de sistemas não IBM compatíveis com o BIOS. A Compaq foi uma das empresas que conseguiu isso.
Diversos fabricantes já fabricam placas-mãe com chips BIOS. Asus, Foxconn, Hewlett-Packard (HP) e Ricoh estão entre os exemplos. Os usuários podem optar por atualizar seus drivers de BIOS e chipset — o software que permite que o sistema operacional interaja com outros componentes, como uma placa de vídeo — para as versões mais recentes. Atualizações de drivers podem aumentar a velocidade do computador ou corrigir bugs de segurança no nível do BIOS descobertos recentemente.
Por que o BIOS é importante
O sistema básico de entrada e saída, ou BIOS, de um computador, executa várias tarefas essenciais:
1. Verifica se o sistema está recebendo energia
O Teste Automático de Inicialização (POS) é a primeira tarefa que o BIOS executa quando o computador é ligado. No momento do POST, o BIOS verifica se a arquitetura do computador consegue concluir o procedimento de inicialização. O sistema normalmente emite um bipe se o POST for executado corretamente. No entanto, se a tentativa falhar, o computador frequentemente emite uma sequência de bipes. O número, a frequência e a sequência desses bipes podem ser usados para determinar o motivo da falha do teste.
2. Ajuda o computador a localizar o software e concluir o processo de inicialização
O software do BIOS geralmente reside na memória somente leitura (ROM) ou no chip de memória flash conectado à placa-mãe do seu computador. O BIOS é o primeiro programa a assumir o controle do sistema quando ligado; portanto, sua posição dentro do chip é crucial. Se o BIOS não estivesse sempre localizado no mesmo local dentro do mesmo chip, o microprocessador do dispositivo não o identificaria, impedindo a inicialização.
3. Protege o sistema contra ameaças de segurança
Normalmente, um patch de segurança do BIOS é lançado para uma causa específica. Uma vulnerabilidade de segurança é descoberta e a atualização a corrige. Vários laptops Lenovo receberam uma atualização do BIOS que corrigiu diversos bugs de segurança que um invasor poderia explorar para acessar o armazenamento ou executar código arbitrário. A maioria das atualizações de segurança é modesta e dificilmente prejudicará o seu sistema. No entanto, aumentar a segurança do seu PC raramente é uma má ideia.
4. Ajuda a resolver problemas de desempenho profundamente enraizados
Em placas-mãe, bugs e outras falhas são frequentemente descobertos e resolvidos no nível do BIOS. De fato, raramente interagimos com o BIOS, mas é improvável que você perceba se o fizer. Por outro lado, as falhas do BIOS podem surgir de diferentes maneiras. Se você encontrou uma condição inconveniente no seu PC que persistiu após várias atualizações (apesar de ter registrado o problema dezenas de vezes) e ainda não foi resolvida, talvez seja necessário verificar se é um problema de BIOS e se há uma atualização disponível para solucioná-lo.
5. Verifica e carrega um sistema operacional funcional no PC
O BIOS então tenta instalar o sistema operacional por meio de um software chamado bootstrap loader, que visa identificar qualquer sistema operacional acessível; se um sistema operacional em boas condições for descoberto, ele é armazenado na memória. Além disso, os drivers do BIOS são instalados nesse momento. Esses aplicativos visam fornecer ao computador um controle rudimentar dos dispositivos de hardware, incluindo mouses, teclados, equipamentos de rede e dispositivos de armazenamento.
6. Oferece a opção de proteger o processo de inicialização com senha
A maioria das versões de software BIOS permite que os usuários protejam a inicialização por meio de senhas, exigindo a inserção de uma senha antes que qualquer ação do BIOS possa ocorrer. Como o BIOS executa praticamente todas as suas funções durante a inicialização, ele essencialmente protege todo o funcionamento da máquina com uma senha. No entanto, restaurar uma senha esquecida do BIOS pode ser demorado e exigir a manipulação de alguns dos componentes mais sensíveis do computador.
7. Abre possibilidades para melhorar os resultados de TI em escala
À medida que o número de dispositivos de hardware de alto desempenho que permitem serviços em nuvem, inteligência artificial (IA) e tecnologias de criptografia aumenta em data centers, o desempenho do Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) pode se tornar uma barreira para todos os componentes do sistema. Os ajustes no BIOS podem incluir configurações de bifurcação PCIe e ajustes de equalização para regular a ênfase/deênfase, melhorar a integridade do sinal e reduzir falhas de conexão. Além disso, quando os tamanhos dos barramentos PCIe aumentam, é possível atualizar o BIOS para corresponder à capacidade expandida do barramento PCIe.
bejunda do ((( DEXTER ))) galera!!!
