BIOS (Sistema básico de entrada y salida)

Historia de la BIOS

El primer término BIOS apareció en el sistema operativo CP/M, y describe la parte de CP/M que se ejecutaba durante el arranque y que iba unida directamente al hardware (las máquinas de CP/M usualmente tenían un simple cargador arrancable en la ROM, y nada más). La mayoría de las versiones de MS-DOS tienen un archivo llamado "IBMBIO.COM" o "IO.SYS" que es análogo al CP / M BIOS.El sistema operativo CP/M (Control Program/Monitor) es un sistema operativo desarrollado por Gary Kildall para el microprocesador Intel 8080 (los Intel 8085 y Zilog Z80 pueden ejecutar directamente el código del 8080, aunque lo normal es que se entregara el código recompilado para el microprocesador de la máquina). Se trata del sistema operativo más popular entre las computadoras personales en los años 1970. Aunque fue modificado para ejecutarse en un IBM PC, el hecho que IBM eligiera MS-DOS, al fracasar las negociaciones con Digital Research, hizo que el uso de CP/M disminuyera hasta hacerlo desaparecer.En los primeros diseños del PC, la ROM BIOS ocupaba solo 40 KB. En esa época, el rango de direcciones de memoria que podía manejarse era 00000-FFFFFh (un máximo de 1.048.576 Bytes = 1 MB). El sistema operativo tenía un peso de 640 KB del DOS (en realidad 655.360 Bytes), que en la época parecían más que suficientes para los programas y el propio Sistema Operativo. Tenga en cuenta que el IBM-PC original carecía de disco duro; un disquete de 5 1/4" de 160 KB (que podía contener un máximo de 64 ficheros!!), era opcional. En los primeros sistemas operativos para PC (como el DOS), el BIOS todavía permanecía activo tras el arranque y funcionamiento del sistema operativo. El acceso a dispositivos como la disquetera y el disco duro se hacían a través del BIOS. Sin embargo, los sistemas operativos SO más modernos realizan estas tareas por sí mismos, sin necesidad de llamadas a las rutinas del BIOS.El aumento de complejidad de los periféricos, junto con la insaciable demanda de velocidad, ha motivado que empiece a invertirse la tendencia. Cada vez más, el Sistema Operativo rehace los punteros situados por el BIOS en la tabla de vectores de interrupción IDT (2.4) para que señalen a sus propias rutinas. Por ejemplo, las controladoras gráficas actuales utilizan modos de operación impensables en las primitivas adaptadoras gráficas de color CGA, y los servicios de control utilizan rutinas específicas, de 32 o 64 bits, que explotan las nuevas posibilidades de los dispositivos. En este sentido, los servicios BIOS nativos solo son utilizados cuando se necesita compatibilidad hacia atrás. Por ejemplo, si arrancamos un equipo Pentium con un disquete DOS por razones de mantenimiento o diagnóstico.  En este caso, algunas de las características más avanzadas del sistema, como la controladora gráfica serán utilizadas en forma muy rudimentaria, mientras que otras, como los puertos USB, infrarrojos, firewire, etc. no serán accesibles. La razón es que tales "Servicios" sencillamente no existen en la BIOS tradicional.

Que es la BIOS? 

BIOS son siglas en inglés: "Basic Input-Output System" o Sistema básico de entrada y salida; ésta viene incorporada con el chip de la placa base, es decir, es un programa que no está en el disco rígido. La BIOS almacena la información básica de la computadora. Guarda los datos del día y la hora, el caché, las configuraciones de los discos, las claves (passwords) de protección, etc. Ésta valiosísima información al apagar la computadora no se pierde pues utilizan memorias tipo CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) y para no perder los datos, viene incluido una pequeña pila que puede durar años y se recarga cuando la computadora es encendida.

¿Nunca se han preguntado dónde se almacenan todos los datos que aparecen apenas encendemos la computadora? Todos se encuentran en la BIOS; en esa primer pantalla podremos ver el fabricante y el número de versión de la BIOS, lo que nos servirá para actualizarla y además varios datos más como velocidad y tipo de microprocesador, memoria RAM, etc. Todos esos mensajes se denominan POST (Power-On Self Test)

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Como funciona la BIOS?

La BIOS podríamos decir que se conforma en dos partes:

Por un lado tenemos el Hardware, que no es ni mas ni menos que un chip, en el cual se almacena el Software del mismo (esta seria la segunda parte).

Dentro de este pequeño chip, el software cumple con la función de administrar, y reconocer los dispositivos que tenemos instalados, (Discos rígidos, Placa de Audio, Vídeo, Red, USB, módem, etc.).

También identifica el flujo de corriente que necesitara cada dispositivo, para funcionar correctamente. Estos flujos de corriente son denominados IRQ1, IRQ2… etc. Los números de cada IRQ serán correspondientes a cada dispositivo que integren nuestra placa base.

Cuando compramos una placa base nueva, la BIOS viene configurada por defecto. A medida que vamos incorporando diversos dispositivos, esta se encargara de asignar las correspondientes IRQ a cada uno.

A veces suele suceder que dos dispositivos distintos compartan una misma IRQ, motivo por el cual se genera un conflicto, y uno u ambos dispositivos dejan de funcionar. En esta parte ya deberemos intervenir nosotros para asignar una IRQ distinta, que permita el funcionamiento de los dispositivos. 

Tipos de BIOS:

En la actualidad, existen dos tipos de BIOS: los EEPROM y los EEPROM Flash ROM. 

EEPROM 

Son los más antiguos y sólo pueden ser actualizados a través de un aparato especial que se encarga de reescribirlos, por lo que deben ser retirados de la motherboard. 

EEPROM Flash ROM 

Por el contrario, los EEPROM Flash ROM poseen la ventaja de poder ser actualizados por intermedio de una aplicación informática, por lo que la mayoría de motherboards modernas, desde la llegada de los Pentium al mercado, incorporan este tipo de BIOS. 

Cabe destacar que si bien la BIOS se encuentra pre-instalado en la motherboard, en general son desarrollados por otras empresas, tales como American Megatrends, General Software, Insyde Software, y Phoenix Technologies, que crean la BIOS adecuada según los requerimientos de los fabricantes de placas madres.