یکی از معمول ترین استفاده های حافظه های فلش (حافظه حالت جامد) در "سیستم ورودی و خروجی پایه" یا "بایوس" کامپیوتر است. در اکثر کامپیوترها بایوس وظیفه اطمینان از کارکرد هماهنگ دیگر تراشه ها، درایو ها و پورت ها را بر عهده دارد. تمام رایانه های رومیزی و لپ تاپ که امروزه استفاده می شوند شامل یک ریزپردازنده به عنوان "واحد پردازش مرکزی" می شوند. ریزپردازنده یک بخش سخت افزاری است؛ برای انجام کار های خود از مجموعه ای از دستور عمل ها به نام نرم افزار استفاده می کند. احتمالا با دو نوع کلی نرم افزار اشنایی دارید : 

- سیستم عامل . سیستم عامل مجموعه سرویس هایی را برای برنامه های کاربردی که در رایانه اجرا میشوند را ارائه می دهد و همچنین ارائه دهنده ی رابط کاربری پایه برای رایانه است. ویندوز و لینوکس نمونه هایی از سیستم های عامل هستند.

- برنامه های کاربردی . برنامه های کاربردی برنامه های خاصی هستند که برای انجام وظایف خاص ایجاد شده اند. مانند برنامه های چند رسانه ای ، برنامه های ویرایش متن ، مرورگر ها و .. که برای اجرا نیازمند سیستم عامل به عنوان رابط آنها با سخت افزار هستند.

می توانید به بایوس به عنوان نوع سوم نرم افزار نگاه کنید که رایانه برای عملکرد صحیح به آن نیاز دارد. در این مقاله (ترجمه از سایت Howstuffworks ) می خواهیم به طور کلی با BIOS و نحوه ی کار و وظایف آن آشنا شویم.

بایوس چه کار می کند ؟ :

بایوس در کامپیوتر وظایف مختلفی دارد ولی مهمترین کار آن بارگذاری (Load) سیستم عامل است. وقتی شما کامپیوتر خود را روشن می کنید و پردازنده سعی میکند اولین دستور عمل های خود را اجرا کند، باید آن دستور عمل ها در جایی نگهداری و ذخیره شده باشند و از آنجا به پردازنده منتقل شوند. پردازنده نمی تواند اطلاعات را از سیستنم عامل بگیرد چون سیستم عامل در هارد دیسک قرار دارد و پردازنده نمی تواند بدون دستور عمل هایی که به آن نحوه ی انجام این کار را دهد، این کار را انجام دهد (نمی تواند اطلاعات را از دیسک سخت دریافت کند) . بایوس این دستور عمل ها را ارائه می دهد. برخی دیگر از وظایف بایوس شامل موارد زیر می شود :

- خود آزمایی هنگام شروع (Power-on-self-test) برای تمام اجزای سخت افزاری کامپیوتر برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها .

- فعال کردن دیگر تراشه های بایوس در دیگر کارت های متصل به کامپیوتر مانند بایوس در کارت گرافیک.

- ارائه ی مجموعه ای از روال های سطح پایین که سیستم عامل برای ارتباط با اجزای سخت افزاری کامپیوتر نیاز دارد. این روال ها هستند که بایوس را "سیستم پایه ورودی و خروجی " می کنند ! آنها  وسایلی مانند صفحه کلید ، مانیتور و پورت های سریال و موازی و .. را مدیریت می کنند.

- مدیریت مجموعه تنظیمات برای دیسک سخت ، ساعت و ..

بایوس نرم افزار خاصی است که اکثر اجزای کامپیوتر را به سیستم عامل ارتباط می دهد و به طور عمده در یک تراشه حالت جامد (فلش) بر روی مادربورد ذخیره شده است. اما گاهی اوقات این تراشه نوع دیگری از حافظه های فقط خواندنی (ROM) است. وقتی کامپیوتر را روشن می کنید ، بایوس چندین کار را انجام می دهد؛ که به طور معمول شامل مراحل زیر میشود :

- بررسی کردن راه انداز CMOS (قسمتی از حافظه که تنظیمات پیکربندی سیستم ذخیره شده اند) برای تنظیمات شخصی.

- بارگذاری اینتراپت کنترلر ها (کنترل کننده های سیگنال هایی که برای کارهای مشخص به پردازنده فرستاده میشود)  و درایور های اجزاء .

- شروع ریجیستر ها و مدیریت انرژی.

- اجرای خود آزمایی  یا POST برای اجزاء.

- نمایش تنظیمات سیستم .

- مشخص کردن وسایل قابل بوت.(قابل راه اندازی)

- شروع مراحل خود راه انداز.

اولین کاری که بایوس انجام می دهد بررسی اطلاعات ذخیره شده در یک حافظه کوچک بر روی یک تراشه "نیمه هادی اکسید آهن تکمیلی" یا CMOS (بخش کوچی از حافظه که تنظیمات پیکر بندی کامپیوتر را ذخیره می کند) است .  CMOS اطلاعات پر جزئیات مخصوص سیستم را ارائه می دهد و می تواند با تغییر سیستم شما تغییر کند. بایوس از این اطلاعات برای اصلاح یا تکمیل برنامه نویسی خود در صورت نیاز استفاده می کند.

"کنترولر های اینتراپت (سیگنال)"  برنامه های کوچکی هستند که به عنوان مترجم بین اجزای سخت افزاری با سیستم عامل عمل می کنند. برای مثال هنگامی که یک کلید بر روی کیبورد را فشار می دهید، یک سیگنال به کنترل کننده ی اینتراپت کیبورد ارسال می شود، که به CPU می گوید که "آن" چیست و سپس آن را به سیستم عامل می فرستد. درایور های یا راه انداز ها ی وسایل قسمت های دیگر نرم افزاری هستند که اجزای سخت افزاری را تعریف و مشخص می کنند. برای اینکه بایوس دائما در مسیر سیگنال ها از سخت افزار و به سخت افزار قرار دارد عموما در رم کپی یا ارجاع داده میشود.

مراحل بوت کامپیوتر :

هر باری که کامپیوتر خود را روشن می کنید، چیزهایی که می بینید، کارهایی است که بایوس انجام می دهد. در خیلی از ماشین ها ، بایوس مواردی از قبیل مقدار حافظه ی نصب شده در کامپیوتر ، نوع هارد دیسک و اطلاعاتی از این قبیل را نشان می دهد. در طول مراحل بوت یا راه اندازی ، بایوس مقدار قابل توجه کار را برای راه انداختن کامپیوتر انجام می دهد. در این قسمت با برخی از این فعالیت ها برای یک نمونه کامپیوتر آشنا می شویم.

بعد از چک کردن ستاپ CMOS  و بارگذاری کنترلرهای سیگنال ، بایوس از فعال بودن کارت گرافیک مطمئن میشود. اکثر کارت های گرافیک خود دارای یک بایوس کوچک برای شروع حافظه و پردازنده کارت هستند. اگر هم بعضی کارت ها این قسمت را نداشته باشند اطلاعات درایور کارت در یک حافظه فقط خواندنی در مادربورد وجود دارد که بایوس میتواند آن را بارگذاری کند. بعد ، بایوس بررسی می کند که آیا این یک راه اندازی مجدد است یا یک راه اندازی سرد (یعنی یک Restart است یا کامپیوتر خاموش بوده است) . بایوس این کار را به وسیله ی بررسی مقدار آدرس حافظه ی 0000:0472 انجام می دهد. مقدار 1234h نشان دهنده ی یک راه اندازی مجدد است و بایوس بقیه مراحل خودازمایی یا POST را متوقف می کند. هر مقدار دیگر نشان دهنده ی راه اندازی سرد یا روشن شدن کامپیواتر از حالت خاموش است. در راه اندازی سرد، بایوس ، حافظه کامپیوتر (RAM) را با اجرای یک تست خواندن – نوشتن بر روی هر آدرس حافظه از نظر صحت بررسی می کند. بایوس پورت های PS2 یا USB را برای کیبورد و موس بررسی می کند و نگاهی نیز به اسلات های PCI می اندازد و تمام اسلات ها را چک می کند. اگر در طول آزمایش اجزا بایوس مشکلی را پیدا کند با بوق زدن و متن در صفحه نمایش به شما اطلاع می دهد. خطا ها و مشکلات در زمان راه اندازی کامپیوتر اغلب سخت افزاری هستند. سپس بایوس اطلاعاتی را در مورد کامپیوتر به شما نشان می دهد. این اطلاعات اغلب در باره اجزای زیر هستند :

- پردازنده و کارت گرافیک.

- دیسک سحت و فلاپی.

- حافظه.

- تاریخ و نسخه بایوس.

- صفحه نمایش.

هر داریور خاص دیگری مانند درایور SCSI (استاندارد رابط برای ارتباط دیسک درایو ها با دیگر وسایل جنبی در کامپیوتر) از اداپتور لود شده و بایوس آنها را نمایش می دهد. سپس بایوس به توالی وسایلی که در CMOS به عنوان "وسیله ی بوت" تعیین شده اند نگاهی می اندازد. و سعی می کند که مراحل بوت را از اولین وسیله شروع کند. در صورت موفق نبودن بایوس در پیدا کردن وسیله و دستور عمل های لازم ، بایوس به سراغ وسایل بعدی می رود. این وسایل بوت می توانند فلاپی درایو ، دیسک سخت و سی دی درایو و .. باشد. در صورت ناموفق بودن پیدا کردن این وسایل مراحل بوت متوقف می شود و باید به دنبال مشکل بگردید...

پیکربندی بایوس :

دیدیم که بایوس ، راه انداز CMOS را برای تنظیمات شخصی بررسی می کند. در این جا میخواهیم ببینیم چطور می توانیم این تنظیمات را تغییر دهیم . برای ورود به راه انداز CMOS باید کلید یا کلید های خاصی را در مراحل ابتدایی راه اندازی کامپیوتر فشار دهید. اکثر سیستم ها از Esc ، Del  ، F1 ، F2 ، Ctrl-Esc یا Ctrl-Alt-Esc برای ورود به ستاپ استفاده می کنند. که معمولا در سیستم های مختلف در پایین صفحه نمایش کلید مخصوص برای وارد شدن به نصب اعلام می شود. هنگامی که وارد صفحه نصب شدید مجموعه ای نوشته ها و مقدار هایشان را می بینید. بعضی از این گزینه ها استاندارد هستند و بعضی دیگر بسته به سازنده ی بایوس متغیر هستند . گزینه های معمول شامل موارد زیر می شوند :

- زمان و تاریخ سیستم.

- مراحل بوت یا راه اندازی. که ترتیبی است که بایوس طی می کند.

- پلاگ اند پلی (تشخیص و نصب خودکار) . استانداردی برای تشخیص اتوماتیک وسایل متصل شده.

- موس و کیبورد . برای مثال فعال کردن کیبورد ، تشخیص اتوماتیک موس و کلید Num Lock و ..

- پیکربندی درایو ها . تنظیمات هارد دیسک ، درایو فلاپی و سی دی و ..

- حافظه. اختصاص بخشی از ادرس حافظه به بایوس و..

- امنیت . برای مثال ایجاد رمزعبور برای دسترسی به کامپیوتر.

- مدیریت انرژی . تنظیمات برای استفاده از مدیریت انرژی و مدت زمان آماده باش و تعلیق ...

- خروج. ذخیره کردن تنظیمات یا برگشت به حالت اولیه .

 در تغییر دادن این تنظیمات دقت کنید ، تنظیمات نادرست می تواند مانع راه اندازی کامپیوتر شود یا در مواردی حتی باعث آسیب رساندن به قطعات کامپیوتر شوند. پس از ذخیره  اطلاعات ، بایوس کامپیوتر را restart می کند  تا با تنظیمات جدید کامپیوتر راه اندازی شود.BIOS  از فناوری CMOS برای ذخیره ی تنظیمات جدید استفاده می کند. با این فناوری یک باتری کوچک لیتیوم یا نیکل-کادمیوم می تواند انرژی لازم برای نگهداری اطلاعات برای سال ها را فراهم کند. بعضی از تراشه های جدید تر یک باتری 10 ساله داخلی در تراشه ی CMOS دارند...

به روز رسانی بایوس :

در دوره های زمانی نامعین ممکن است که کامپیوتر شما احتیاج به نسخه ی به روز شده ی بایوس خود داشته باشد. این مطلب در دستگاه های قدیمی تر بیشتر صحت دارد. استاندارد ها و وسایل جدیدی ارائه می شوند و بایوس برای شناختن آنها و عملکرد بهتر نیاز به تغییر دارد. به دلیل اینکه بایوس در حافظه های ROM  یا حافظه های فقط خواندنی ذخیره شده است، به روز رسانی آن نسبت به دیگر نرم افزار ها مشکل تر است. اگر در این زمینه حرفه ای نیستید، برای تغییر بایوس احتمالا به نرم افزار مخصوصی از سوی سازنده ی بایوس نیازمند هستید. به اطلاعات بایوس در هنگام راه اندازی کامپیوتر توجه کنید یا به سایت سازنده ی آن رفته و مدل و نوع بایوس را بررسی کنید. سپس ببینید که سازنده نسخه ی جدید تری برای آن را ارائه کرده است یا خیر. نسخه ی جدید همراه با برنامه ی کمکی نصب را دانلود کنید . گاهی ممکن است که این دو با یکدیگر ترکیب شده باشند . برنامه را در فلاپی دیسک یا سی دی کپی کنید و کامپیوتر را مجددا راه اندازی کنید . برنامه به صورت خودکار بایوس قبلی را پاک می کند و نسخه ی جدید را در حافظه می نویسد. سازنده گان اصلی بایوس عبارتند از :

- American megatrends inc (AMI)

- Phoenix Technologies

 - ALi

- Winbond

هنگام تغییر بایوس بسیار دقت کنید. اگر مشکلی با نسخه ی نصب شده ندارید و کاربر مبتدی هستید از به روز رسانی بایوس صرف نظر کنید. مطمئن شوید که نسخه ی سازگار با سخت افزار را نصب می کنید . بعضی از سازندگان نرم افزار هایی را ارائه داده اند که به طور اتوماتیک به سایت سازنده متصل شده و نسخه های جدید برای به روز رسانی را مشخص و دانلود می کنند و خطر نصب نسخه های نا سازگار را بر طرف می کنند. در صورت نصب نسخه ی اشتباه ممکن است که بایوس کامپیوتر را از کار بیاندازید که در آن صورت کار بسیار دشوار می شود ! پس همیشه از سازگاری نسخه ی مورد نظر اطمینان حاصل کنید. در آینده بیشتر با بایوس و cmos اشنا می شویم ...