Ein BIOS (Basic Input/Output System) ist die Software, die ein Computer direkt nach dem Einschalten ausführt. Sie wird dazu in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt und steht dem Steuerwerk der CPU so direkt zur Verfügung.

BITUMEN!!!!!!!!!!!

Ein BIOS unterscheidet sich von der funktionsähnlichen Firmware darin, dass es nicht selbst den Betrieb des Computers steuert, sondern dazu ein Betriebssystem bootet. Im Gegensatz zu einem reinen Bootloader verbleibt es nach dem Booten im Speicher und stellt dem Betriebssystem Softwarefunktionen zur Ansteuerung der Hardware zur Verfügung.

Wofür gibt es das BIOS?

Ein BIOS löst zwei Probleme der Datenverarbeitung:

Zum einen ein klassisches Henne-Ei-Problem: Die Software ist auf einem Datenträger gespeichert, zum Auslesen eines Datenträgers benötigt die CPU jedoch Software. Erste Computeranlagen lösten dieses Problem dadurch, dass nach dem Einschalten des Rechners die CPU sich in einem Pausemodus befand. Bevor sie gestartet wurde, trugen zuerst die Programmierer per Hand oder mithilfe spezieller Peripherie eine minimale Software (einen Bootloader) in den Hauptspeicher ein. Das BIOS ist nun in einem Teil des Hauptspeichers abgelegt, dessen Inhalt auch ohne Stromzufuhr erhalten bleibt. Damit entfällt dieser manuelle Schritt.

Zum Anderen erfordert unterschiedliche Hardware, die in unterschiedlichen Rechnern verbaut ist, jeweils eine spezielle Ansteuersoftware („Treibersoftware“). Ein Betriebssystem musste also früher auf jede Variante jedes Rechnertyps speziell zugeschnitten werden, um darauf lauffähig zu sein. Durch die Auslagerung dieser speziellen Ansteuersoftware in den jeweiligen Rechner wurde es möglich, die gleiche Betriebssystemsoftware auf verschiedenen Rechnern laufen zu lassen.
-->Allerdings lässt sich beobachten, dass moderne Betriebssystem wieder dazu übergehen, eigene Treibersoftware für die Hardware zu benutzen, um die vom BIOS zur Verfügung gestellte Ansteuersoftware zu umgehen.

BIOS beim IBM-kompatiblen PC

Funktionen

Power On Self-Test (POST)
Initialisierung der Hardware
Aufforderung zur Eingabe eines BIOS-Passworts (falls konfiguriert)
Aufforderung zur Eingabe eines Festplatten-Passworts (falls konfiguriert)
Darstellung eines Startbildschirms
Möglichkeit ein BIOS-Konfigurationsmenü („BIOS-Setup“) aufzurufen
Aufrufen von BIOS-Erweiterungen, die auf Steckkarten untergebracht sind, z. B.:
- Grafikkarten
- Netzwerkkarten
- SCSI-Karten
- RAID-Karten
Feststellen, von welchem Datenträger gebootet werden kann und soll
Laden des Software-Bootloader von diesem Datenträger

Danach übernimmt der geladene Bootloader die Kontrolle über den Rechner. Meist lädt und startet er das auf dem entsprechenden Datenträger gespeicherte Betriebssystem entweder sofort oder bietet ein Menü zur Auswahl eines Betriebssystems an (Bootmanager). Bei klassischen Betriebssystemen (z. B. DOS) wird das BIOS auch im weiteren Betrieb genutzt. Es übernimmt für das Betriebssystem die Kommunikation mit diverser Hardware, z. B.:

Tastaturanschluss
serielle und parallele Schnittstellen
Systemlautsprecher
Grafikkarte (nur Textdarstellung)
Diskettenlaufwerke
Festplatten

Andere, moderne Arten von Hardware werden vom BIOS nicht bedient. Zur Ansteuerung z. B. einer Maus ist auch unter DOS ein spezieller Hardwaretreiber nötig.

Neuere, treiberbasierte Betriebssysteme wie z. B. Microsoft Windows nutzen diese BIOS-Dienste nicht. Sie laden für jede Art von Hardware einen speziellen Treiber. Sie müssen jedoch am Anfang ihres Startvorgangs noch kurz auf die BIOS-Funktionen zur Ansteuerung der Festplatten zurückgreifen, um ihren Festplattentreiber zu laden.

Sicherheit

Das BIOS ist die zweite Sicherheitsstufe, die unberechtigten Zugriff auf einen Computer verhindern kann. Zuvor gibt es die physische Sicherung mit Schlössern o. ä., welche stets vorzuziehen ist. Im BIOS-Setup kann eine Passwortabfrage für das Starten des Rechners eingerichtet werden. Dies stellt aber nur auf den ersten Blick eine Sicherung des Systems dar, da diese Einstellungen bei physischem Zugang zum Computer mehr oder weniger leicht durch Manipulationen auf der Hauptplatine ausgehebelt werden kann (z. B. Rücksetzen der BIOS-Konfiguration durch Entfernen der Batterie). Zudem wirkt diese Sicherung auch nur auf die Hauptplatine, auf der sich das das BIOS enthaltende ROM befindet. Tauscht man diese aus, oder baut man die Festplatte(n) des Systems in einen anderen Rechner ein, kann problemlos auf alle Daten zugegriffen werden. Zudem haben die Hersteller meist ein festes (Recovery-)Passwort (eigentlich nur den Servicekräften bekannt) eingerichetet, um den der Zugang wiederhergestellen zu können, wenn man sein eigenes Passwort vergessen hat.

Für viele BIOS-Versionen gibt es neben dem User-Passwort, mit dem das Booten des Betriebssystems gesperrt wird, auch ein Master- oder Supervisor-Passwort, welches die Einstellungen des BIOS vor Veränderungen schützt. Damit lässt sich ein passwortgeschützter Rechner auch dann wieder starten, wenn man etwa das User-Passwort vergessen hat.

BIOS-Einstellungen

Im Normalfall sollte man an den Einstellungen des BIOS nur wenig ändern. So ist der Aufruf der Einstellungen nur selten notwendig und mit Vorsicht zu genießen, da falsche Einstellungen zu schwer nachvollziehbaren Fehlfunktionen des Rechners führen können.

In das Setup-Programm des BIOS gelangt man meistens, indem man beim Einschalten des Rechners eine bestimmte Taste oder Tastenkombination betätigt. Üblicherweise wird diese auf dem Startbildschirm angezeigt. Übliche Tasten sind die Entf-Taste, die F1-, F2- oder F5-Taste. Selten findet man Mainboards, auf denen ein bestimmter Jumper gesetzt werden muss.

Bei Schwierigkeiten bietet das BIOS i. A. die Möglichkeit, die Standardeinstellungen des Rechner- oder des BIOS-Herstellers zu setzen. Während die Einstellungen des Rechnerherstellers darauf ausgerichtet sind, die maximal mögliche Leistung zu erzielen, die ohne Beeinträchtigung der Stabilität möglich ist, stellen die Einstellungen des BIOS-Herstellers eine Minimalkonfiguration dar, bei der die Betriebssicherheit des Rechners an oberster Stelle steht. Da hierbei jedoch, im Gegensatz zum Rechnerhersteller, meist keine Rücksicht auf die Eigenheiten der speziellen Hardware genommen werden kann, nimmt die Leistung des Rechners meist stark ab.

Hinweis: Da während der Benutzung des Setups die deutschen Tastatur-Treiber noch nicht geladen sind (diese sind Teil des Betriebssystems), muss man bei der Bestätigungsfrage auf einer deutschen Tastatur für Yes statt des Y das Z drücken, da die Tasten Y und Z auf der amerikanischen Tastatur – neben einigen Sonderzeichen – vertauscht sind.

Aktualisieren des BIOS

Auf modernen Hauptplatinen ist das BIOS in einem wiederbeschreibbaren Speicher abgelegt. Daher kann es durch neuere Versionen ersetzt werden („Flashen“). Da ein Rechner ohne vollständiges BIOS jedoch nicht funktionsfähig ist, stellt dieser Vorgang immer ein gewisses Risiko dar. Wird er unterbrochen, z. B. durch einen Stromausfall, muss der Chip, auf dem das BIOS gespeichert ist, ausgetauscht werden.

Einige Motherboards bieten ein DualBIOS an. Im Fehlerfall kann das 2. (noch intakte) BIOS den Startvorgang übernehmen. Das kann beim Flashen des BIOS ein Rettungsanker sein. Sollte die neu aufgespielte BIOS Version nicht funktionieren kann aus dem 2. intakten BIOS gestartet werden und die Änderung rückgängig gemacht werden. Des Weiteren können mit einem DualBIOS verschiedene BIOS Einstellungen geladen werden.

BIOS-Hersteller

Eine Auswahl von Herstellern von BIOSen für IBM-kompatible PCs:

IBM stellt seit geraumer Zeit kein eigenes BIOS mehr her
AMI
MR BIOS
Phoenix/Award Award und PHOENIX haben fusioniert, so dass es ab der Version 6.0 aktuell nur noch dieses BIOS gibt.

Zukunft

Extensible Firmware Interface

Intel und Microsoft sind bestrebt, das über 20 Jahre alte BIOS durch das Extensible Firmware Interface zu ersetzen, welches bessere Voraussetzungen für zukünftige Computergenerationen bieten soll.

Freie Software

Die verschiedenen BIOS der verschiedenen PCs sind im Regelfall proprietäre (d. h. nicht freie) Software, was große Unsicherheiten birgt. So erlaubt z. B. das BIOS der Xbox es nicht, andere Software als die von Microsoft zugelassene zu starten. Des Weiteren ist zu befürchten, dass im Zuge von DRM zukünftig im BIOS Einschränkungen der Handlungsfreiheit des Benutzers verankert werden.

Es ist möglich, den EEPROM-Baustein, auf dem das BIOS abgelegt ist, zu ersetzen oder zu überschreiben, um so z. B. den Linux-Kernel direkt aus dem EEPROM heraus zu starten, ohne BIOS. Die Vorgehensweise ist jedoch von der jeweiligen Hauptplatine abhängig und somit nicht ganz einfach.

Ein Projekt mit dieser Zielsetzung ist LinuxBIOS.

BIOS bei CP/M-Computern

In der Ausdrucksweise von CP/M bedeutet BIOS nicht ein Programm in einem Festspeicher, sondern die unterste Ebene des Betriebssystems selbst, die von einer Diskette oder Festplatte geladen wird. Bei MS-DOS heißt die entsprechende Komponente nicht BIOS, sondern „IO.SYS“.

BIOS beim Atari ST

Beim Atari ST war das gesamte Betriebssystem TOS, einschließlich der grafischen Benutzeroberfläche GEM, im ROM untergebracht und war quasi direkt nach dem Einschalten betriebsbereit.

Als BIOS bezeichnete man die unterste Schicht des Betriebssystems, für den Programmierer erkennbar als eine Sammlung speicherresidenter Funktionen. Darüberliegende Schichten (ebenfalls erkennbar als solche Sammlungen) waren:

das XBIOS (Extended Basic Input/Output System)
das GEMDOS (GEM Disk Operating System)
das VDI (Virtual Device Interface)
das AES (Application Environment System)

BIOS bei Apple-Computern

Siehe auch

Weblinks

BIOS-Entwickler (Developer)

Weitere BIOS bezogene Weblinks