電腦BIOS和CMOS有什么區(qū)別

時(shí)間：2024-08-16 17:20:23 電腦知識(shí) 我要投稿

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　　BIOS是什么？CMOS又是什么？相信很多裝系統(tǒng)的人都了解BIOS但是我們也經(jīng)常聽到CMOS。下面一起來(lái)看看！

電腦BIOS和CMOS有什么區(qū)別

　　在我們的電腦中，都有一塊黑色的小芯片。但是請(qǐng)千萬(wàn)不要小看它，如果它損壞或者數(shù)據(jù)錯(cuò)誤亂套的話，恭喜，如果不會(huì)“救回”這個(gè)小芯片，那么這臺(tái)電腦可以掛閑魚賣零件了……

　　這個(gè)小芯片是什么呢？對(duì)，它就是BIOS芯片。那BIOS又是什么玩意？答曰：“BIOS，是Basic Input Output System的詞頭縮寫�！比绻弊g為中文，那就叫做“基本輸入輸出系統(tǒng)”。然而BIOS到底是什么，光說(shuō)它的名字對(duì)于一般人來(lái)說(shuō)還是如同天書一般。其實(shí)BIOS是固化在一個(gè)只讀存儲(chǔ)器（ROM，下同）或非易失性存儲(chǔ)器（NvRAM）上的程序，所以BIOS只是個(gè)程序。但既然是程序，那么肯定是得要運(yùn)行的，所以就得為這個(gè)程序找一個(gè)地方存起來(lái)以便隨時(shí)能運(yùn)行。這個(gè)程序存放在哪里？是固化在一個(gè)ROM或NvRAM里的，那么這個(gè)ROM或者NvRAM又是啥玩意？對(duì)了，就是那個(gè)黑色小芯片，即BIOS芯片，所以BIOS芯片是個(gè)ROM或NvRAM，目前的大多數(shù)BIOS芯片基本只有NOR Flash一種，屬于NvRAM。少數(shù)上古的舊式BIOS芯片還可以看到EEPROM，下面稍后再談這兩個(gè)玩意。

　　上面說(shuō)完了BIOS和BIOS芯片，我們已經(jīng)知道BIOS只是個(gè)存儲(chǔ)在一個(gè)芯片中的程序。那么既然是程序，肯定就得包括一些功能，都包括些啥玩意呢，下面主要列舉如下：

　　1、POST自檢和硬件自檢程序：通過(guò)讀取CMOS存儲(chǔ)中的硬件信息，識(shí)別硬件配置，并對(duì)硬件自檢和初始化。

　　2、操作系統(tǒng)啟動(dòng)程序：硬件自檢成功后（這時(shí)硬盤已經(jīng)被識(shí)別），執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)引導(dǎo)設(shè)備的引導(dǎo)分區(qū)，將引導(dǎo)程序讀入內(nèi)存，若成功讀入，則進(jìn)入啟相應(yīng)設(shè)備上的操作系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程

　　3、CMOS設(shè)置程序：在電腦開機(jī)自檢中，按下進(jìn)入CMOS設(shè)置的快捷鍵，則進(jìn)入CMOS設(shè)置。設(shè)置結(jié)束后，若進(jìn)行保存操作，則更新后的硬件信息會(huì)存入CMOS中并重新進(jìn)行自檢，否則繼續(xù)完成本次自檢后續(xù)的過(guò)程

　　4、硬件I/O和中斷服務(wù)：軟件在一些對(duì)硬件底層的操作中，需要中斷服務(wù)或硬件I/O操作，這時(shí)就需要BIOS充當(dāng)軟件和硬件之間“臨時(shí)搭橋”的作用。

　　BIOS主要的功能基本上就是這4點(diǎn)，但是請(qǐng)注意1和3，又冒出個(gè)CMOS，這又是啥東東？

　　答曰：“CMOS，本義上是Complementary Metal Oxide Semiconductor的詞頭縮寫�！敝弊g為“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”，是一種半導(dǎo)體技術(shù)，屬于數(shù)字電路的范疇。但是為了避免再亂造新詞造成混亂，人們干脆將采用該技術(shù)的制程和生產(chǎn)出的元件或芯片也叫CMOS，比如數(shù)碼相機(jī)的傳感器就叫做CMOS。很不幸但也很慶幸的是，我們的電腦中就有一個(gè)用CMOS技術(shù)的芯片，所以這個(gè)芯片直接就叫做CMOS芯片，是個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。不過(guò)現(xiàn)在這個(gè)芯片一般都是集成到主板的南橋芯片組里，你根本也看不到它，它是用來(lái)干嘛的呢？原來(lái)它就是用來(lái)保存當(dāng)前電腦的硬件配置信息和其他一些有關(guān)信息的，所以這個(gè)CMOS芯片只是個(gè)保存數(shù)據(jù)的玩意。既然它只是個(gè)RAM（不是昂貴的NvRAM非易失性存儲(chǔ)器，也沒必要用NvRAM），那么就得給它一直供著電，否則掉電后數(shù)據(jù)就丟了。但是我們的電腦不能總開著機(jī)一直耗電玩，所以就必須得有一個(gè)后備電源準(zhǔn)備著隨時(shí)在電腦電源關(guān)閉后“接班”為CMOS芯片供電，好吧，放個(gè)3V鋰電池就行了，所以主板上那個(gè)電池是為CMOS芯片在電腦電源關(guān)閉后繼續(xù)供電的東西。

　　說(shuō)到這里大多數(shù)人都該明白了，BIOS是個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)一系列功能，該程序存儲(chǔ)在芯片中，這個(gè)芯片叫做BIOS芯片；而CMOS也是個(gè)芯片，是個(gè)RAM，里面存的是電腦硬件配置信息和電腦其他有關(guān)的東西，電腦啟動(dòng)了就由電腦電源為其供電，電腦關(guān)閉則由一個(gè)后備電池供電保證數(shù)據(jù)不丟失。

　　那么CMOS既然是RAM，里面的東西就能夠進(jìn)行修改，用什么軟件對(duì)CMOS修改呢？需要用CMOS設(shè)置程序，而這個(gè)設(shè)置程序又在哪里？好，請(qǐng)返回去看BIOS的第三條功能——CMOS設(shè)置程序，所以CMOS的設(shè)置程序是BIOS本身的一個(gè)功能，而BIOS又是存在BIOS芯片中的，所以原則上應(yīng)該這樣描述：用存儲(chǔ)在BIOS芯片中的BIOS中的CMOS設(shè)置程序?qū)MOS進(jìn)行設(shè)置。但是這種準(zhǔn)確的闡述顯得非常長(zhǎng)，也有些拗口。于是干脆就把它簡(jiǎn)單稱作“BIOS設(shè)置”或者叫“CMOS設(shè)置”。但是請(qǐng)一定要明白，CMOS設(shè)置才是正確的，而BIOS根本沒有設(shè)置這一說(shuō)，它本身只是一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)一些功能而已，BIOS程序本身不需要任何設(shè)置

　　雖然BIOS本身不需要什么設(shè)置，然而BIOS畢竟是和底層硬件打交道的，硬件本身的規(guī)范也是五花八門，這需要BIOS也得及時(shí)跟上對(duì)硬件的支持。但是BIOS畢竟不是萬(wàn)能的，對(duì)硬件的支持難免會(huì)“掛一漏萬(wàn)”，要想隨時(shí)對(duì)最新的硬件進(jìn)行支持，就需要對(duì)BIOS程序進(jìn)行升級(jí)更新。前已說(shuō)過(guò)BIOS程序本身是存在BIOS芯片中的，對(duì)BIOS程序的升級(jí)更新其實(shí)就是替換掉BIOS芯片的舊內(nèi)容并寫入新內(nèi)容，那么對(duì)于芯片來(lái)說(shuō)就是刷新操作。先等一下，BIOS芯片不是個(gè)ROM嗎，怎么能刷新呢？還是請(qǐng)返回有關(guān)BIOS芯片的類型說(shuō)明上，上面說(shuō)BIOS芯片常見只有一種，叫做NOR Flash，還有上古的EEPROM，其實(shí)，BIOS芯片從ROM發(fā)展到NOR Flash主要是經(jīng)歷了4代。下面就來(lái)說(shuō)一下。

　　最早的BIOS芯片真的就是ROM，或者叫PROM。BIOS程序是在主板生產(chǎn)中用特殊方法燒錄進(jìn)去的，一旦燒錄進(jìn)去，就只能讀，不能改。如果真的想升級(jí)BIOS程序，就需要把電腦送回主板商那里，由主板商按新BIOS程序重新再燒錄一個(gè)新BIOS芯片，再把這個(gè)新芯片插回到主板，如果BIOS芯片燒錄過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，這塊芯片只能報(bào)廢。由于ROM芯片只能寫入一次，因此最早的PC機(jī)想升級(jí)BIOS是非常困難的。直到EPROM的出現(xiàn)，使得BIOS升級(jí)成為比較容易的事。

　　EPROM，為Erasable Programmable ROM的詞頭縮寫，中文直譯即為可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。雖然它也是只讀存儲(chǔ)器，但是它卻可以多次重復(fù)擦除和寫入。它本身有一個(gè)小開窗，而暴露在外的這部分受到紫外線照射就會(huì)將芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)擦除，當(dāng)然這是物理方面的“亂擦”而已。如果實(shí)現(xiàn)BIOS程序的更新，還得需要兩個(gè)東西，一個(gè)是芯片的擦除器，用來(lái)擦除EPROM的原有數(shù)據(jù)；另一個(gè)則是芯片的編程器，用來(lái)將新BIOS程序?qū)戇M(jìn)EPROM中，而且在寫入過(guò)程中需要加一定的編程電壓才可以。確認(rèn)寫入無(wú)錯(cuò)誤后，還需要用不透光的紙或者其他東西把開窗的區(qū)域擋上，避免空氣中的微弱紫外線長(zhǎng)時(shí)間照射造成芯片內(nèi)寫入的資料損壞。雖然EPROM可以多次擦除和寫入，使得升級(jí)BIOS顯得輕松許多，但是非�？量痰牟脸懭胍笫沟蒙�(jí)BIOS還是不那么容易。直到EEPROM或者叫E2PROM則是徹底讓BIOS升級(jí)成為傻瓜式的操作。

　　EEPROM中的EPROM和上段的意思一樣，前面的E是Electrically（電）的縮寫，EEPROM或者E2PROM即為電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。對(duì)它進(jìn)行擦除不需要什么紫外線，也不需要什么擦除器和編程器，只需要在擦除及寫入軟件中控制電壓就可以完全重寫EEPROM，這樣升級(jí)BIOS變得非常方便。因?yàn)镋EPROM可以任意擦寫，這是很危險(xiǎn)的（比如CIH就會(huì)對(duì)沒有寫保護(hù)的BIOS亂改導(dǎo)致主板Halt），所以EEPROM的BIOS芯片都會(huì)有一個(gè)開關(guān)用來(lái)切換只讀和可寫入狀態(tài)以避免被亂寫。刷新EEPROM的BIOS芯片，只需要做一個(gè)刷新程序，和要升級(jí)的BIOS程序及其他相關(guān)文件放在一起，重啟電腦進(jìn)入DOS，運(yùn)行一些命令就可以輕松刷新BIOS芯片內(nèi)容，一些主板廠商為了方便用戶完全傻瓜式升級(jí)BIOS程序，開發(fā)出一些工具，并將這些工具直接也內(nèi)置進(jìn)了BIOS芯片中，從而方便升級(jí)BIOS。EEPROM雖然使得升級(jí)BIOS變得異常簡(jiǎn)單，但是由于EEPROM還是脫胎于EPROM，擦寫時(shí)仍然需要一定的編程電壓，EEPROM無(wú)論擦除還是寫入都是以一個(gè)字節(jié)為單位，而且擦除和寫入是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)刷新BIOS的過(guò)程中一旦出現(xiàn)斷電或其他異常情況，就會(huì)造成“寫入不全、擦除也不全”的混合式假BIOS程序，而且一個(gè)字節(jié)為單位進(jìn)行擦除速度也很慢。到了NOR Flash則是改變了這些缺點(diǎn)。

　　NOR Flash，是非易失性存儲(chǔ)器（NvRAM）的一種標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)它基本和上面那幾個(gè)ROM標(biāo)準(zhǔn)誕生在同一時(shí)期，但是應(yīng)用在BIOS芯片上則是最后的，NOR Flash由于是NvRAM的標(biāo)準(zhǔn)，可以在普通情況下任意擦除或?qū)懭耄圆辉傩枰泳幊屉妷�。此外，NvRAM還可以實(shí)現(xiàn)大容量的存儲(chǔ)，對(duì)于BIOS的后繼UEFI是優(yōu)點(diǎn)之一。還有NvRAM在擦除時(shí)是以一個(gè)塊（Block）為單位進(jìn)行整體擦除的，塊是由芯片廠商人為規(guī)定的字節(jié)數(shù)，肯定不會(huì)是一個(gè)字節(jié)，因此擦除速度會(huì)很快，寫入仍然按照一字節(jié)為單位，而且寫入和擦除是分步進(jìn)行的，只有確定全部塊都擦除完畢才會(huì)進(jìn)行寫入操作，這些特點(diǎn)使得NOR Flash成為目前最大眾的BIOS芯片。

　　為什么BIOS程序更新后，需要重新運(yùn)行CMOS設(shè)置程序設(shè)置CMOS參數(shù)？原來(lái)在升級(jí)BIOS程序過(guò)程中，原有BIOS內(nèi)容已經(jīng)被逐漸清掉，所以這時(shí)CMOS雖然還有硬件配置數(shù)據(jù)，但已經(jīng)是無(wú)用的垃圾數(shù)據(jù)。當(dāng)刷入新BIOS后，BIOS程序就恢復(fù)為初始狀態(tài)，有些部分就會(huì)有變化，當(dāng)讀取CMOS時(shí)，發(fā)現(xiàn)和BIOS程序設(shè)置的不一樣，可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，所以就需要重新運(yùn)行CMOS程序設(shè)置電腦參數(shù)并保存，則CMOS的硬件信息就和BIOS中的CMOS設(shè)置一致了，再次啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)一致則繼續(xù)完成后續(xù)過(guò)程，直到將引導(dǎo)交給OS，OK，本次BIOS更新成功完成

　　總結(jié)：

　　BIOS是一個(gè)程序，存在BIOS芯片中，而CMOS是一個(gè)集成在南橋的芯片，存的是電腦硬件配置信息，若想更改并保存起來(lái)，就需要用BIOS程序中的CMOS設(shè)置程序?qū)ζ溥M(jìn)行設(shè)置。

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