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带你了解主板BIOS、EFI与UEFI的基础知识

  相信不少用户,在做系统或者超频都会进入BIOS界面中。那么主板Bios是什么意思?BIOS其实是个程序,存储在BIOS芯片中,而现在的新式电脑用的基本都是UEFI启动,早期的过渡电脑用的都是EFI启动。其实EFI或UEFI的一部分也是存储在一个芯片中,由于它们在表面形式、基本功能上和BIOS差不多,所以习惯上我们也把存储EFI/UEFI的芯片叫做EFI/UEFI BIOS芯片,EFI/UEFI也叫做EFI/UEFI BIOS,但在实际上它们和BIOS根本是不一样的,所以最好还是把后面的“BIOS”尾巴去掉为好,下面爱组装电脑网就来分享一下主板BIOS、EFI与UEFI基础知识详解。

带你了解主板BIOS、EFI与UEFI的基础知识

  BIOS、EFI和UEFI

  BIOS用于计算(suan)(suan)机硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)自检(jian)、CMOS设置(zhi)、引导(dao)操作系统(tong)启动、提(ti)供硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)I/O、硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)断等4项主要功能(neng)(neng),因(yin)此BIOS程(cheng)序可以分为(wei)若干模(mo)(mo)(mo)块(kuai),主要有Boot Block引导(dao)模(mo)(mo)(mo)块(kuai)、CMOS设置(zhi)模(mo)(mo)(mo)块(kuai)、扩展配置(zhi)数据(ju)(ESCD)模(mo)(mo)(mo)块(kuai)、DMI收(shou)集硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)数据(ju)模(mo)(mo)(mo)块(kuai),其中(zhong)引导(dao)模(mo)(mo)(mo)块(kuai)直接(jie)负责执行BIOS程(cheng)序本(ben)身入口、计算(suan)(suan)机基本(ben)硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)的检(jian)测和(he)初始化,ESCD用于BIOS与OS交换硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)配置(zhi)数据(ju),DMI则充当(dang)了硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)管理工具和(he)系统(tong)层之间(jian)接(jie)口的角色,通(tong)过DMI,用户(hu)可以直观地获得(de)硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)的任何信(xin)息,CMOS设置(zhi)模(mo)(mo)(mo)块(kuai)就(jiu)是实现对硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)信(xin)息进行设置(zhi),并保存在(zai)CMOS中(zhong),是除了启动初始化以外BIOS程(cheng)序最常用的功能(neng)(neng)。

  BIOS本身是(shi)汇编(bian)语言代码,是(shi)在(zai)(zai)16位(wei)(wei)实(shi)(shi)模式(shi)下(xia)调用INT 13H中断执(zhi)行(xing)的(de),由于(yu)x86-64是(shi)一个高度兼(jian)容的(de)指令(ling)集(ji),也(ye)为了(le)(le)(le)迁就(jiu)BIOS的(de)16位(wei)(wei)实(shi)(shi)模式(shi)的(de)运行(xing)环境(jing),所(suo)以即使(shi)(shi)现在(zai)(zai)的(de)CPU都(dou)(dou)已是(shi)64位(wei)(wei),如果还是(shi)在(zai)(zai)BIOS启动(基(ji)本见于(yu)09年以前(qian)的(de)主(zhu)板),在(zai)(zai)开(kai)(kai)机时仍然都(dou)(dou)是(shi)在(zai)(zai)16位(wei)(wei)实(shi)(shi)模式(shi)下(xia)执(zhi)行(xing)的(de)。16位(wei)(wei)实(shi)(shi)模式(shi)直接能访问的(de)内(nei)存(cun)只有1MB,就(jiu)算你安(an)了(le)(le)(le)4G、8G或者16G还是(shi)32G内(nei)存(cun),到了(le)(le)(le)BIOS上(shang)一律只先认(ren)前(qian)1MB。在(zai)(zai)这(zhei)1MB内(nei)存(cun)中,前(qian)640K称(cheng)为基(ji)本内(nei)存(cun),后面384K内(nei)存(cun)留给(ji)开(kai)(kai)机必要硬件(jian)和各类BIOS本身使(shi)(shi)用,了(le)(le)(le)解了(le)(le)(le)这(zhei)些(xie),下(xia)面谈一下(xia)BIOS启动计算机的(de)具体过(guo)程。

  电脑通电后,究(jiu)竟发(fa)生了什么(me)?

  当(dang)按下电(dian)源(yuan)开关时,电(dian)源(yuan)就开始向主(zhu)(zhu)板(ban)(ban)和其(qi)他设备(bei)供电(dian),这时电(dian)压还不(bu)稳(wen)定(ding),在(zai)早期的(de)(de)南北(bei)桥主(zhu)(zhu)板(ban)(ban)上,由主(zhu)(zhu)板(ban)(ban)北(bei)桥向CPU发复位(wei)信号,对CPU初始化(hua);稳(wen)定(ding)电(dian)压后(hou)复位(wei)信号便撤掉(diao)。而对于现在(zai)的(de)(de)单南桥主(zhu)(zhu)板(ban)(ban),则由CPU自身调整稳(wen)定(ding)电(dian)压达(da)到初始化(hua)的(de)(de)目的(de)(de),当(dang)电(dian)压稳(wen)定(ding)后(hou),CPU便在(zai)系统BIOS保留的(de)(de)内存地址(zhi)处(chu)执行(xing)跳转BIOS起(qi)始处(chu)指令(ling),开始执行(xing)POST自检。

  在(zai)(zai)POST自检中(zhong),BIOS只检查(cha)系统的(de)必要核心硬件(jian)是(shi)否有问题(ti),主(zhu)(zhu)要是(shi)CPU、640K基(ji)本(ben)(ben)内存、显卡是(shi)否正常(chang),PS/2键盘控制(zhi)器、系统时钟(zhong)是(shi)否有错误(wu)等等。由于POST检查(cha)在(zai)(zai)显卡初(chu)始(shi)化以(yi)(yi)前,因此在(zai)(zai)这个阶段(duan)如发(fa)生错误(wu),是(shi)无法在(zai)(zai)屏幕上显示的(de),不过(guo)主(zhu)(zhu)板上还有个报警(jing)扬声(sheng)器,而且如果主(zhu)(zhu)板的(de)8255外围可编程接口芯片没有损坏的(de)话,POST报警(jing)声(sheng)音一(yi)(yi)(yi)定是(shi)会(hui)出来的(de)。可以(yi)(yi)根据报警(jing)声(sheng)的(de)不同大致判(pan)断(duan)错误(wu)所在(zai)(zai),一(yi)(yi)(yi)般情况下,一(yi)(yi)(yi)声(sheng)短“嘀(di)”声(sheng)基(ji)本(ben)(ben)代(dai)表(biao)正常(chang)启动,不同的(de)错误(wu)则是(shi)不同的(de)短“嘀(di)”声(sheng)和(he)长“嘀(di)”声(sheng)组(zu)合。POST自检结束后,BIOS开(kai)始(shi)调用中(zhong)断(duan)完成(cheng)各种硬件(jian)初(chu)始(shi)化工作。

  BIOS的(de)显示与启动

  硬件(jian)初(chu)始(shi)(shi)化工作中,主要说明(ming)两(liang)点(dian),首先经(jing)(jing)过POST检测后,电脑终于出现(xian)了(le)开机启动(dong)(dong)画面,这(zhei)就是(shi)(shi)已经(jing)(jing)检测到了(le)显(xian)卡并完成了(le)初(chu)始(shi)(shi)化。但是(shi)(shi)请注(zhu)意,由(you)于BIOS是(shi)(shi)在(zai)16位实模式(shi)(shi)运行,因(yin)此(ci)该画面是(shi)(shi)以VGA分(fen)(fen)辨率(lv)(640*480,纵横比(bi)4:3)显(xian)示(shi)(shi)的(de)(de),因(yin)为实模式(shi)(shi)最(zui)高支(zhi)持的(de)(de)就是(shi)(shi)VGA。以前的(de)(de)小14-17寸CRT显(xian)示(shi)(shi)器由(you)于都是(shi)(shi)4:3比(bi)例,最(zui)高分(fen)(fen)辨率(lv)也(ye)比(bi)较低,因(yin)此(ci)这(zhei)个开机启动(dong)(dong)画面没有什么违和感,但现(xian)在(zai)的(de)(de)液晶显(xian)示(shi)(shi)器基本上(shang)都是(shi)(shi)宽屏16:9的(de)(de),分(fen)(fen)辨率(lv)也(ye)较高,因(yin)此(ci)在(zai)这(zhei)样(yang)的(de)(de)显(xian)示(shi)(shi)屏下,启动(dong)(dong)画面上(shang)的(de)(de)一切东西显(xian)示(shi)(shi)都可以说“惨不忍睹”——图形被(bei)拉长,字(zi)体很大很模糊,可以很明(ming)显(xian)看到显(xian)示(shi)(shi)字(zi)体的(de)(de)锯齿(chi)。第二,BIOS只识别到由(you)主引导(dao)记(ji)录(lu)(MBR)初(chu)始(shi)(shi)化的(de)(de)硬盘,之所以说明(ming)这(zhei)点(dian),是(shi)(shi)因(yin)为后续(xu)的(de)(de)EFI或UEFI采用(yong)了(le)一种(zhong)新的(de)(de)GUID磁盘分(fen)(fen)区(qu)系(xi)统(GPT)格式(shi)(shi),这(zhei)种(zhong)硬盘在(zai)BIOS下是(shi)(shi)无法识别的(de)(de)。硬件(jian)全部(bu)初(chu)始(shi)(shi)化完毕后,接下来进入更(geng)新ESCD阶段(duan)。

  在(zai)ESCD更新(xin)阶段中(zhong),BIOS将(jiang)对存储在(zai)CMOS中(zhong)和操(cao)作(zuo)系(xi)统(tong)交(jiao)换的硬(ying)件配置数据(ju)进(jin)行检测,如果系(xi)统(tong)硬(ying)件发生变(bian)动,则(ze)(ze)会(hui)更新(xin)该数据(ju),否则(ze)(ze)不更新(xin)保(bao)持原(yuan)状不变(bian),ESCD检测或更新(xin)结束后(hou),BIOS将(jiang)完成最(zui)后(hou)一项工作(zuo),就是启动操(cao)作(zuo)系(xi)统(tong)。

  最后这一步中(zhong),BIOS根据(ju)CMOS中(zhong)用户指定的硬件(jian)(jian)(jian)(jian)启动(dong)顺序(xu),读(du)取相(xiang)应(ying)设备的启动(dong)或(huo)引导记(ji)录(lu),引导相(xiang)应(ying)设备上的操(cao)作系统(tong)启动(dong),进(jin)入(ru)操(cao)作系统(tong),此后便(bian)由(you)操(cao)作系统(tong)接替BIOS负责硬件(jian)(jian)(jian)(jian)和软件(jian)(jian)(jian)(jian)间的相(xiang)互通信(xin)。如果发现所(suo)有硬件(jian)(jian)(jian)(jian)都(dou)没有能引导操(cao)作系统(tong)的记(ji)录(lu),则(ze)会在屏幕上显(xian)示相(xiang)应(ying)错误信(xin)息,并将(jiang)电脑维持在16位实模式。

  虽然BIOS作(zuo)为电脑(nao)加电启动(dong)所(suo)必不(bu)(bu)(bu)可少(shao)的(de)(de)(de)部分,但(dan)是(shi)从其于1975年(nian)诞生之日起(qi)近(jin)30余年(nian),16位汇(hui)编(bian)语言代码,1M内存寻址(zhi),调用(yong)中断一条条执行(xing)的(de)(de)(de)理(li)念和方式竟然一点都没有(you)改(gai)变,虽然经各大(da)主板商不(bu)(bu)(bu)懈努力,BIOS也(ye)有(you)了ACPI、USB设备(bei)支持,PnP即(ji)插即(ji)用(yong)支持等(deng)新东西,但(dan)是(shi)这在(zai)(zai)(zai)(zai)根(gen)本(ben)上(shang)没有(you)改(gai)变BIOS的(de)(de)(de)本(ben)质,而intel为了迁就这些旧技术,不(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)一代又(you)一代处(chu)理(li)器(qi)(qi)中保留着16位实模式(否则根(gen)本(ben)无法开(kai)(kai)机的(de)(de)(de))。但(dan)是(shi),intel在(zai)(zai)(zai)(zai)2001年(nian)开(kai)(kai)发(fa)了全新的(de)(de)(de)安(an)腾(teng)处(chu)理(li)器(qi)(qi),采用(yong)IA-64架(jia)构(gou),并推出(chu)了全新的(de)(de)(de)EFI。后(hou)来证明,安(an)腾(teng)处(chu)理(li)器(qi)(qi)、IA-64架(jia)构(gou)没有(you)推广开(kai)(kai)来,而EFI和后(hou)继的(de)(de)(de)UEFI却发(fa)扬光大(da),成(cheng)为现(xian)在(zai)(zai)(zai)(zai)电脑(nao)的(de)(de)(de)主要预启动(dong)环境。

  EFI的原理(li)

  EFI,是(shi)(shi)(shi)Extensible Firmware Interface的(de)(de)(de)词头缩(suo)写(xie)(xie),直译过来就是(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)扩展(zhan)固件(jian)接口,它(ta)(ta)是(shi)(shi)(shi)用模块化、高(gao)级语言(yan)(主要是(shi)(shi)(shi)C语言(yan))构建的(de)(de)(de)一(yi)(yi)个(ge)(ge)小型化系统(tong),它(ta)(ta)和BIOS一(yi)(yi)样(yang),主要在(zai)(zai)(zai)启动(dong)(dong)过程(cheng)中完(wan)成硬(ying)(ying)件(jian)初始(shi)化,但(dan)它(ta)(ta)是(shi)(shi)(shi)直接利用加载EFI驱(qu)动(dong)(dong)的(de)(de)(de)方式(shi),识别系统(tong)硬(ying)(ying)件(jian)并完(wan)成硬(ying)(ying)件(jian)初始(shi)化,彻底摒(bing)弃(qi)读(du)各种中断执行。EFI驱(qu)动(dong)(dong)并不是(shi)(shi)(shi)直接面向(xiang)CPU的(de)(de)(de)代码(ma),而是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)EFI字节(jie)码(ma)编写(xie)(xie)成,EFI字节(jie)码(ma)是(shi)(shi)(shi)专(zhuan)用于EFI的(de)(de)(de)虚拟机器(qi)指令,需要在(zai)(zai)(zai)EFI驱(qu)动(dong)(dong)运行环(huan)境DXE下(xia)解释运行,这(zhei)样(yang)EFI既可(ke)(ke)以(yi)实(shi)现(xian)通配,又提供了良好的(de)(de)(de)兼容。此(ci)外,EFI完(wan)全(quan)是(shi)(shi)(shi)32位或64位,摒(bing)弃(qi)16位实(shi)模式(shi),在(zai)(zai)(zai)EFI中就可(ke)(ke)以(yi)实(shi)现(xian)处(chu)理(li)器(qi)的(de)(de)(de)最大(da)寻址(zhi),因此(ci)可(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)(zai)任何(he)内存(cun)(cun)地址(zhi)存(cun)(cun)放任何(he)信息。另(ling)外,由(you)(you)于EFI的(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)(dong)开发非(fei)常简单,基于EFI的(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)(dong)模型原(yuan)则上(shang)可(ke)(ke)以(yi)使EFI接触到所有硬(ying)(ying)件(jian)功(gong)能,在(zai)(zai)(zai)EFI上(shang)实(shi)现(xian)文(wen)件(jian)读(du)写(xie)(xie),网络浏览都是(shi)(shi)(shi)完(wan)全(quan)可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)。BIOS上(shang)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)CMOS设置(zhi)程(cheng)序(xu)(xu)在(zai)(zai)(zai)EFI上(shang)是(shi)(shi)(shi)作为一(yi)(yi)个(ge)(ge)个(ge)(ge)EFI程(cheng)序(xu)(xu)来执行的(de)(de)(de),硬(ying)(ying)件(jian)设置(zhi)是(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)件(jian)设置(zhi)程(cheng)序(xu)(xu)、而启动(dong)(dong)管(guan)理(li)则是(shi)(shi)(shi)另(ling)一(yi)(yi)个(ge)(ge)程(cheng)序(xu)(xu),保存(cun)(cun)CMOS又是(shi)(shi)(shi)另(ling)一(yi)(yi)个(ge)(ge)程(cheng)序(xu)(xu),虽然它(ta)(ta)们在(zai)(zai)(zai)形式(shi)的(de)(de)(de)Shell上(shang)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)(de)。

  EFI在(zai)(zai)功(gong)能(neng)上(shang)完全(quan)等(deng)同于一(yi)个(ge)轻(qing)量化的(de)(de)(de)(de)(de)OS,但(dan)是EFI在(zai)(zai)制(zhi)(zhi)定时(shi)就定位到不(bu)足(zu)以(yi)成(cheng)为(wei)专业OS的(de)(de)(de)(de)(de)地位上(shang),首先,它只(zhi)(zhi)是一(yi)个(ge)硬件和操作系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)间的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)个(ge)接(jie)口;其(qi)次,EFI不(bu)提供(gong)中断访问机(ji)制(zhi)(zhi),EFI必须(xu)用轮询的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)检查并解释硬件,较OS下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)驱动执行(xing)效率较低,最(zui)后,EFI只(zhi)(zhi)有(you)(you)简单(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)储器管理机(ji)制(zhi)(zhi),在(zai)(zai)段保护模式(shi)下(xia)只(zhi)(zhi)将存(cun)储器分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)段,所有(you)(you)程(cheng)序(xu)都可(ke)以(yi)存(cun)取任(ren)何一(yi)段位置(zhi),不(bu)提供(gong)真(zhen)实的(de)(de)(de)(de)(de)保护服务。伴随着EFI,一(yi)种全(quan)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)GUID磁盘分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(GPT)被引入支(zhi)持(chi)(chi),传(chuan)统(tong)(tong)(tong)(tong)MBR磁盘只(zhi)(zhi)能(neng)存(cun)在(zai)(zai)4个(ge)主分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu),只(zhi)(zhi)有(you)(you)在(zai)(zai)创(chuang)建主分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)不(bu)足(zu)4个(ge)时(shi),可(ke)以(yi)建立一(yi)个(ge)扩(kuo)展分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu),再在(zai)(zai)其(qi)上(shang)建立被系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)识(shi)别的(de)(de)(de)(de)(de)逻(luo)辑分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu),逻(luo)辑分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)也(ye)(ye)是有(you)(you)数(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de),太(tai)多的(de)(de)(de)(de)(de)逻(luo)辑分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)会(hui)严重(zhong)(zhong)(zhong)影响系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)启(qi)动,MBR硬盘分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)最(zui)大仅支(zhi)持(chi)(chi)2T容量,对于现在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)大容量硬盘来说也(ye)(ye)是浪费。GPT支(zhi)持(chi)(chi)任(ren)意多的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu),每(mei)个(ge)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)大小(xiao)原则上(shang)是无限(xian)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de),但(dan)实际上(shang)受到OS的(de)(de)(de)(de)(de)规定限(xian)制(zhi)(zhi)不(bu)能(neng)做到无限(xian),不(bu)过比(bi)MBR的(de)(de)(de)(de)(de)2T限(xian)制(zhi)(zhi)是非常(chang)重(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)进步。GPT的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)类型由GUID表(biao)唯(wei)一(yi)指(zhi)定,基本不(bu)可(ke)能(neng)出现重(zhong)(zhong)(zhong)复,其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)EFI系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)可(ke)以(yi)被EFI存(cun)取,用来存(cun)取部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)驱动和应用程(cheng)序(xu),虽然这(zhei)原则上(shang)会(hui)使EFI系(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)区(qu)变(bian)得不(bu)安全(quan),但(dan)是一(yi)般(ban)这(zhei)里放置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)都是些“边(bian)缘”数(shu)据,即使其(qi)被破坏,一(yi)般(ban)也(ye)(ye)不(bu)会(hui)造(zao)成(cheng)严重(zhong)(zhong)(zhong)后果,而且也(ye)(ye)能(neng)够(gou)简单(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)恢复回来。

  当EFI发展(zhan)(zhan)到1.1的(de)时候,intel决定把(ba)EFI公之于众,于是(shi)后续的(de)2.0吸引了众多公司加入,EFI也不(bu)再属于intel,而(er)是(shi)属于了Unified EFI Form的(de)国际组(zu)织,EFI在2.0后也遂改称(cheng)为UEFI,UEFI,其中的(de)EFI和(he)原来是(shi)一(yi)个意思,U则是(shi)Unified(一(yi)元化、统(tong)一(yi))的(de)缩(suo)写,所以(yi)UEFI的(de)意思就是(shi)“统(tong)一(yi)的(de)可扩展(zhan)(zhan)固件接口”,与前身EFI相比,UEFI主要(yao)有以(yi)下改进:

  首先,UEFI具有完整的(de)图形驱(qu)动(dong)(dong)(dong)功(gong)能,之前的(de)EFI虽(sui)然原则(ze)上加(jia)入(ru)了(le)图形驱(qu)动(dong)(dong)(dong),但(dan)为了(le)保证EFI和BIOS的(de)良好(hao)过渡,EFI多数还是(shi)(shi)一(yi)种类DOS界面(仍(reng)然是(shi)(shi)640*480VGA分(fen)辨(bian)率),只(zhi)支(zhi)持PS/2键(jian)盘(pan)操作(极少数支(zhi)持鼠(shu)标操作),不(bu)支(zhi)持USB键(jian)盘(pan)和鼠(shu)标。到了(le)UEFI,则(ze)是(shi)(shi)拥(yong)有了(le)完整的(de)图形驱(qu)动(dong)(dong)(dong),无论是(shi)(shi)PS/2还是(shi)(shi)USB键(jian)盘(pan)和鼠(shu)标,UEFI一(yi)律是(shi)(shi)支(zhi)持的(de),而且UEFI在显(xian)卡(ka)也支(zhi)持GOP VBIOS的(de)时候,显(xian)示的(de)设(she)置(zhi)界面是(shi)(shi)显(xian)卡(ka)高分(fen)辨(bian)率按640*480或(huo)1024*768显(xian)示,因此画面虽(sui)小但(dan)很清(qing)楚(chu),但(dan)是(shi)(shi)这(zhei)样会导致屏(ping)幕周围大片留黑,不(bu)过鱼和熊掌不(bu)可兼得(de),除(chu)非UEFI默认窗口大小也是(shi)(shi)最高分(fen)辨(bian)率。

  其次,UEFI具有一个独特的(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng),安全启(qi)(qi)动(dong),而EFI是没有安全启(qi)(qi)动(dong)的(de)(de)(de)(de),安全启(qi)(qi)动(dong)(Secure Boot),实际(ji)上通俗的(de)(de)(de)(de)解(jie)释是叫做(zuo)固件(jian)验证(zheng)。开启(qi)(qi)UEFI的(de)(de)(de)(de)安全启(qi)(qi)动(dong)后,主板(ban)会(hui)根(gen)据TPM芯片(pian)(或者CPU内置的(de)(de)(de)(de)TPM)记(ji)(ji)录的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件(jian)签名对各硬(ying)件(jian)判断,只有符合(he)认证(zheng)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件(jian)驱(qu)动(dong)才会(hui)被加载(zai),而Win8以后的(de)(de)(de)(de)Windows则是在操作系(xi)统加载(zai)的(de)(de)(de)(de)过程(cheng)中(zhong)对硬(ying)件(jian)驱(qu)动(dong)继续查签名,符合(he)Windows记(ji)(ji)录的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件(jian)才能(neng)被Windows加载(zai),这(zhei)在一定程(cheng)度上降低(di)了(le)启(qi)(qi)动(dong)型(xing)程(cheng)序(xu)在操作系(xi)统启(qi)(qi)动(dong)前(qian)被预(yu)加载(zai)造成的(de)(de)(de)(de)风险,但是这(zhei)也(ye)会(hui)造成系(xi)统安装变得垄断。

  无(wu)论EFI还是UEFI,都必(bi)须要有预加载(zai)环境、驱动(dong)(dong)执行环境、驱动(dong)(dong)程序(xu)等(deng)(deng)必(bi)要部(bu)分组成,为了支(zhi)持(chi)部(bu)分旧设备(如在(zai)UEFI下挂(gua)载(zai)传统MBR硬盘(pan),不支(zhi)持(chi)UEFI启动(dong)(dong)的显(xian)卡在(zai)UEFI下仍然支(zhi)持(chi)运行等(deng)(deng)),还需要一个CSM兼容(rong)性支(zhi)持(chi)模块、EFI或UEFI都是仅支(zhi)持(chi)GPT磁盘(pan)引导系统的,下面就具体谈一下EFI或UEFI启动(dong)(dong)计(ji)算机的过程。

  预加(jia)载环境(jing)和驱(qu)动执行环境(jing)是(shi)存(cun)储在UEFI(UEFI BIOS)芯(xin)片中的(de)(de)(de),当打开(kai)电(dian)(dian)源(yuan)开(kai)关时,电(dian)(dian)脑的(de)(de)(de)主要部件(jian)都(dou)开(kai)始有(you)了供电(dian)(dian),与BIOS不同的(de)(de)(de)是(shi),UEFI预加(jia)载环境(jing)首先开(kai)始执行,负责CPU和内(nei)存(cun)(是(shi)全部容量)的(de)(de)(de)初始化工(gong)作,这里如(ru)出现重要问(wen)题,电(dian)(dian)脑即(ji)使有(you)报警喇叭(ba)也不会(hui)响,因为UEFI没有(you)去驱(qu)动8255发(fa)声,不过(guo)预加(jia)载环境(jing)只检查CPU和内(nei)存(cun),如(ru)果这两个主要硬(ying)件(jian)出问(wen)题,屏幕没显示(shi)可(ke)以立即(ji)确(que)定,另外一(yi)些主板会(hui)有(you)提供LED提示(shi),可(ke)根据CPU或内(nei)存(cun)亮灯大(da)致判断故障。

  CPU和内存初始化(hua)成(cheng)(cheng)功后(hou),驱(qu)(qu)动(dong)执行环境(DXE)载(zai)入,当DXE载(zai)入后(hou),UEFI就具有了枚(mei)举并加载(zai)UEFI驱(qu)(qu)动(dong)程序的(de)能(neng)力,在此(ci)阶段,UEFI会枚(mei)举搜索(suo)各个硬(ying)件(jian)的(de)UEFI驱(qu)(qu)动(dong)并相(xiang)继(ji)加载(zai),完成(cheng)(cheng)硬(ying)件(jian)初始化(hua)工作(zuo),这相(xiang)比BIOS的(de)读中断加载(zai)速度会快的(de)多,同样如加载(zai)显卡的(de)UEFI驱(qu)(qu)动(dong)成(cheng)(cheng)功,电脑也会出现启动(dong)画面(mian),硬(ying)件(jian)驱(qu)(qu)动(dong)全部加载(zai)完毕后(hou),最后(hou)同BIOS一样,也得去启动(dong)操作(zuo)系统。

  在启(qi)(qi)动(dong)(dong)操作(zuo)系(xi)统的阶段(duan),同样是根据启(qi)(qi)动(dong)(dong)记(ji)录的启(qi)(qi)动(dong)(dong)顺序,转到(dao)相(xiang)应设备(bei)(bei)(bei)(仅限GPT设备(bei)(bei)(bei),如果启(qi)(qi)动(dong)(dong)传(chuan)统MBR设备(bei)(bei)(bei),则(ze)需(xu)要打开CSM支持)的引导记(ji)录,引导操作(zuo)系(xi)统并进入,这里需(xu)要注意的是,UEFI在检(jian)测到(dao)无任何操作(zuo)系(xi)统启(qi)(qi)动(dong)(dong)设备(bei)(bei)(bei)时,会(hui)直接进入UEFI设置页面,而不是像BIOS那样黑屏显示(shi)相(xiang)关信息(xi)。

  综上(shang)对BIOS和(he)(he)UEFI启(qi)(qi)动计(ji)算机过(guo)程的(de)叙述,可以概括为:BIOS先(xian)要(yao)对CPU初(chu)始(shi)(shi)化,然后(hou)跳转到BIOS启(qi)(qi)动处进(jin)行POST自检,此过(guo)程如有(you)严重错误,则(ze)电脑会用不同(tong)的(de)报(bao)警声(sheng)音提醒,接(jie)下(xia)来(lai)采(cai)用读(du)中断(duan)的(de)方(fang)式加载(zai)各种硬件,完(wan)成(cheng)(cheng)硬件初(chu)始(shi)(shi)化后(hou)进(jin)入操(cao)作(zuo)系统启(qi)(qi)动过(guo)程;而(er)UEFI则(ze)是运行预(yu)加载(zai)环境先(xian)直接(jie)初(chu)始(shi)(shi)化CPU和(he)(he)内存,CPU和(he)(he)内存若有(you)问(wen)题(ti)则(ze)直接(jie)黑屏,其后(hou)启(qi)(qi)动PXE采(cai)用枚举(ju)方(fang)式搜索各种硬件并(bing)加载(zai)驱(qu)动,完(wan)成(cheng)(cheng)硬件初(chu)始(shi)(shi)化,之后(hou)同(tong)样进(jin)入操(cao)作(zuo)系统启(qi)(qi)动过(guo)程。

  此外,BIOS是(shi)16位(wei)汇(hui)编语(yu)言程(cheng)序(xu),只能运行在(zai)16位(wei)实(shi)(shi)模式,可(ke)(ke)访问(wen)的内存只有1MB,而UEFI是(shi)32位(wei)或64位(wei)高级语(yu)言程(cheng)序(xu)(C语(yu)言程(cheng)序(xu)),突破实(shi)(shi)模式限制,可(ke)(ke)以达到要求的最大寻址。

  以上就(jiu)是爱(ai)组(zu)装电脑网(wang)分(fen)享的BIOS、EFI与UEFI知识详解(jie),希望能(neng)够帮助到大家。

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