ما هو بيوس (BIOS)، لماذا هو مهم؟ و ما هي مهامه ؟

كلمة BIOS هي اختصار لعبارة Basic Input-Output System، والتي تترجم إلى نظام الدخل والخرج الأساسي؛ حيث أنه من مبدأ نظام تشغيل مثبت على اللوحة الأم للحاسوب ومسؤول عن تنظيم عملها والتحكم بعمليات الادخال والاخراج.

عندما يبدأ الحاسوب بالعمل فأول ما يعمل هو نظام BIOS الذي يقوم بالتحقق من أجزاء ومكونات الحاسوب، وفي حال كانت الأمور على ما يرام يقوم بيوس بالبحث عن نظام تشغيل مثبت للسماح له بالإقلاع وتشغيل الحاسوب.

يمتلك نظام بيوس وصولاً كبيراً إلى العتاد، فهو المتحكم الأساسي بكل شيء في الحاسوب؛ حيث يمكن التحكم بسرعة المعالج ونظام التبريد والقرص المخصص للإقلاع وغيرها من الإعدادات.

في الكثير من الأحيان يتيح بيوس معرفة بعض الأعطال الأساسية في العتاد، فهو المسؤول عن الصوت القصير الصادر عند التشغيل، كما أنه يصدر أصوات أخرى على شكل نغمات متقطعة أو مستمرة في حال واجه مشكلة ما مثل: كون كمية الطاقة غير كافية، أو أن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لا تعمل مثلاُ.

في السنوات الأخيرة بدأت العديد من الشركات باستخدام نظام جديد يدعى UEFI (اختصاراً لـ Unified Extensible Firmware Interface). من حيث المبدأ هذا النظام هو خلف نظام بيوس التقليدي، لكن كثيراً ما يشار له باسم بيوس كذلك كونه يؤدي نفس المهام مع بعض التغييرات.

ما هي ذاكرة “سيموس” CMOS

ما يميز نظام بيوس هو أنه يأتي مثبتاً مسبقاً على شريحة خاصة به على اللوحة الأم، كما أن نظام بيوس ثابت وغير متغير، حيث أن النظام نفسه غير قابل للتعديل بل أن الإعدادات المخصصة للنظام تخزن على شريحة أخرى تسمى “سيموس” (CMOS).

على عكس كون نظام بيوس موجوداً على شريحة ثابتة بتخزين دائم، فإعداداته توجد على ذاكرة CMOS المؤقتة، أي أنها تحتاج إلى تغذية مستمرة بالطاقة الكهربائية لتستمر بالعمل، وفي حال لم تتم تغذيتها تفقد جميع المعلومات المخزنة عليها.

لهذه الغاية عادة ما تتضمن اللوحات الأم بطاريات صغيرة مشابهة لبطارية الساعة، حيث تحافظ البطارية على تغذية CMOS، وفي حال تلفها أو إزالتها لا يتأثر نظام بيوس بحد ذاته، بل أن إعدادته المخصصة والساعة الداخلية هي من تعاد إلى الحالة الافتراضية.

في السنوات الأخيرة بدأت عدة شركات بتضمين إعدادات بيوس على ذاكرة دائمة في اللوحات الأم، وذلك لتجنب المشاكل التي من الممكن أن تمسح الإعدادات بسهولة، لكن العديد من اللوحات الأم لا تزال تستخدم الطريقة التقليدية، وبالتالي لا تزال ذاكرة سيموس مهمة حتى اليوم.

ما هو نظام UEFI وبماذا يختلف عن BIOS؟

يرمز اختصار UEFI إلى التسمية الكاملة: Unified Extensible Firmware Interface التي تترجم إلى واجهة النظام الموحدة القابلة للتوسع. وهو من حيث المبدأ خليفة نظام بيوس التقليدي

يدعم نظام UEFI تقسيمات أفضل للأقراص، حيث كان حجم القرص المسموح ضمن BIOS محدوداً عند 2TB. كما أنه يتضمن عدة ميزات أمنية تجعله عصياً أكثر على الاختراقات من نوع Rootkit.

عادة ما يتميز نظام UEFI بواجهة أكثر رسومية وأسهل للتعامل معها (تتيح استخدام الفأرة أحياناً*، وهي أمور كانت غائبة تماماً عن BIOS. كما أن هذا النظام يتيح لأنظمة التشغيل الحديثة مثل ويندوز التواصل بشكل مباشر أكثر مع العتاد وأدوات الإدخال والإخراج.

كمستخدم عادي لن يكون من الممكن ملاحظة الفرق بين BIOS وUEFI، وكون الأخير تطويراً للأول فلا عجب بأنه لا زال يدعى باسم بيوس طوال الوقت حتى من الشركات المصنعة.

مهام بيوس ودوره في عملية الإقلاع

ف الأنظمة الحديثة بات نظام بيوس مسؤولاً عن إقلاع الحاسوب بالدرجة الأولى، ولم يعد يعمل كوسيط إجباري بين نظام التشغيل والعتاد. لكن مع هذا لا يزال بيوس مهماً للغاية ويمتلك عدة مهام أساسية ومحورية في عمل الحواسيب. وأهم هذه المهام:

إجراء فحص التشغيل الذاتي (POST)

عند بدأ تشغيل أي حاسوب، يقوم نظام بيوس باختبار عتاد الحاسوب مثل المعالج وذاكرة الوصول العشوائي وبطاقة الرسوميات وسواها. وتسمى هذه العملي باسم فحص التشغيل الذاتي (Power-on self-test أو اختصاراً POST).

في حال كان كل شيء على ما يرام يقلع الحاسوب كما هو مخطط له، لكن في حال وجود مشكلة ما في العتاد كأن يكون المعالج غير موجود أو أن ذاكرة الوصول العشوائي غير موصولة أو غير مدعومة لا يسمح بالتشغيل، وبدلاً من ذلك يصدر إنذاراً صوتياً.

كل شركة مصنعة تتضمن إنذارات مخصصة لها، لكن بعضاً من الإنذارات الموحدة تتضمن أشياء مثل:

• 3 نغمات قصيرة: فشل في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
• 5 نغمات قصيرة: فشل في المعالج.
• نغمة مستمرة: فشل في أمر هام مثل ارتفاع حرارة المعالج أو مشكلة أخرى حسب الدليل الخاص باللوحة الأم.

إقلاع الحاسوب وتحديد جهاز الإقلاع (Boot Device)

ضمن إعدادات BIOS المعتادة هناك خيار يتيح للمستخدم تحديد أولويات الإقلاع للحاسوب، حيث هناك عدة خيارات مثل القرص الصلب وسواقة الأقراص أو حتى وحدات التخزين المتصلة عبر USB. وحسب الإعدادات المثبتة يفحص بيوس كلاً من الخيارات بالترتيب.

عندما يعثر بيوس على جهاز يدعم الإقلاع (القرص الصلب عادة)، يبدأ عملية الإقلاع ويسلم التحكم بالحاسوب لنظام التشغيل الأساسي ليتيح له العمل.

في الأنظمة القديمة، كان بيوس يستمر بالعمل بعد إقلاع نظام التشغيل، حيث أنه المسؤول عن تواصل نظام التشغيل مع العتاد. لكن مؤخراً باتت الأنظمة تتحكم بالعتاد بشكل مباشر أكثر بدلاً من الاعتماد الكامل على BIOS.

التحكم بإعدادات عتاد الحاسوب

ضمن واجهة BIOS يمكن للمستخدم أن يتحكم بالكثير من الأمور التي تتعلق بالعتاد بالدرجة الأولى، حيث يمكن تفعيل أو تعطيل ميزات خاصة باللوحة الأم والمعالج ووحدة التزويد بالطاقة ونظام التبريد وسواها.

بعض الميزات مثل تفعيل المحاكاة (Virtualization) أو كسر سرعة المعالج متاحة عبر بيوس فقط، كما أن النظام يتيح التحكم بترتيب الإقلاع وأي من الأجهزة المحتملة سيتم اختباره أولاً ومحاولة الإقلاع منه.

كيف يمكنك الوصول إلى واجهة بيوس والتحكم بإعداداته؟

للأسف لا توجد طريقة موحدة للدخول إلى إعدادات بيوس اليوم، حيث أن الشركات المصنعة للوحات الأم تستخدم طرقاً مختلفة تعتمد بمعظمها على الضغط المتكرر أو المستمر لمفتاح أو مجموعة مفاتيح أثناء بدء التشغيل.

بعض من المفاتيح المستخدمة للوصول إلى BIOS تتضمن مفاتيح مثل:

• F1
• F2
• F10
• Esc (Escape)
• Del (Delete)

تختلف هذه المفاتيح حسب الشركة، وفي بعض الحالات يكون أحد المفاتيح أعلاه مخصصاً لأمر آخر مثل قائمة الإقلاع (Boot Menu). لذا ابحث عن المفاتيح المستخدمة حسب الشركة المصنعة للوحة الأم في حاسوبك.

عموماً وضمن بيوس نفسه عادة ما يكون التحكم بسيطاً للغاية، حيث عادة ما تشرح المفاتيح المستخدمة ومهمة كل منها في الشطر السفلي من الشاشة. وفي بعض الحالات قد يكون هناك واجهة رسومية بسيطة يمكنك التحكم بها باستخدام الفأرة.

تذكر جيداً أن العبث بإعدادات بيوس وتغييرها بشكل تعسفي فكرة سيئة للغاية، ويجب أن تعرف جيداً ما تفعله ضمن بيوس لأن أي خطأ قد يجعل حاسوبك غير قابل للتشغيل أو يعاني من المشاكل، وعندها يجب أن تراجع خطواتك وتحاول عكسها لمعرفة المشكلة.