Basic Input/Output System

Basic Input/Output System

よりBIOS ROM部拡大撮影)]]
'''Basic Input/Output System'''(ベーシック インプット/アウトプット システム、略称:'''BIOS''' バイオス)とは、ファームウェアの一つで、コンピュータに搭載されたプログラムのうち、ハードウェアとの最も低レベルの入出力を行うためのプログラムである。

BIOSとはもともとはゲイリー・キルドールが命名したCP/Mの用語であったが、その後他機種に対しても一般的に使われるようになった。

パーソナルコンピュータにおいて、後述する設定画面を指してBIOSと称する向きもあるが、厳密には誤りである。
次のエントリ[ ハードウェアアクセス方法の実装と共通化 ]
【動画】BIOS Basic input output System
BIOS Basic input output System

ハードウェアアクセス方法の実装と共通化

ハードウェアへのアクセスは主にレジスタの操作を行うが、レジスタの動作や配置はハードウェアの種類によって異なる。また、読み書きのタイミングや順序にも制限があることがある。これらのハードウェアアクセス手順はアプリケーション側で逐一記述するより、ハードウェアの種類とセットでサブルーチンの形で用意しておくほうが有用である。このサブルーチンのことをBIOSと呼び、ISAPCIボードなど形の製品では同一ボード上でROMを接続し、BIOSプログラムをメモリ上に配置する。

また、同じ種類のハードウェアで、操作方法が異なるデバイスが複数存在する場合、BIOSがない場合はアプリケーション側でそれぞれのハードウェア構成にあったアクセス手順を複数用意しておかなければならない。そこでBIOSの呼び出しインタフェースを共通化することで、アプリケーションはそのBIOSコールにあわせるだけで複数のデバイスに対応できることになる。このような共通インタフェースはABI(Application Binary Interface 参考API)と呼ばれる。

PC/AT互換機VGA BIOSを例に挙げると、共通化されたABIであるVGA BIOSを呼び出すことで、ハードウェアの違いを意識することなく一元的に文字の表示や画像の表示を行えるようにしたものである。
同様にハードディスクフロッピーディスクの読み書き、キーボード入力などさまざまな入出力機器の処理を行うBIOSが存在する。

しかし最近ではこの役割がOSにとって代わられている。マルチタスクOSが動作している場合、各アプリケーションが個別にBIOSコールを呼び出すと、リエントラントが考慮されていないBIOSもありOSもハードウェアリソースを管理することが難しくなる。このためOSが動作するシステム上では、ハードウェアの管理はOSがデバイスドライバを用いて一元的に行い、アプリケーションはOSが用意しているシステムコールを利用する。
アプリケーションが、OSのシステムコールではなくどうしてもBIOSコールを使いたい場合は、BIOSを呼び出すシステムコールが用意されているが、そのBIOSがアクセスするハードウェアがOSによって保護されている場合は、必ずしも動作するとは限らない。

また、組み込みシステムではハードウェアのバリエーションが少なく、BIOSといった中間層インタフェースは持たないためBIOSとは呼ばずファームウェアと呼ぶことが多い。
次のエントリ[ 起動 ]
【動画】Computer running without the BIOS Chip !!! .BIOS ( Basic Input Output System)
Computer running without the BIOS Chip !!! .BIOS ( Basic Input Output System)
Removing a BIOS Chip when the PC is still running!!!! When the BIOS work in done and the OS is loaded into RAM Memory then the CPU can take control of the PC. What is the BIOS? BIOS stands for Basic Input Output System. It is a small program that is stored permanently on a chip on your motherboar...

起動

装置の電源投入時には、最初に実行されるハードウェアの初期化および、次の段階のブートローダを読み込むプログラムが必要になる。このため補助記憶装置を操作し、ファイルの読み込みが行える状態になるまでのプログラムをROMの形で用意しておく必要がある。これらのプログラムはInitial Program Load (IPL) やブートストラップとも呼ばれる。
補助記憶装置のハードウェアの構成によって手順が異なるため、そのシステム固有のプログラムが用意される。

また、PC/AT互換機のように、様々な種類のハードウェアが増設可能な(バリエーションが多い)場合、初期化手順やハードウェア構成に自由度を持たせておく必要があり、初期化内容などをディップスイッチソフトスイッチで設定可能にするためパラメータを持つ場合がある。
次のエントリ[ パラメータ設定 ]
【動画】SF Hammer Tutorial - Input / Output System
SF Hammer Tutorial - Input / Output System
Learn how the input / output system works. - - - - - - - - - - Rundown First we create a func_button and then an npc_citizen. Then we make it so that when we press the button, the NPC is lit on fire. While doing this I try to explain pretty closely how everything works. - - - - - - - - - - Useful...
【動画】Computer running without the BIOS Chip !!! BIOS Basic Input Output System
Computer running without the BIOS Chip !!! BIOS Basic Input Output System

パラメータ設定

近年のパーソナルコンピュータ (PC) では、起動時のハードウェア初期化で多くの項目に自由度があり、設定内容の一部をユーザーが指示できるようになっている。この場合VGA BIOSなどが正常に起動したあと、特定のキー操作でメニュー形式で画面上に項目を表示することができ、キーボードを使って設定内容を編集し、終了時に不揮発メモリに保存することができる。編集画面で以前とは異なった内容を保存した場合は、その新たなメモリ内容でハードウェアの初期化が開始される。また次回以降の起動時にこのメモリの内容にしたがってハードウェアが初期化される。このパラメータ設定を行うソフトウェアや設定画面を BIOS Setup (バイオスセットアップ) と呼び、CMOS Setup (シーモスセットアップ)とも通称される。

プラグアンドプレイは、ハードウェアのメモリマップや割り込み要求信号 (IRQ) をプログラマブルに変更できる機能で、従来はジャンパーピンなどで設定していたものを、BIOSプログラムが起動時に一定の手順で自動的に設定するものである。BIOSのパラメータ設定を容易にするために登場した機構であるが、ISAのPnPデバイスでは一部不完全で問題が発生することがあり、手動で決め打ちの値に設定する必要がある場合がある。その場合、設定を変更するにもメニュー設定画面表示までBIOS起動が進行しないことがあり、問題解決はかえって複雑になる。

マザーボードリソースの設定も、動作クロックや電源電圧といったハードウェアに密接した設定もメニューから変更可能な場合がある。このことからオーバークロックといったコンピュータの動作を変化させることが可能となっているが、自作パソコン初心者にはこれらの項目を派手に弄りすぎて問題(パソコン起動不能など)が発生する場合が少なくない。この場合、後述する設定初期化の作業が必要になることがある。
次のエントリ[ 設定初期化(CMOSクリア) ]

設定初期化(CMOSクリア)

PCトラブルの際に、BIOSの可変設定部分を初期状態に戻す事で解決するケースがある。

マザーボードのBIOSバックアップ用電池をいったん外し、しばらく待ってから(30秒〜1分)電池を入れなおすことで設定が初期化される。確実を期すなら、外した電池を戻す前に電池ホルダのプラス極とマイナス極を金属(例えばピンセット)で短絡させるのが良い。あるいは、マザーボードによってはBIOS初期化のリセットスイッチや、ジャンパポストが装備されている。またBIOSによってはメニュー内から初期化機能を持っているものがある。

この行為は、「CMOSクリア」と通称されている。また、しばしば誤って「BIOSを初期化する」と表されることがあるが、可変設定部分を初期化するための作業であって、BIOSプログラムそのものを書き換える訳ではなく、メーカーが用意した初期設定値が可変設定部分に読み込まれるに留まる。ファームウェア更新に失敗した場合などに備え、BIOSプログラム全体を初期の状態に書き戻す機能を備えたBIOS・マザーボードもあるが、この場合は文字通り「BIOSを初期化する」と言って良い。
次のエントリ[ BIOSの書き換えとトラブル ]

出典:フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

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