ربما تكون قد سمعت عن اختصارات BIOS وUEFI ، خاصة عند محاولة تبديل أنظمة التشغيل أو عند محاولة رفع سرعة تردد التشغيل.
من الممكن أنك أيضاً تعرف ما تعنيه
هذه الاختصارات، فالرمز UEFI
وهي Unified Extensible Firmware Interface
أي (واجهة البرامج الثابتة القابلة للتوسيع الموحدة)، أما
الاختصار BIOS فهو Basic Input/Output System أي (نظام الإدخال /
الإخراج الأساسي). لكن هل تساءلت يوماً كيف يتم استخدامها في نظام الكمبيوتر؟
دعونا نزيل الغموض عن هذه المصطلحات
ومعانيها الآن.
إجراء التمهيد Boot Procedure
سنتطرق الى شرح عملية إجراء التمهيد،
الأمر الذي سيساعدك في بعض المفاهيم لاحقاً.
كيف يقوم الكمبيوتر بالتمهيد؟
خطوات عملية التمهيد (الإقلاع) في الحاسوب
- أولاً: تضغط على زر الطاقة (زر التشغيل) الموجود على الكمبيوتر المحمول /
سطح المكتب.
- ثانياً: تبدأ وحدة المعالجة المركزية بالعمل، ولكنها تحتاج إلى بعض الإرشادات
(التعليمات) instructions
للعمل عليها (تذكر أن وحدة المعالجة المركزية تحتاج دائماً إلى القيام بشيء ما).
نظراً لأن الذاكرة الرئيسية فارغة في هذه المرحلة، فإن وحدة المعالجة المركزية
تؤجل تحميل التعليمات من شريحة البرنامج الثابت Firmware على اللوحة الأم وتبدأ في
تنفيذ التعليمات.
- ثالثاً: يقوم رمز البرنامج الثابت Firmware بإجراء اختبار ذاتي لبدء التشغيل (POST) وهي اختصار للكلمات Power On Self-Test، ويقوم بتهيئة الأجهزة المتبقية، ويكشف الأجهزة الطرفية المتصلة (مثل الفأرة ولوحة المفاتيح و pendrive وما إلى ذلك)، ويتحقق مما إذا كانت جميع الأجهزة المتصلة سليمة. قد تتذكرها على أنها "صوت تنبيه" مثل Beep تستخدمه أجهزة سطح المكتب بعد نجاح عملية إجراء اختبار ذاتي لبدء التشغيل (POST).
- رابعاً، وأخيراً، يتنقل رمز البرنامج الثابت Firmware عبر جميع أجهزة التخزين
ويبحث عن أداة تحميل التمهيد (والتي توجد عادةً في القطاع الأول من القرص). إذا تم
العثور على أداة تحميل التمهيد boot-loader، فإن البرنامج الثابت Firmware
سيقوم بتسليم التحكم في الكمبيوتر الى أداة تحميل التمهيد boot-loader.
لا نحتاج إلى معرفة المزيد عن هذا
الموضوع لأغراض هذه المقالة. ولكن إذا كنت مهتماً، فتابع القراءة (وإلا يمكنك
التخطي إلى القسم التالي).
- خامساً: الآن بعد أن تم تحميل أداة تحميل التمهيد boot-loader، فإن مهمتها هي تحميل
بقية نظام التشغيل. GRUB هو أحد
محمل الإقلاع boot-loader والقادر
على تحميل أنظمة تشغيل شبيهة بنظام التشغيل UNIX وهو
قادر أيضاً على تحميل نظام تشغيل
Windows بشكل متسلسل. أما محمل الإقلاع boot-loader فهو متاح فقط في القطاع
الأول من القرص، وهو بمساحة 512 بايت. ونظراً لتعقيد أنظمة التشغيل الحديثة، تميل
بعض أدوات تحميل التمهيد هذه إلى القيام بتحميل متعدد المراحل، حيث يقوم مُحمل التمهيد
الرئيسي Main boot Loader بتحميل محمل الإقلاع من المرحلة الثانية في بيئة لا تقتصر على 512
بايت.
- سادساً: بعدها يقوم مُحمل الإقلاع بتحميل النواة kernel في الذاكرة. ثم تقوم أنظمة التشغيل الشبيهة بـ Unix بتشغيل تعليمة init (وهي التعليمة الرئيسية، والتي يتم من خلالها تنفيذ العمليات الأخرى) وأخيراً تهيئة مستويات التشغيل run-levels.
- سابعاً: في نظام التشغيل ويندوز Windows، يتم تحميل wininit.exe مع بعض العمليات الأخرى مثل services.exe للتحكم في الخدمة، و lsass.exe للأمان والسلطة المحليين local security and authority (على غرار مستويات التشغيل) و lsm.exe لإدارة الجلسات المحلية Local Session Management. بعد كل هذا، وبعد تهيئة بعض برامج التشغيل الأخرى، يتم تحميل واجهة المستخدم الرسومية GUI ويتم تقديم المستخدم مع شاشة تسجيل الدخول.
BIOS
ما هو نظام الـ BIOS؟
يرمز
BIOS إلى نظام الإدخال / الإخراج الأساسي،
البرنامج الثابت الذي تحدثنا عنه في إجراء التمهيد أعلاه. حيث يتم تخزينه على EPROM (ذاكرة للقراءة فقط القابلة
للبرمجة والمسح)، مما يسمح للشركة المصنعة بدفع التحديثات بسهولة.
يوفر البيوس BIOS العديد من الوظائف
المساعدة، التي تسمح بقراءة قطاعات التمهيد، أجهزة التخزين المتصلة، طباعة الأشياء
على الشاشة. يمكنك الوصول إلى BIOS أثناء المراحل الأولية عند التشغيل، أي في مرحلة إجراء التمهيد بالضغط
على زر del
أو F2 أو F10.
الشكل التالي يوضح شاشة الـ BIOS
UEFI
ما هو نظام الـ UEFI؟
يرمز UEFI إلى واجهة البرامج
الثابتة القابلة للتوسيع الموحدة أي Unified
Extensible Firmware Interface. يقوم بنفس وظيفة BIOS، ولكن مع اختلاف أساسي
واحد: فهو يخزن جميع البيانات حول التهيئة وبدء التشغيل في ملف بصيغة .efi بدلاً من تخزينه على البرنامج
الثابت Firmware.
يتم تخزين الملف ذات الامتداد .efi
هذا على قسم خاص يسمى قسم نظام EFI (ESP)
أي EFI System Partition على
القرص الثابت. يحتوي قسم ESP أيضاً على أداة تحميل التشغيل bootloader.
الشكل التالي يوضح شاشة الـ UEFI والتي تدعم أنظمة الواجهة الرسومية GUI
صفات وميزات UEFI
تم تصميم UEFI للتغلب على العديد من
قيود BIOS القديمة، بما في ذلك:
- يدعم UEFI أحجام محركات الأقراص التي تصل إلى 9 زيتابايت أي 9 Zettabytes، بينما يدعم BIOS فقط 2.2 تيرابايت.
- يوفر UEFI وقت تشغيل أسرع.
- يحتوي UEFI على دعم منفصل لبرنامج التشغيل، بينما يحتوي BIOS على دعم محرك الأقراص المخزن في ROM الخاص به، لذا فإن تحديث برنامج BIOS الثابت أمر صعب بعض الشيء.
- يوفر UEFI أماناً مثل "التمهيد الآمن" Secure Boot، والذي يمنع الكمبيوتر من تمهيد من التطبيقات غير المصرح بها / غير الموقعة أي unauthorized/unsigned applications. يساعد هذا في منع الجذور الخفية rootkits، ولكنه يعيق أيضاً التشغيل المزدوج، حيث يتعامل مع أنظمة التشغيل الأخرى على أنها تطبيقات ضارة وغير مرغوبة. في الوقت الحالي، فقط Windows و Ubuntu هما نظامي التشغيل المعتمدان.
- عمل UEFI في وضع 32 بت أو 64 بت، بينما يعمل BIOS في وضع 16 بت. لذا فإن UEFI قادر على توفير واجهة مستخدم رسومية (تنقل بالماوس) بدلاً من BIOS الذي يسمح بالتنقل باستخدام لوحة المفاتيح فقط.
صفات وميزات BIOS
قد
لا تحتاج إلى UEFI! على الرغم من أن جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة مجهزة بشكل افتراضي بـ UEFI، إلا أن هنالك أسباب أخرى
تدعم استخدام BIOS
على UEFI، وبعض من تلك الأسباب
التي قد تجعلك تختار BIOS
على UEFI هي:
- إذا كنت مبتدئاً ولا تهتم بالعبث بأي نوع من البرامج الثابتة، فإن BIOS يناسبك.
- إذا كان لديك سعة أقراص تخزينية أقل من 2 تيرابايت لكل قرص ثابت أو قسم، فيمكنك استخدام BIOS.
- يسمح BIOS بتشغيل أنظمة تشغيل متعددة دون تغيير أي إعدادات، يمكن أن تكون هذه مشكلة أمنية من وجهة نظر حديثة، ولكن لا توجد متاعب للمستخدم مع تلك الأنظمة.
- يوفر BIOS معلومات النظام لنظام التشغيل. لذلك إذا كان نظام التشغيل لديك يعمل في وضع 16 بت، فإنه لا يتطلب كتابة رمز للتفاعل مع الأجهزة. يمكن لنظام التشغيل استخدام الطرق التي يوفرها BIOS مباشرةً. وإلا إذا كان تغير نظام التشغيل وتحول إلى وضع 32 بت أو 64 بت، فإنه يحتاج إلى توفير الإجراءات الفرعية Subroutines الخاصة به للتفاعل مع الأجهزة.
- إذا كنت شخصاً يفضل استخدام لوحة مفاتيح، أو واجهة مستخدم نصية تعتمد على النص بدلاً من التنقل باستخدام الماوس وواجهة المستخدم الرسومية GUI، فإن BIOS هو الخيار الأمثل لك.
وعلى الرغم من ذلك، تأخذ UEFI هذه القيود في الاعتبار
وتوفر وضعية Legacy mode.
حيث يمكنك تشغيل كل شيء كما لو كان لديك برنامج BIOS ثابت. لكن ضع في اعتبارك
أن Intel أعلنت أنها لن تدعم BIOS التقليدي اعتباراً من العام
2020.
المراجع والمصادر References
Nicky Stanton, Mastering Communication, MacMillan Education UK,
2009. |
1 |
Caleb T. Carr, Computer-Mediated Communication : A Theoretical
and Practical Introduction to Online Human Communication, ROWMAN &
LITTLEFIELD, 2021. |
2 |