UEFI BIOS系統(tǒng)淺談

韓新軍 白茹 田玉平

摘 要：BIOS技術(shù)已經(jīng)走過(guò)了二十多年的歷史，可以說(shuō)具有超強(qiáng)的生命力，如果把現(xiàn)在的BIOS系統(tǒng)打開(kāi)對(duì)比二十年前的BIOS系統(tǒng)，我們會(huì)驚異地發(fā)現(xiàn)兩者之間幾乎沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的變化，相對(duì)計(jì)算機(jī)其它軟、硬件日新月異的變化它似乎成了不變的神話。但現(xiàn)在它終于面臨被淘汰，因?yàn)槿〈腢EFI系統(tǒng)終于出現(xiàn)了。

關(guān)鍵詞：UEFI系統(tǒng)；BIOS系統(tǒng)；特點(diǎn)；模式

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）15-0070-02

1 UEFI系統(tǒng)概述

1.1 BIOS歷史回顧

BIOS（Basic input/output system），直接負(fù)責(zé)進(jìn)入操作系統(tǒng)之前的初始化工作，是計(jì)算機(jī)中運(yùn)行在最底層的程序，作為軟、硬件之間的接口，BIOS使系統(tǒng)硬件與軟件分離，用戶在不必更換硬件的前提下更換相應(yīng)的操作系統(tǒng)。

①BIOS被寫(xiě)入ROM中，它不會(huì)因?yàn)閿嚯姸鴣G失；

②BIOS用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)；

③BIOS負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)與硬件的聯(lián)系。

BIOS程序在計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)或重啟時(shí)，系統(tǒng)主板會(huì)產(chǎn)生Reset信號(hào)，系統(tǒng)從BIOS存儲(chǔ)的ROM的起始地址開(kāi)始讀取并運(yùn)行BIOS程序。在完成POST（Power on self test）以后，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示或警告，否則將按照CMOS設(shè)置的引導(dǎo)記錄完成系統(tǒng)啟動(dòng)。

1.2 Legacy BIOS將很快被UEFI取代

①Legacy BIOS界面從產(chǎn)生到現(xiàn)在未發(fā)生大的變化，一直使用字符界面。

②不完全即插即用，一般都要對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)和I/O資源進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。

③BIOS升級(jí)刷新風(fēng)險(xiǎn)很大，一旦出錯(cuò)或在操作過(guò)程中斷電等意外事故發(fā)生時(shí)將導(dǎo)致刷新失敗和BIOS損壞。這時(shí)，主板只能返廠或報(bào)廢。

④Legacy BIOS采用16位模式，堆棧最大容量有限，而且運(yùn)行速度慢，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。

因此，Legacy BIOS將很快被友好的圖形界面、支持鼠標(biāo)操作、可擴(kuò)展、可升級(jí)的UEFI取代。

1.3 UEFI簡(jiǎn)介

UEFI全稱Unified Extensible Firmware Interface，即統(tǒng)一可擴(kuò)展硬件接口，在全新計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)上取代Legacy BIOS。

①通過(guò)保護(hù)預(yù)啟動(dòng)或預(yù)引導(dǎo)過(guò)程阻止或防止惡意程序的攻擊，提高安全性。

②縮短啟動(dòng)時(shí)間和從休眠狀態(tài)恢復(fù)的時(shí)間。

③支持容量超過(guò)2.2 TB驅(qū)動(dòng)器。

④支持64位硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中可以對(duì)超過(guò)172 GB的內(nèi)存進(jìn)行尋址。

⑤UEFI可兼容Legacy BIOS。

UEFI BIOS可以有以下兩種啟動(dòng)模式：

一是Legacy+ UEFI啟動(dòng)模式（UEFI與Legacy BIOS共存）；

二是UEFI啟動(dòng)模式（只在UEFI引導(dǎo)模式下啟動(dòng)系統(tǒng)）。

2 UEFI系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

2.1 UEFI額基本功能

①不用進(jìn)入操作系統(tǒng)就可對(duì)硬盤進(jìn)行管理；

②可遠(yuǎn)程配置、引導(dǎo)；

③具有脫離操作系統(tǒng)的管理工具。

2.2 工作過(guò)程

啟動(dòng)系統(tǒng)→硬件初始化→加載UEFI驅(qū)動(dòng)程序及執(zhí)行相關(guān)程序→在UEFI系統(tǒng)啟動(dòng)菜單中選取要進(jìn)入的系統(tǒng)并向UEFI提交啟動(dòng)引導(dǎo)代碼。

2.3 主要特點(diǎn)（與Legacy BIOS相比）

①安全性：UEFI啟動(dòng)需要一個(gè)獨(dú)立的分區(qū)（在硬盤上），它將系統(tǒng)啟動(dòng)文件和操作系統(tǒng)隔離，更好保護(hù)系統(tǒng)的啟動(dòng)，即使系統(tǒng)啟動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，只需對(duì)啟動(dòng)分區(qū)重新設(shè)置。

②啟動(dòng)設(shè)置更靈活。

③支持大容量硬盤，主分區(qū)不受限制。

④糾錯(cuò)和容錯(cuò)能力強(qiáng)。

UEFI用C語(yǔ)言模塊化編程，與Legacy BIOS匯編語(yǔ)言來(lái)說(shuō)更容易實(shí)現(xiàn)，而且它運(yùn)行于32位或64位模式，突破了以前Legacy16位代碼尋址能力。

⑤鼠標(biāo)、圖形化操作。

⑥擴(kuò)展性強(qiáng)。

UEFI使用C語(yǔ)言模塊化設(shè)計(jì)，分為硬件和操作系統(tǒng)管理兩部分。操作系統(tǒng)管理是一個(gè)可編程的接口，通過(guò)接口主板廠商可以實(shí)現(xiàn)各種豐富的功能。

⑦采用圖形化界面。

⑧Legacy BIOS硬盤分區(qū)只允許有4個(gè)主分區(qū)，而UEFI不限制。

⑨UEFI提供兼容性模塊，以支持Legacy BIOS，保證了UEFI在技術(shù)上的正常過(guò)渡。

3 UEFI+Legacy BIOS模式設(shè)置的注意事項(xiàng)

在現(xiàn)在向UEFI BIOS過(guò)渡階段，UEFI采用UEFI+Legacy BIOS模式。在這個(gè)模式中增加了一個(gè)特殊模塊CSM（全名為Compatibility Support Module）兼容性支持模塊，對(duì)不支持UEFI的系統(tǒng)提供兼容性支持，目前Windows 8/Windows 8.1完全支持UEFI系統(tǒng)。

Windows 7 64位系統(tǒng)不完全支持UEFI，因此，UEFI BIOS下安裝Windows 7 64位必須開(kāi)啟CSM，多數(shù)計(jì)算機(jī)能自動(dòng)或手動(dòng)開(kāi)啟，少數(shù)則必須強(qiáng)制關(guān)閉CSM。

預(yù)裝Windows8或Windows 8.1系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)大都采用UEFI BIOS。

因?yàn)閃indows 7 64位系統(tǒng)不完全支持UEFI，如果要安裝Windows 7 64位系統(tǒng)，就不能把BIOS設(shè)為“純UEFI”模式，而且必須禁用“Secure Boot”。

設(shè)置UEFI BIOS：Boot Mode [UEFI/ Legacy]設(shè)置為UEFI

Launch CSM[Enable/Disabled]設(shè)置為Disabled

Launch CSM[UEFI/ Legacy]設(shè)置為UEFI

設(shè)置兼容模式：CSM Support[yes/No]設(shè)為yes

OS Optimized Defaults[Enable/Disabled]設(shè)置為Disabled

OS Optimized Defaults[Windows 8 64 bit/others] 設(shè)置為others

禁用安全啟動(dòng)：Secure Boot[Enabled/Disabled]設(shè)置為Disabled。

有些計(jì)算機(jī)強(qiáng)制為“純UEFI”，則必須將BIOS設(shè)置為L(zhǎng)egacy模式才能安裝Windows 7。當(dāng)然，這種情況下需要把硬盤重新分區(qū)并改為“MBR分區(qū)方案”

設(shè)置UEFI BIOS：

Boot Mode[UEFI/ Legacy]設(shè)置為L(zhǎng)egacy

Launch CSM[Enabled/Disabled] 設(shè)置為Enabled

Launch CSM[UEFI/ Legacy] 設(shè)置為L(zhǎng)egacy

設(shè)置兼容模式：CSM Support[yes/No]設(shè)為yes

OS Optimized Defaults[Enable/Disabled]設(shè)置為Disabled

OS Optimized Defaults[Windows 8 64bit/others] 設(shè)置為others

禁用安全啟動(dòng)：Secure Boot[Enabled/Disabled]設(shè)置為Disabled

需要注意的是，有的計(jì)算機(jī)將BIOS Mode[UEFI only/ Legacy support]設(shè)置為L(zhǎng)egacy support，而把Boot priority設(shè)置為UEFI，也表示“UEFI模式下開(kāi)啟了CSM”。

Secure Boot、

Secure Boot只是UEFI的一個(gè)部分，設(shè)置它的目的是防止惡意軟件的侵入，UEFI規(guī)定主板出廠時(shí)可以設(shè)置公鑰，然后任何在這塊主板上加載的操作系統(tǒng)或硬件驅(qū)動(dòng)程序必須通過(guò)公鑰的認(rèn)證，否則主板拒絕加載，由于惡意軟件不可能通過(guò)認(rèn)證，因此就無(wú)法感染Boot。

4 應(yīng)用實(shí)例（以聯(lián)想E440為例）

4.1 實(shí)例1

預(yù)裝Windows 8/Windows 8.1系統(tǒng)改裝Windows7或Windows XP系統(tǒng)：

①開(kāi)機(jī)進(jìn)入Windows 8/Windows 8.1系統(tǒng)，重啟系統(tǒng)（注意是重啟，不是關(guān)機(jī)！）在黑屏?xí)r反復(fù)按F1，進(jìn)入BIOS；

②找到Security—Secure Boot；

③把默認(rèn)Enabled改為Disabled；

④改完后按Esc鍵回主界面，選擇start up—UEFI/ Legacy Boot，把默認(rèn)狀態(tài)UEFI only改為L(zhǎng)egacy only；

⑤如果要裝windows XP系統(tǒng)，退回主界面，選擇Config—Serial ATA（S-ATA），把默認(rèn)AHCL改為Compatibility，如果是Windows7或Windows8則忽略；

⑥按F10選擇yes保存重啟；

⑦按F12選擇光驅(qū)引導(dǎo)，進(jìn)行系統(tǒng)安裝。

一定要注意的是硬盤上保存的數(shù)據(jù)（不僅僅是C盤、桌面上、我的文檔，還有其它分區(qū)上的數(shù)據(jù)）要做好備份，因?yàn)閃indows8系統(tǒng)使用的是GPT分區(qū)結(jié)構(gòu)，而Windows7只有64位才支持此分區(qū)結(jié)構(gòu)，其它系統(tǒng)都要?jiǎng)h除Windows8所有分區(qū)（包含隱含分區(qū)）。

4.2 實(shí)例2

如何將硬盤GPT模式轉(zhuǎn)化成MBR

如果在系統(tǒng)安裝過(guò)程中出現(xiàn)以下問(wèn)題：

①安裝程序無(wú)法對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)或分區(qū)后不能點(diǎn)擊下一步；

②可以正常分區(qū)安裝，但在重啟時(shí)在logo界面死機(jī)；

③提示磁盤錯(cuò)誤；

④重啟后藍(lán)屏。

這時(shí)就要考慮要將硬盤分區(qū)模式從GPT轉(zhuǎn)化為MBR

在進(jìn)入Windows7安裝的第一個(gè)畫(huà)面時(shí)，按shift+F10，啟動(dòng)CMD命令行模式窗口并輸入：diskpart。操作完成，重啟計(jì)算機(jī)進(jìn)行正常系統(tǒng)安裝。

5 結(jié) 語(yǔ)

UEFI與Legacy BIOS相比有許多優(yōu)勢(shì)但難免也有不足之處，如UEFI要在硬盤上劃出一塊區(qū)域來(lái)做為自己的存儲(chǔ)空間，這一小塊空間出現(xiàn)物理?yè)p傷，后果將很嚴(yán)重。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)不足一定會(huì)有解決的辦法。

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