BIOS

En el terreno de los PC compatibles IBM, el sistema básico de entrada-salida o BIOS (del inglés Basic Input/Output System) es un estándar de facto que define la interfaz de firmware para computadoras IBM PC compatibles.​ También es conocido como BIOS del sistema, ROM BIOS y BIOS de PC. El nombre se originó en 1975, en el BIOS usado por el sistema operativo CP/M.3​

El firmware del BIOS es instalado dentro de la computadora personal (PC), y es el primer programa que se ejecuta cuando se enciende la computadora.

El propósito fundamental del BIOS es iniciar y probar el hardware del sistema y cargar un gestor de arranque o un sistema operativo desde un dispositivo de almacenamiento de datos. Además, el BIOS provee una capa de abstracción para el hardware, por ejemplo, que consiste en una vía para que los programas de aplicaciones y los sistemas operativos interactúen con el teclado, el monitor y otros dispositivos de entrada/salida. Las variaciones que ocurren en el hardware del sistema quedan ocultos por el BIOS, ya que los programas usan servicios de BIOS en lugar de acceder directamente al hardware. Los sistemas operativos modernos ignoran la capa de abstracción provista por el BIOS y acceden al hardware directamente.

El BIOS del PC/XT de IBM original no tenía interfaz interactiva con el usuario. Los mensajes de error eran mostrados en la pantalla, o codificados por medio de una serie de sonidos. Las opciones en la PC y el XT se establecían por medio de interruptores y jumpers en la placa base y en las placas de los periféricos. Las modernas computadoras compatibles Wintel proveen una rutina de configuración, accesible al iniciar el sistema mediante una secuencia de teclas específica. El usuario puede configurar las opciones del sistema usando el teclado y el monitor.

El software del BIOS es almacenado en un circuito integrado de memoria ROM no volátil en la placa base. Está específicamente diseñado para trabajar con cada modelo de computadora en particular, interconectando los diversos dispositivos que componen el conjunto de chips complementarios del sistema. En computadoras modernas, el BIOS está almacenado en una memoria flash, por lo que su contenido puede ser reescrito sin retirar el circuito integrado de la placa base. Esto permite que el BIOS sea fácil de actualizar para agregar nuevas características o corregir errores, pero puede hacer que la computadora sea vulnerable a los rootkit de BIOS.

El MS-DOS (PC DOS) fue el sistema operativo de PC dominante desde principios de la década de 1980 hasta mediados de la década de 1990. Dependía de los servicios del BIOS para las funciones de disco, teclado y visualización de textos. Windows NT, Linux y otros sistemas operativos de modo protegido en general no lo usan después de cargarse en memoria.

La tecnología de BIOS está en un proceso de transición hacia la  interfaz de firmware extensible unificada (UEFI) desde el año 2010.

Funcionamiento

Cuando se reinicia el procesador x86, se carga el contador de programa con una dirección fija en la parte superior del espacio de direccionamiento en modo real de 1 megabyte. La dirección de la memoria de la BIOS está situado de tal manera que se ejecutará cuando el equipo se pone en marcha primero. Entonces, una instrucción de salto dirige el procesador para iniciar la ejecución de código en la BIOS. Si el sistema acaba de ser encendido o el botón de reinicio fue presionado (arranque en frío), se ejecuta completamente la autoprueba de encendido (POST). Si se inició Ctrl+Alt+Supr ("arranque en caliente"), se detecte un valor de indicador especial en la memoria no volátil (NVRAM) y el BIOS no se ejecuta el POST. Esto ahorra el tiempo utilizado de otra manera para detectar y probar toda la memoria. La NVRAM está en el reloj en tiempo real (RTC).

El indicador de pruebas de autodiagnóstico, identifica e inicializa los dispositivos del sistema, como la CPU, la RAM, interruptores y controladores DMA y otras partes del chipset, tarjeta de vídeo, teclado, unidad de disco duro, unidad de disco óptico y otro hardware básico. La BIOS localiza el software gestor de arranque celebrada en un dispositivo almacenamiento designado como dispositivo de arranque, tal como un disco duro, un disquete, CD o DVD, carga y ejecuta ese software, dándole el control del PC. Este proceso se conoce como arranque o secuencia de arranque.

Historia

El acrónimo BIOS fue inventado por Gary Kildall​ y apareció por primera vez en 1975 en el sistema operativo CP/M​ describiendo la parte específica de la máquina del CP/M cargado durante el arranque que interactúa directamente con el hardware​ (por lo general, una máquina de CP/M solo tiene un simple arranque en su ROM).

Las versiones de MS-DOS o PC DOS contienen un archivo denominado bajo alguno de los siguientes nombres: IO.SYS, IBMBIO.COM, IBMBIO.SYS, o DRBIOS.SYS. Este archivo se conoce como el BIOS DOS o Sistema I/O DOS, y contiene la parte de hardware específico de bajo nivel del sistema operativo. Junto con el hardware específico, pero independiente del BIOS del sistema subyacente al sistema operativo que reside en la memoria ROM, este representa el análogo al CP/M BIOS.

En otros tipos de computadoras, se emplean en su lugar los términos monitor de arranque, gestor de arranque, y ROM de arranque. Algunos equipos basados en PowerPC y Sun utilizan Open Firmware para este propósito.

Con la introducción de las máquinas PS/2, IBM dividió el sistema BIOS en porciones en modo real y modo protegido. La porción de modo real estaba destinada a proporcionar retrocompatibilidad con los sistemas operativos como DOS, y por lo tanto fue nombrado CBIOS (para compatibilidad del BIOS), mientras que el ABIOS (por Advanced BIOS) proporcionaba nuevas interfaces adaptadas específicamente para sistemas operativos multitarea como OS/2.

Hay algunas alternativas a la funcionalidad de la legacy BIOS en el mundo x86: Extensible Firmware Interface, Open Firmware (usado en la OLPC XO-1), y Coreboot.