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[摘要]：计算机主板性能优越与否，很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进。随着计算机的快速发展，新型EFI即UEFI可能会在三年内取代BIOS。
[关键词]：计算机 BIOS UEFI
中图分类号：F224-39 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）20- 0133 -01
随着计算机的普及，很多人都知道计算机的BIOS，是一种“固件”，负责在开机时做硬件启动和检测等工作，担任操作系统控制硬件的中介。然而，因为计算机硬件发展迅速，传统BIOS已成为计算机进步的瓶颈，现在发展出的UEFI（Extensible Firmware Interface，可扩展固件接口），代表未来将是一个“没有特定BIOS”的电脑时代。
UEFI与传统BIOS相比，最大的区别在于：UEFI编码99%都是由C语言完成；一改之前的中断、硬件端口操作的方法，而采用了Driver/protocol的新方式；将不支持X86实模式，而直接采用Flat模式；输出也不再是单纯的二进制代码，改为Removable Binary Drivers；操作系统启动不再是调用Int19中断，而是直接利用protocol/device Path；对于第三方的开发，后者基本上做不到，除非参与BIOS的设计，但是还要受到ROM的大小限制，而前者就便利多了；弥补BIOS对新硬件的支持不足的毛病。
使用UEFI有以下优点：
1.易于实现、容错和纠错特性更强
UEFI比BIOS更易于实现，容错和纠错特性也更强，从而缩短了系统研发的时间。更加重要的是，它运行于32位或64位模式，突破了传统16位代码的寻址能力，达到处理器的最大寻址，此举克服了BIOS代码运行缓慢的弊端。
2.驱动开发简单、兼容性好
与BIOS不同的是，UEFI体系的驱动并不是由直接运行在CPU上的代码组成的，而是用EFI字节代码编写而成的EFI字节代码是一组用于UEFI驱动的虚拟机器指令，必须在UEFI驱动运行环境下被解释运行，由此保证了充分的向下兼容性。一个带有UEFI驱动的扩展设备既可以安装在使用安腾的系统中，也可以安装在支持UEFI的新PC系统中，它的UEFI驱动不必重新编写，这样就无须考虑系统升级后的兼容性问题，还大大降低了UEFI驱动编写的门槛，所有的PC部件提供商都可以参与。
3.高分辨率彩色图形环境、支持鼠标操作
UEFI内置图形驱动功能，可以提供一个高分辨率的彩色图形环境，用户进入后能用鼠标点击调整配置，一切就像操作Windows系统下的应用软件一样简单。使BIOS不再是高手才能玩转的工具。
4.强大的可扩展性
UEFI将使用模块化设计，它在逻辑上分为硬件控制与OS软件管理两部分，硬件控制为所有UEFI版本所共有，而OS软件管理其实是一个可编程的开放接口。借助这个接口，主板厂商可以实现各种丰富的功能，如提供了强大的联网功能，其他用户可以对你的主机进行远程故障诊断。
另外，UEFI初始化模块和驱动执行环境通常被集成在一个只读存储器中，就好比如今的BIOS固化程序一样。UEFI初始化程序在系统开机的时候最先得到执行，它负责最初的CPU、北桥、南桥及存储器的初始化工作，当这部分设备就绪后，紧接着它就载入UEFI驱动执行环境（Driver Execution Environment，简称DXE）。当DXE被载入时，系统就可以加载硬件设备的UEFI驱动程序了。DXE使用了枚举的方式加载各种总线及设备驱动，UEFI驱动程序可以放置于系统的任何位置，只要保证它可以按顺序被正确枚举。借助这一点，我们可以把众多设备的驱动放置在磁盘的UEFI专用分区中，当系统正确加载这个磁盘后，这些驱动就可以被读取并应用了。在这个特性的作用下，即使新设备再多，UEFI也可以轻松地一一支持，由此克服了传统BIOS捉襟见肘的情形。UEFI能支持网络设备并联网，原因就在于此。
值得注意的是，一种突破传统MBR（主引导记录）磁盘分区结构限制的GUID（全局唯一标志符）磁盘分区系统将在UEFI规范中被引入。MBR结构磁盘只允许存在4个主分区，而这种新结构却不受限制，分区类型也改由GUID来表示。在众多的分区类型中，UEFI系统分区用来存放驱动和应用程序。那么当UEFI系统分区遭到破坏时怎么办？事实上，系统引导所依赖的UEFI驱动通常不会存放在UEFI系统分区中，当该分区的驱动程序遭到破坏，我们可以使用简单方法加以恢复，根本不用担心。
众所周知，X86处理器能够取得成功，与它良好的兼容性是分不开的。为了让不具备UEFI引导功能的操作系统能提供类似于传统BIOS的系统服务，UEFI还特意提供了一个兼容性支持模块，这就保证了UEFI在技术上的良好过渡。
那么，UEFI将来能代替或成为操作系统吗？实际上，UEFI只是硬件和預启动软件之间的接口规范，它尚不足以对操作系统构成威胁。另外，UEFI驱动程序使用“轮询”方式来检查硬件状态，它的运行效率并不如操作系统直接高效。同时UEFI只具备简单的存储器管理机制，不足以适应多任务环境的运行需求。从目前的情形看，UEFI想取代操作系统，至少还有漫长的路要走。
目前许多电脑厂商已经开始使用UEFI，并预计UEFI机型的销售今年将开始占主导地位。让我们做好迎接UEFI的准备吧！
参考文献：
[1]明月创作室，完全精通BIOS [M]，人民邮电出版社，2002.05
[2]吴天麟、陈逸铭， BIOS Inside：BIOS研发技术剖析[M]， 旗标出版股份有限公司， 2005.10.30
[3] Vincent Zimmer，Michael Rothman，Robert Hale，Beyond BIOS： Implementing the Unified Extensible Firmware Interface with Intel's Framework[M]，intel press， January 19， 2011
[关键词]：计算机 BIOS UEFI
中图分类号：F224-39 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）20- 0133 -01
随着计算机的普及，很多人都知道计算机的BIOS，是一种“固件”，负责在开机时做硬件启动和检测等工作，担任操作系统控制硬件的中介。然而，因为计算机硬件发展迅速，传统BIOS已成为计算机进步的瓶颈，现在发展出的UEFI（Extensible Firmware Interface，可扩展固件接口），代表未来将是一个“没有特定BIOS”的电脑时代。
UEFI与传统BIOS相比，最大的区别在于：UEFI编码99%都是由C语言完成；一改之前的中断、硬件端口操作的方法，而采用了Driver/protocol的新方式；将不支持X86实模式，而直接采用Flat模式；输出也不再是单纯的二进制代码，改为Removable Binary Drivers；操作系统启动不再是调用Int19中断，而是直接利用protocol/device Path；对于第三方的开发，后者基本上做不到，除非参与BIOS的设计，但是还要受到ROM的大小限制，而前者就便利多了；弥补BIOS对新硬件的支持不足的毛病。
使用UEFI有以下优点：
1.易于实现、容错和纠错特性更强
UEFI比BIOS更易于实现，容错和纠错特性也更强，从而缩短了系统研发的时间。更加重要的是，它运行于32位或64位模式，突破了传统16位代码的寻址能力，达到处理器的最大寻址，此举克服了BIOS代码运行缓慢的弊端。
2.驱动开发简单、兼容性好
与BIOS不同的是，UEFI体系的驱动并不是由直接运行在CPU上的代码组成的，而是用EFI字节代码编写而成的EFI字节代码是一组用于UEFI驱动的虚拟机器指令，必须在UEFI驱动运行环境下被解释运行，由此保证了充分的向下兼容性。一个带有UEFI驱动的扩展设备既可以安装在使用安腾的系统中，也可以安装在支持UEFI的新PC系统中，它的UEFI驱动不必重新编写，这样就无须考虑系统升级后的兼容性问题，还大大降低了UEFI驱动编写的门槛，所有的PC部件提供商都可以参与。
3.高分辨率彩色图形环境、支持鼠标操作
UEFI内置图形驱动功能，可以提供一个高分辨率的彩色图形环境，用户进入后能用鼠标点击调整配置，一切就像操作Windows系统下的应用软件一样简单。使BIOS不再是高手才能玩转的工具。
4.强大的可扩展性
UEFI将使用模块化设计，它在逻辑上分为硬件控制与OS软件管理两部分，硬件控制为所有UEFI版本所共有，而OS软件管理其实是一个可编程的开放接口。借助这个接口，主板厂商可以实现各种丰富的功能，如提供了强大的联网功能，其他用户可以对你的主机进行远程故障诊断。
另外，UEFI初始化模块和驱动执行环境通常被集成在一个只读存储器中，就好比如今的BIOS固化程序一样。UEFI初始化程序在系统开机的时候最先得到执行，它负责最初的CPU、北桥、南桥及存储器的初始化工作，当这部分设备就绪后，紧接着它就载入UEFI驱动执行环境（Driver Execution Environment，简称DXE）。当DXE被载入时，系统就可以加载硬件设备的UEFI驱动程序了。DXE使用了枚举的方式加载各种总线及设备驱动，UEFI驱动程序可以放置于系统的任何位置，只要保证它可以按顺序被正确枚举。借助这一点，我们可以把众多设备的驱动放置在磁盘的UEFI专用分区中，当系统正确加载这个磁盘后，这些驱动就可以被读取并应用了。在这个特性的作用下，即使新设备再多，UEFI也可以轻松地一一支持，由此克服了传统BIOS捉襟见肘的情形。UEFI能支持网络设备并联网，原因就在于此。
值得注意的是，一种突破传统MBR（主引导记录）磁盘分区结构限制的GUID（全局唯一标志符）磁盘分区系统将在UEFI规范中被引入。MBR结构磁盘只允许存在4个主分区，而这种新结构却不受限制，分区类型也改由GUID来表示。在众多的分区类型中，UEFI系统分区用来存放驱动和应用程序。那么当UEFI系统分区遭到破坏时怎么办？事实上，系统引导所依赖的UEFI驱动通常不会存放在UEFI系统分区中，当该分区的驱动程序遭到破坏，我们可以使用简单方法加以恢复，根本不用担心。
众所周知，X86处理器能够取得成功，与它良好的兼容性是分不开的。为了让不具备UEFI引导功能的操作系统能提供类似于传统BIOS的系统服务，UEFI还特意提供了一个兼容性支持模块，这就保证了UEFI在技术上的良好过渡。
那么，UEFI将来能代替或成为操作系统吗？实际上，UEFI只是硬件和預启动软件之间的接口规范，它尚不足以对操作系统构成威胁。另外，UEFI驱动程序使用“轮询”方式来检查硬件状态，它的运行效率并不如操作系统直接高效。同时UEFI只具备简单的存储器管理机制，不足以适应多任务环境的运行需求。从目前的情形看，UEFI想取代操作系统，至少还有漫长的路要走。
目前许多电脑厂商已经开始使用UEFI，并预计UEFI机型的销售今年将开始占主导地位。让我们做好迎接UEFI的准备吧！
参考文献：
[1]明月创作室，完全精通BIOS [M]，人民邮电出版社，2002.05
[2]吴天麟、陈逸铭， BIOS Inside：BIOS研发技术剖析[M]， 旗标出版股份有限公司， 2005.10.30
[3] Vincent Zimmer，Michael Rothman，Robert Hale，Beyond BIOS： Implementing the Unified Extensible Firmware Interface with Intel's Framework[M]，intel press， January 19， 2011