Các kiến thức căn bản về BIOS (Phần 2)

Theo thời gian, càng nhiều trình điều khiển được nạp từ đĩa trong một vài trường hợp, ngay cả những trình điều khiển đang được thay thế những trình điều khiển trên bo mạch chủ.

Ví dụ. Windows đã giới thiệu một trình điều khiển ổ cứng mới sử dụng mã 32 bit, được thay thế trình điều khiển 16 bit đang tồn tại trên ROM bo mạch chủ. Mặt khác, trình điều khiển ổ cứng 16 bit trên ROM bo mạch chủ được sử dụng để bắt đầu nạp hệ điều hành và những trình điều khiển khác, và sau khi trình điều khiển 32 bit được nạp vào RAM trong suốt quy trình khởi động, bằng vector được thay đổi để chỉ vào trình điều khiển 32 bit trong RAM thay vì trình điều khiển 16 bit trong ROM. Windows cho phép sử dụng cả hai trình điều khiển 16 bit và 32 bit, làm dễ dàng hơn quá trình chuyển đổi đến vận hành 32 bit hoàn toàn.

Khi các phiên bản 32 bit và 64 bit hiện đại của Windows được chạy, các trình điều khiển 32 bit và 64 bit tương ứng được nạp từ đĩa để thay thế tất cả trình điều khiển trong ROM bo mạch chủ. Các hệ điều hành hiện đại không thể dùng bất kỳ trình điều khiển 16 bit trong các ROM bo mạch chủ hay bất kỳ ROM card tiếp hợp nào và chỉ phải sử dụng những trình điều khiển 32 bit hay 64 bit, tùy thuộc vào phiên bản. Mã 16 bit trong ROM bo mạch chủ chỉ được dùng để lấy chức năng hệ thống vừa đù để các trình điều khiển và hệ điều hành được nạp, tại thời điểm nào chúng tiếp quản. Mặt khác một khi Windows được nạp, BIOS (nghĩa là tất cả trình điều khiển) về cơ bản cư trú toàn bộ trên RAM. ROM bo mạch chủ tồn tại chỉ để hệ thống khởi động, khởi chạy phần cứng cụ thể. cho bảo mật trong các mật khẩu khi bật hệ thống và để thực hiện một vài cấu hình ban đầu cơ bản. Một khi hệ điều hành được nạp, toàn bộ trình điều khiển mới tiếp tục.

Một hệ thống máy tính cá nhân có thể được mô ta như là một chuỗi các lớp một số phần cứng và một số phần mềm tiếp xúc với nhau. Theo nghĩa cơ bản nhất, bạn có thể chia một máy tính cá nhân thành 4 lớp cơ bản. mỗi lớp đó có thể phân ra thành các lớp con. 

Mục đích của thiết kế phân tầng là cho phép một hệ điều hành định sẵn và những ứng dụng có khả năng chạy trên phân cứng khác nhau. 

Trong kiến trúc phân tầng này, những chương trình phần mềm ứng dụng làm việc với hệ điều hành thông qua cái gọi là Giao diện lập trình ứng dụng (API: Application programming interface). API thay đổi tùy thuộc vào hệ điều hành bạn đang sử dụng và bao gồm các lệnh và chức năng mà hệ điều hành có thể thực thi cho một ứng dụng. Cho ví dụ, một ứng dụng có thể yêu cầu hệ điều hành nạp hay lưu trữ một tệp tin. Điều này ngăn chận ứng dụng tự nó từ việc phải biết làm cách nào đọc ổ đĩa, gửi dữ liệu đến máy in. hay thực hiện bất cứ trong nhiều chức năng mà hệ điêu hành có thể cung cấp. Bởi vì những ứng dụng là hoàn toàn cách ly với phần cứng, thực chất bạn chạy cùng những ứng dụng trên những máy khác nhau; ứng dụng được thiết kế đế làm việc với hệ điều hành hơn là làm việc với phần cứng.

Hệ điều hành sau đó sẽ tiếp xúc hay làm việc với BIOS hay tầng trình điều khiển. BIOS bao gồm tất cả chương trình trình điều khiển riêng biệt hoạt động giữa hệ điều hành và phần cứng thực. Như vậy, hệ điều hành sẽ không bao giờ làm việc trực tiếp với phần cứng; thay vào đó nó phải luôn thông qua những trình điều khiển thích hợp. Điều này cho một phương pháp cố định để làm việc với phần cứng. Thường trách nhiệm của nhà sản xuất phần cứng là cung cấp các trình điều khiển cho phần cứng của họ. Bởi vì những trình điều khiển này phải làm việc với cả hệ điều hành lẫn phần cứng, các trình điều khiển này tiêu biểu là hoạt động hệ thống cụ thể. Do đó, các công ty chế tạo phần cứng phải cung cấp những trình điều khiển khác nhau cho các hệ điều hành khác nhau. Do nhiều hệ điều hành dùng các giao diện nội bộ giống nhau, một số trình điều khiển có thể vận hành dưới nhiều hệ điều hành. Cho ví dụ, các trình điều khiển trong phiên bản 32/64 bit của Windows 7 sẽ thường hoạt động trong phiên bản tương ứng của Vista; các trình điều khiển làm việc trong Windows XP sẽ thường hoạt động trong phiên bản Windows 2000, Windows NT; các trinh điều khiển làm việc trong Windows Me sẽ thường hoạt động trong phiên bản Windows 95, Windows 98. Đó là vì Windows 7 và Vista về cơ bản là những biến đổi trên hệ điều hành cùng nhân, cũng như Windows XP. Windows 2000 và NT, Windows 95, 98 và Me. Mặc dù là Windows 7 và Vista trên nền Windows NT nhưng model trình điều khiển này thay đổi dù cho chúng không thể dùng cùng những trình điều khiển như các hệ điều hành XP, hệ điều hành trên nền NT đầu tiên.

Bởi vì tầng BIOS giống như hệ điều hành bất kể là phần cứng nào ở trên nó (hay ở dưới, tùy thuộc vào quan điểm của bạn), cùng một hệ điều hành có thể chạy trên các hệ thống khác nhau. Cho ví dụ, bạn có thể chạy Windows trên hai hệ thống với những bộ xử lý, những ổ cứng, những bộ điều hợp video… khác nhau, lúc này Windows sẽ tìm và nhận thấy sự giống nhau gần như hoàn toàn trên cả hai hệ thống. Đó là bởi vì những trình điểu khiển cung cấp cùng các chức năng cơ bản bất kể phần cứng cụ thể nào được sử dụng.

Những lớp của các hệ điều hành và ứng dụng giống hệt nhau từ hệ thông này qua hệ thống khác, nhưng phần cứng khác nhau hoàn toàn. Bởi vì BIOS bao gồm những trình điều khiển hoạt động đề nối kết phần cứng với phần mềm, lớp BIOS thích ứng với phần cứng duy nhất trong một giới hạn nhưng xem giống như một hệ điều hành ở giới hạn khác.

Lớp phần cứng là nơi khu trú phần lớn các khác biệt giữa các hệ thống khác nhau. Nó phụ thuộc vào BIOS để lọc những khác biệt trong phần cứng duy nhất mà từ đó hệ điều hành định sẵn (và tiếp đó là ứng dụng) có thể chạy.