BIOS (Basic Input / Output System)

BIOS ("Basic Input / Output System"). Das BIOS ist ein auf Windows-basierten Computern (nicht auf Macs) vorinstalliertes Programm, das der Computer zum Starten verwendet. Die CPU greift auf das BIOS zu, noch bevor das Betriebssystem geladen ist. Das BIOS prüft dann alle Ihre Hardware-Verbindungen und lokalisiert alle Ihre Geräte. Wenn alles in Ordnung ist, lädt das BIOS das Betriebssystem in den Speicher des Computers und beendet den Bootvorgang.

Da das BIOS die Festplatten verwaltet, kann es sich nicht auf einer Festplatte befinden, und da es vor dem Hochfahren des Computers verfügbar sein muss, kann es nicht im RAM existieren. Es befindet sich im ROM (Nur-Lese-Speicher) des Computers. Genauer gesagt befindet es sich in einem EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). Sobald Sie also Ihren Computer einschalten, greift die CPU auf das EPROM zu und überträgt die Kontrolle an das BIOS.

Das BIOS wird auch verwendet, nachdem der Computer hochgefahren ist. Es fungiert als Vermittler zwischen der CPU und den E/A-Geräten (Ein-/Ausgabegeräten). Aufgrund des BIOS müssen Ihre Programme und Ihr Betriebssystem keine genauen Details (wie Hardware-Adressen) über die an Ihren PC angeschlossenen E/A-Geräte kennen. Wenn sich Gerätedetails ändern, muss nur das BIOS aktualisiert werden. Sie können diese Änderungen vornehmen, indem Sie das BIOS beim Hochfahren Ihres Systems eingeben. Um auf das BIOS zuzugreifen, halten Sie die Taste DELETE oder F2 gedrückt, sobald Ihr Computer hochfährt.

Geschichte des BIOS

Der Begriff BIOS wurde erstmals 1975 vom amerikanischen Informatiker Gary Kildall geprägt. Es wurde 1981 in den ersten Personalcomputer von IBM eingebaut und gewann in den folgenden Jahren auch in anderen PCs an Popularität, so dass es für einige Zeit zu einem integralen Bestandteil von Computern wurde. Die Popularität des BIOS hat jedoch zugunsten einer neueren Technologie verloren: UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Intel kündigte 2017 einen an, die Unterstützung für BIOS-Systeme bis 2020 einzustellen und sie durch UEFI zu ersetzen.

Die 4 Funktionen des BIOS

Das BIOS identifiziert, konfiguriert, testet und verbindet Computerhardware unmittelbar nach dem Einschalten eines Computers mit dem Betriebssystem. Die Kombination dieser Schritte wird als Boot-Prozess bezeichnet.

Diese Aufgaben werden jeweils von den vier Hauptfunktionen des BIOS ausgeführt:

  • Power-on self-test (POST). Dabei wird die Hardware des Computers vor dem Laden des Betriebssystems getestet.
  • Bootstrap-Loader. Hiermit wird das Betriebssystem lokalisiert.
  • Software/Treiber. Hiermit werden die Software und Treiber gesucht, die mit dem Betriebssystem verbunden sind, sobald es ausgeführt wird.
  • Complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) setup. Hierbei handelt es sich um ein Konfigurationsprogramm, das es Benutzern ermöglicht, Hardware- und Systemeinstellungen zu ändern. CMOS ist der Name des nichtflüchtigen Speichers des BIOS.

Zugriff auf das BIOS

Mit dem BIOS werden das Betriebssystem und seine Anwendungen davon befreit, genaue Details, wie z.B. Adressen der Computer-Hardware, über die angeschlossenen E/A-Geräte verstehen zu müssen. Wenn sich Gerätedetails ändern, muss nur das BIOS-Programm geändert werden. Manchmal kann diese Änderung während der Systemeinrichtung vorgenommen werden.

BIOS-Sicherheit

Die BIOS-Sicherheit ist eine etwas übersehene Komponente der Cybersicherheit; sie sollte jedoch trotzdem so verwaltet werden, dass Hacker daran gehindert werden, bösartigen Code auf dem Betriebssystem auszuführen. Die Sicherheitsgruppe Cylance zeigte 2017, wie moderne BIOS-Sicherheitslücken Lösegeld-Programme innerhalb der UEFI eines Motherboards ermöglichen und andere PC-BIOS-Schwachstellen ausnutzen können.

Ein weiterer einzigartiger Exploit, der die Manipulation des BIOS beinhaltete, war Plundervolt. Mit Plundervolt konnte die Stromversorgung eines Computers zum Zeitpunkt des Schreibens von Daten in den Speicher manipuliert werden, wodurch Fehler verursacht wurden, die zu Sicherheitslücken führten. Intel veröffentlichte einen BIOS-Patch, um sich dagegen zu wehren.

BIOS-Hersteller

Das BIOS war in seinen Anfängen ursprünglich im Besitz von IBM. Einige Unternehmen, wie z.B. Phoenix Technologies, haben jedoch die ursprüngliche Version von IBM durch Reverse-Engineering zu einer eigenen Version weiterentwickelt. Auf diese Weise ermöglichte Phoenix anderen Unternehmen, Klone des IBM-PCs zu erstellen und, was noch wichtiger ist, Nicht-IBM-Computer zu erstellen, die mit dem BIOS funktionieren. Eine Firma, die dies tat, war Compaq.

Heute stellen viele Hersteller Motherboards mit BIOS-Chips her. Einige Beispiele hierfür sind die folgenden:

  • AMI
  • Asus
  • Hewlett Packard (HP)
  • Foxconn
  • Ricoh

Es ist wichtig, den Motherboard-Hersteller zu kennen, da Benutzer möglicherweise ihre BIOS- und Chipsatz-Treiber - die Treiber, die es dem Betriebssystem ermöglichen, mit anderen Geräten im Computer zusammenzuarbeiten, z. B. einer Grafikkarte - auf die neuesten Versionen aktualisieren möchten. Treiber-Updates können die Computerleistung verbessern oder aktuelle Sicherheitslücken auf BIOS-Ebene schließen. Jeder Hersteller hat eine eigene Methode zur Aktualisierung dieser Treiber.

Stand: 04.12.2020