Хороший вопрос.
Когда в 1978 году я впервые занялся программированием, у нас был мини-компьютер размером с комнату. HP2100 . В случае его сбоя нам необходимо тщательно установить 16 переключателей на передней панели, затем переключить переключатель, чтобы загрузить это слово памяти, и повторить это примерно 20 раз. Если вы допустили даже малейшую ошибку, вам пришлось бы начинать все сначала.
То, что должно было быть запрограммировано вручную, было чрезвычайно простой программой, называемой загрузчиком . После загрузки мы нажимали переключатель запуска, чтобы выполнить этот код, и программа запускала устройство чтения бумажной ленты и считывала дырки в длинной бумажной ленте в память.
На этой бумажной ленте была еще одна более сложная программа, представляющая собой простой BIOS или базовую систему ввода / вывода . Эта программа знала, как получить доступ к жестким дискам, например, она была новой, как перемещать головку чтения и записи назад и как перемещать сектор данных, который содержал другую программу, более крупную, операционную систему. И если что-то пошло не так, у него был очень простой инструмент командной строки для опроса того, что было в памяти, и ручного редактирования.
Так что это трехэтапный процесс, который не изменился за все эти годы.
Теперь с этими ранними ПК BIOS на микрокомпьютерах немного отличался от сегодняшнего.
Когда вы вводите команду в командной строке, например, dir, чтобы вывести список файлов на диске, операционная система вычисляет, где искать, основываясь на файловой системе, но затем просит BIOS фактически выполнить работу, заставляя аппаратное оборудование двигаться и вращаться. диск, чтобы получить конкретный блок данных. Точно так же BIOS предоставлял интерфейс низкого уровня к последовательным портам, используемым для отображения информации на экране и получения нажатий клавиш, а также для отправки данных на принтер и т. Д. Таким образом, DOS (дисковая операционная система) будет работать с командной строкой, но один раз выяснилось, что символ должен быть отправлен на экран, эта работа была передана в BIOS, который знал, как управлять последовательной схемой ввода-вывода.
Таким образом, BIOS представлял собой уровень абстракции, который позволял запускать CPM и MSDos на разных аппаратных средствах, например разном размере и типе жестких и гибких дисков.
Сегодня BIOS похож, но как только ваша операционная система загружена, большинство операционных систем заменяют драйверы BIOS на драйверы, более плотно интегрированные в операционную систему. Это сделано для того, чтобы получить лучшую производительность, т.е. сделать то же самое быстрее.
IBM опубликовала исходный код своего BIOS для ПК IBM, чтобы инженеры могли изучить и изменить его. Однажды зимой я также разобрал MSDos, всю чертову операционную систему, а не то, на что у нас есть лицензия, чтобы посмотреть, как она работает. Потребовалось несколько месяцев, и некоторые умные базовые программы, чтобы разобрать его, и много головокружительных попыток, чтобы попытаться понять, что делает код, но в конце это дало мне твердое понимание того, что именно делает операционная система и как оно это делает Это не волшебство. Это просто набор тщательно написанных функций для получения команд высокого уровня и преобразования их в аппаратные действия. И BIOS не отличается. У него есть куча вещей, которые вы можете запросить, и способы его настройки для различного оборудования.
Я подумал, что небольшая история о том, откуда взялись все эти вещи, может помочь вам лучше понять эту современную магию. Сегодня этот код является частным, поэтому большинство инженеров не могут знать, как он работает.