الفصل : 5
الجزء : 2
العنوان : البرامج الثابتة (firmware)
الـ BIOS
المعالج المركزي (CPU) لا يعرف بشكل سحري أو تلقائي كيفية التواصل مع أي جهاز، بل يحتاج إلى بعض البرامج الداعمة التي يتم تحميلها في الذاكرة وتعليمه عن الجهاز المحدد. تسمى هذه البرامج بخدمات الإدخال/الإخراج الأساسية basic input/output services (BIOS) وتسمى البرامج المخصصة لتمكين المعالج المركزي من التواصل مع الأجهزة بـ الخدمات (أو بdevice drivers، كما ستراه لاحقًا في الفصل). وهذا يتجاوز لوحة المفاتيح بالطبع، ففي الواقع، يحتاج كل جهاز في الحاسوب إلى BIOS! ولكن دعونا نستمر في الحديث عن لوحة المفاتيح لحين الانتهاء من الشرح.
إحضار BIOS إلى جهاز الكمبيوتر
يمكن لمبرمج موهوب أن يكتب BIOS لوحة المفاتيح إذا كان يعرف كتاب الأكواد الخاص باللوحة؛ حيث إن لوحات المفاتيح أجهزة بسيطة نسبيًا. ولكن يطرح السؤال: أين يمكن تخزين برامج الدعم هذه؟
يمكن دمج البرامج ضمن نظام التشغيل. حيث يعد ذلك جيدًا، حيث أن جميع أنظمة التشغيل تحتوي على برامج مدمجة تعرف كيفية التواصل مع لوحة المفاتيح والماوس وجميع الأجهزة المختلفة التي يمكن توصيلها بالحاسوب.
لكن، ماذا عندما يتم تجميع حاسوب جديد؟ عندما يتم بناء نظام جديد، فإنه لا يحتوي على نظام تشغيل. وبالتالي، يجب أن يتمكن المعالج المركزي من الوصول إلى BIOS لأهم الأجهزة في حاسوبك: وليس فقط لوحة المفاتيح، ولكن أيضًا الشاشة ومحركات التخزين ومحركات الأقراص الضوئية ومنافذ USB وذاكرة الوصول العشوائي (RAM). ولا يمكن تخزين هذا البرنامج على قرص صلب أو قرص بصري - حيث يجب أن تكون هذه الأجهزة الهامة جاهزة في أي وقت يطلبها المعالج المركزي، حتى قبل تثبيت جهاز تخزين أو نظام تشغيل.
وبالتالي، يعد الخيار الأمثل هو تخزين برامج الدعم هذه على اللوحة الأم. ولكن، يتبقى سؤال آخر: ما هو نوع وسائل التخزين التي يجب استخدامها على اللوحة الأم؟ لن يعمل DRAM، لأن جميع البيانات ستتم مسحها في كل مرة يتم فيها إيقاف تشغيل الحاسوب. وبالتالي، فإنه يجب استخدام نوع من أجهزة التخزين الدائمة التي لا تعتمد على الأجهزة الأخرى للعمل، وتحتاج إلى أن تكون هذه الأجهزة جاهزة على اللوحة الأم.
ال ROM
تخزن اللوحات الأم برامج دعم تحكم لوحة المفاتيح، إلى جانب برامج أخرى، على نوع خاص من الأجهزة يسمى read-only memory (ROM) (ذاكرة ذات قراءة فقط). تخزن شريحة ROM البرامج والخدمات بالضبط مثل الـ RAM. تختلف شريحة ROM عن الـ RAM بطريقتين مهمتين. أولاً، تعد شرائح ROM غير قابلة للانحلال، مما يعني أن المعلومات المخزنة على ROM لا تمحى عند إيقاف تشغيل الحاسوب. وثانياً، تعد شرائح ROM التقليدية للقراءة فقط، مما يعني أنه بمجرد تخزين برنامج على الشريحة لا يمكن تغييره.
تستخدم اللوحات الأم نوعًا من ROM يسمى flash ROM، وهو نفس المادة التي تخزن البيانات على الهواتف الذكية أو وحدات التخزين الصلبة SSD. ولهذا السبب نسمي تحديث برنامج دعم BIOS بـ "flashing the BIOS"، والذي سنغطيه في وقت لاحق في هذا الفصل. يوضح الشكل 1 شريحة flash ROM النموذجية على لوحة الأم.
 | |
|
كل لوحة أم في الحاسوب تحتوي على شريحة flash ROM تسمى system ROM chip ، لأنها تحتوي على الشفرة التي تمكِّن المعالج المركزي للحاسوب من التحدث مع الأجهزة الأساسية للحاسوب، كما هو موضح في الشكل 2 . وكما تم الإشارة إليه سابقاً، تحتوي شريحة نظام ROM على BIOS ليس فقط لتحكم لوحة المفاتيح، ولكنها تخزن أيضاً برامج للتواصل مع وحدات التخزين والمحركات الضوئية وأجهزة العرض ومنافذ USB وغيرها من الأجهزة الأساسية على لوحة الأم.
 | |
|
عشان نتكلم مع كل الأجهزة دي لازم يكون في مئات من الخدمات الصغيرة اللي كل واحد منهم بيكون بين سطرين لـ 30 سطر من الشفرة. البرامج الصغيرة دي اللي بتعمل كل الشغل ده بيتخزنوا على شريحة الـROM اللي في اللوحة الأم، وبيتم تسميتهم جماعيًا بـ BIOS النظام (System BIOS) (شوف الشكل 3). والفنيين بيسموا البرامج اللي بتخزن على شرائح الـROM بأي نوع "برامج الثابتة" (firmware)، وده اللي بتسميه المؤسسة الدولية للحوسبة CompTIA و المنهج هذا ب system BIOS .
 | |
|
دعم نظام BIOS
كل نظام BIOS يحتوي على نوعين من الأجهزة التي يدعمها. أولاً، يدعم النظام BIOS جميع الأجهزة التي لا تتغير، مثل لوحة المفاتيح. ومن أمثلة الأجهزة الأخرى التي لا تتغير هي مكبر الصوت في الحاسوب (الصغير الذي يصدر صوت الصافرة، وليس الذي يشغل الموسيقى). وتخزن شريحة ROM النظام BIOS لهذه الأجهزة وغيرها من الأجهزة التي لا تتغير.
ثانيًا، يدعم النظام BIOS جميع الأجهزة التي يمكن تغييرها من وقت لآخر. ويشمل ذلك الذاكرة العشوائية (RAM) التي يمكنك إضافتها، ومحركات الأقراص الصلبة (HDD) التي يمكنك استبدالها بمحرك أكبر أو محرك الحالة الصلبة (SSD) أو إضافة محرك ثاني من أي نوع. وتخزن شريحة ROM النظام BIOS لهذه الأجهزة، ولكن يحتاج النظام إلى مكان آخر لتخزين المعلومات حول التفاصيل الخاصة بجهاز معين. وهذا يتيح للنظام التمييز بين محرك الأقراص الصلبة Western Digital Blue بسعة 4 تيرابايت ومحرك الحالة الصلبة Samsung 860 EVO بسعة 2 تيرابايت، والتمكن من دعم كلا المحركين بسهولة.
ال UEFI
النظام الحديث بيستخدم برمجة اسمها Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) ، وهي برمجة الـ firmware اللي بتختلف عن ال BIOS اللي كان مستخدم في الحواسيب القديمة. ال UEFI بيعمل كتير حاجات بشكل أفضل، زي مثلا بيمكن النظام يتمهد من ديسك بحجم أكبر من 2.2 تيرابايت، وكمان بيدعم الـ 32-bit و 64-bit، وبيتعامل بشكل أفضل مع التحميل والتشغيل. والمهمة الأهم بتاعة الـ boot-loading هي بتتعامل بشكل أفضل في UEFI، وعشان كده الموضوع بيكون أكتر موثوقية وأمان.
وكل الأنظمة الحديثة دلوقتي بتستخدم الـ UEFI، بس ممكن تلاقي حواسيب قديمة بتستخدم الـ BIOS القديم. ومن الجميل إن UEFI دي بتقدر تنقلها لأنواع أخرى من الشرائح، مش بس الـ 16-bit x86. وفي ناس بتنطق اسمها "يوفي"، وفي ناس بتنطقها "يوفي-آي"، ومن الممكن تسمع ناس بتنطقها بطريقة تانية. بس الأفضل إنك تبقى بتلفظها بالحروف الأبجدية.
■ النهاية
نكون هنا انتهينا من الفصل 5 الجزء 2 من شهادة A plus المقدمة من CompTIA نتقدم الأن تقدم ملحوظ ولكن المشوار ما زال ايضا طويل وممتع جدا جدا لذلك احرص على قرائة كل فصل سريعا
و لا بد وانت تقرا ان تكون مركز جيدا لكل معلومة ومعك ورقة وقلم , لانك بالتاكيد ستحتاجها
واذا واجهتك اي مشكلة في الفهم او ما شابه , يمكنك على الفور الذهاب الى المجتمع الخاص بنا في Telegram للمناقشة والتواصل معنا من هنا
او اذا واجهتك مشكلة في الموقع او تريد اجابة سريعة يمكنك الذهاب الى اخر صفحة في الموقع ستجد صفحة اتصل بنا موجودة يمكنك ارسالة لنا مشكلتك , وسيتم الرد عليها بسرعة جدا ان شاء الله
ويمكنك الأنضمام الى المجتمع Hidden Lock بالكامل مع جميع قنواته للأستفادة في اخر الأخبار في عالم التقنية وايضا الكتب بالمجان والكورسات والمقالات من خلال الرابط التالي لمجموعة القنوات من هنا
يمكنك ايضا متابعتنا في منصات X او Twitter سابقا , لمشاهدة الاخبار والمقالات السريعة والمهمة من
وفقط كان معكم sparrow مقدم هذه الشهادة من فريق Hidden Lock
