BIOS
Grundlegende Firmware auf dem Mainboard-Chip - das erste Programm beim Computer-Start.
Initialisiert Hardware, führt Selbsttests durch und startet das Betriebssystem.
BIOS-Funktionen
Beim Start:
- POST - Power On Self Test durchführen
- Hardware initialisieren - Grundkonfiguration
- Boot-Reihenfolge - welches Gerät zuerst
- Betriebssystem laden - vom Boot-Device
BIOS-Einstellungen
Konfiguration:
- Hardware-Parameter - CPU-Takt, RAM-Timing
- Boot-Optionen - Reihenfolge der Laufwerke
- Sicherheit - BIOS-Passwort setzen
- Power-Management - Energiespar-Modi
CMOS-RAM
Einstellungs-Speicher:
- Batterie-gepuffert - Einstellungen bleiben erhalten
- Datum/Uhrzeit - System-Zeit auch bei Stromausfall
- Hardware-Konfiguration - erkannte Geräte
BIOS-Zugriff
Beim Einschalten drücken:
- F2, F10, F12 oder DEL
- Je nach Hersteller verschieden
- Kurzzeitig beim Start angezeigt
BIOS-Update
- Riskant - falsches Update kann Mainboard "bricken"
- Nur wenn nötig - für CPU-Kompatibilität oder Bugfixes
- Stabile Stromversorgung - USV empfohlen
Tip
Moderne Computer verwenden UEFI statt traditionelles BIOS - mehr Features und grafische Oberfläche.
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)
Der Nachfolger des alten BIOS — deutlich moderner & mächtiger:
| Merkmal | BIOS (alt) | UEFI (modern) |
|---|---|---|
| Stand | IBM x86, seit 1981 | seit 2005, abgelöst BIOS |
| Partitionstabelle | MBR (Master Boot Record) | GPT (GUID Partition Table) |
| Max Partitionen | max. 4 primäre (wegen Platzlimit im MBR) | bis zu 128 Partitionen |
| Max Partitionsgröße | 2 TB (32-Bit Sektornummern) | 64 ZB (theoretisch unbegrenzt) |
| Oberfläche | reine Textmode (blauer Bildschirm) | Grafische GUI mit Maus möglich |
| Boot-Möglichkeiten | simpel (nur Festplatte oder USB) | Netzwerk-Boot (PXE), Secure Boot (Signaturen prüfen) |
| Compatibility-Mode | — | CSM (Compatibility Support Module) für alte OSs |
Boot-Sequenz mit UEFI
- POST: Power-On-Self-Test (Hardware-Check).
- Secure Boot (optional): Bootloader-Signatur prüfen (verhindert Rootkits).
- GPT lesen: Partitionstabelle laden.
- EFI-Bootloader laden: (z.B. GRUB, rEFInd) → Kernel laden.
GPT vs. MBR
MBR (alt):
Boot-Sektor (512 Bytes)
├─ Bootloader-Code (446 Byte)
└─ Partitionstabelle (64 Byte = 4 Einträge à 16 Byte)
→ Hard-Limit: 4 primäre Partitionen (oder Umweg mit erweiterter Partition).
GPT (modern):
Protective MBR (Kompatibilität)
├─ GPT-Header (mit Checksumme)
├─ Partitionstabelle (128 Einträge, je 128 Byte)
└─ Backup GPT-Header
→ Flexibel, redundant, Fehlertoleranz.
Secure Boot
UEFI kann digitale Signaturen prüfen:
- Microsoft Key im Firmware-speicher.
- Bootloader & Kernel müssen mit Microsoft-Key signiert sein.
- ✅ Verhindert Rootkits beim Boot.
- ❌ Macht Linux-Installation schwieriger (Secure-Boot ausschalten nötig oder eigenen Key generieren).
Boot-Ablauf im Detail (POST bis Kernel)
Power-On
↓
POST (Power-On Self Test)
├─ RAM-Test
├─ CPU-Check
└─ Geräteerkennung (Festplatte, USB, Netzwerk)
↓
BIOS/UEFI sucht Bootdevice
├─ Fest-Reihenfolge: HDD → USB → Netzwerk (konfigurierbar)
└─ Liest Boot-Sektor / GPT
↓
Bootloader laden (z.B. GRUB)
├─ Konfiguration lesen (grub.cfg)
└─ Kernel & Initramfs in RAM laden
↓
Kernel starten
├─ MMU aktivieren (virtuelle Speicheradressierung)
├─ Gerätetreiber laden (Initramfs)
├─ Root-Dateisystem mounten
└─ init/systemd starten
↓
System bereit
Total: Bei moderner Hardware ~5–10 Sekunden (früher mit HDD: 30+ Sekunden).