Episodio 122 – BIOS e UEFI

Episodio 122 – BIOS e UEFI

 
 
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prima di far partire il sistema operativo, la scheda madre fa un po’ di controlli e verifiche. Il BIOS era il vecchio sistema, quello nuovo UEFI, fa quasi anche le magie. Ma non è amato da tutti

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Ciao a tutti e bentornati all’ascolto di Pillole di Bit, questa è la puntata 122 e io sono, come sempre, Francesco.

Questa è la terza parte di una mini serie all’interno del podcast dove ho intenzione di affrontare l’architettura e il funzionamento dei calcolatori.
Le puntate precedenti sono la 117 e la 119, se non le avete ascoltate vi consiglio di recuperarle prima di ascoltare questa.
Il riassunto rapido è che sulla scheda madre di un generico PC desktop ci sono una serie di componenti e una serie di slot e connettori per poter rendere disponibili tutta una serie di periferiche e dispositivi al computer stesso:
– Una o più CPU
– La memoria RAM
– Il disco fisso, che sia a piattelli o SSD
– Schede PCI Express di vario tipo
– Scheda video
– Scheda audio
– Connettori USB, USB 3, USB C
– Scheda di rete ethernet
– Scheda di rete WiFi
– Scheda bluetooth
In più ad ogni connettore disponibile ci si possono collegare una serie quasi infinita di dispositivi.
Per chi è più vecchio, si ricorderà certamente il fatto che ogni volta che si doveva collegare o scollegare un dispositivo esterno, il PC andava spento. Anche solo per la tastiera o il mouse PS2 o la stampante su porta parallela.
I tempi cambiano e siamo arrivati al punto che ogni dispositivo si può mettere o togliere a PC acceso, senza doverci prestare troppa attenzione.
Se volete una chicca storica andate a guardare il video di Bill Gates alla presentazione del plug and play (rinominato poi plug and pray) su Windows 98.
Adesso va sicuramente meglio di allora
Pensate se fosse necessario spegnere il PC, collegare la chiavetta USB e riaccendere il PC per poterla usare e spegnerlo nuovamente per poterla estrarre. Sarebbe un incubo!

Prima di proseguire con l’analisi dei componenti volevo soffermarmi su una parte che è evoluta tantissimo, ma che si nota molto poco, perché solitamente è mascherata per pochi secondi dal logo del produttore del computer.

Quando un PC generico passa dallo stato di spento a quello di acceso, ci sono alcune operazioni che vengono fatte direttamente dalla scheda madre, prima che venga avviato il sistema operativo.

Un tempo queste operazioni venivano fatte dal BIOS.
BIOS sta per Basic Input Output System
Il PC veniva acceso, e come prima cosa partiva questo piccolo pezzetto di software, che era memorizzato in una memorietta molto piccola, massimo 1 MB che faceva alcuni controlli di base, necessari prima dell’avvio del sistema come la verifica che ci fosse il minimo indispensabile per partire, come la CPU, la RAM, la scheda video e un disco. Spesso, in assenza di una tastiera compariva un messaggio che non si poteva andare avanti.
Sempre per i più vecchi, io ricordo ancora l’attesa all’avvio di un PC quando il BIOS iniziava a contare lo spazio disponibile della RAM, che se era più di qualche MB portava via parecchi secondi.
Al BIOS era anche dedicata la gestione dell’orologio di sistema e la definizione di quale dovesse essere il dispositivo dal quale far partire il sistema.
Solitamente, prendendo il tasto CANC subito dopo l’accensione si poteva entrare in una spartana interfaccia nella quale definire alcuni parametri funzionali del PC.
I più usati, oltre a impostare la data e ora del sistema, erano l’ordine con il quale cercare il settore di avvio, e ci arriviamo dopo, oppure abilitare o disabilitare alcuni dispositivi del sistema.

Dicevamo.
Accendo il PC, viene eseguito il BIOS e al termine dei suoi controlli, il BIOS stesso va a cercare il sistema operativo in un settore particolare del disco, detto master boot record. Da quel momento il controllo passa al sistema operativo che così si avvia.

Il settore di boot, potrebbe essere anche su un dispositivo diverso da quello usato solitamente, per questo all’avvio c’è un ordine di dispositivi sui quali viene cercato il settore di avvio.
Solitamente l’ordine è:
Prima i dispositivi rimovibili, poi il disco fisso.
Questo perché se si vuole fare un avvio alternativo basta inserire un dispositivo esterno e questo viene avviato prima del disco interno. Ad esempio se si vuole avviare un sistema esterno per fare diagnostica sul disco su cui c’è il sistema operativo.
Per chi è più vecchio, il primo dispositivo di boot è stato sempre il floppy disk, da 5,25 pollici o da 3,5 pollici.
Con il tempo le cose sono evolute e il primo dispositivo su cui si cercava il sistema era il lettore ottico, CD-ROM prima e DVD dopo.
Adesso il primo dispositivo è qualcosa di collegato alla porta USB, solitamente una chiavetta sulla quale c’è il sistema alternativo da avviare.
Per rendere i computer più sicuri è possibile impostare come unico dispositivo di avvio il disco interno e permettere la modifica di questa impostazione solo dopo l’inserimento di una password.
Un esempio banale: ho un server in un posto poco protetto, nelle aziende piccole capita, li ho trovati nei bagni. 
Per evitare che qualcuno lo spenga, lo avvii con una chiavetta USB per rubare il file con tutte le password e poi lo riavvii normalmente, si blocca la possibilità di avviare il sistema da dispositivi diversi dal disco interno. 

Questo era il passato.
La tecnologia evolve, anzi, corre, e adesso il BIOS non esiste praticamente più.
Adesso c’è UEFI, croce e delizia di chi deve far funzionare sistemi operativi vecchi su pc nuovi. 
Ad essere sincero in certi casi è più croce che delizia.
Ma andiamo con ordine.
Ad un certo punto, come in tutte le cose nella storia dell’informatica, quello che era stato progettato anni prima non andava più bene, era troppo piccolo e c’era la necessità di un’evoluzione.
UEFI è l’evoluzione di BIOS.
La prima grande differenza è che il computer può essere acceso in una specie di dormiveglia dove l’unica cosa attiva è UEFI, questa specie di piccolo sistema operativo che permette alcune funzionalità interessanti.
Ci si può collegare al computer in remoto, per gestirne alcune funzionalità di base, come la diagnostica oppure l’avvio e l’arresto da remoto.
Credo sia però il caso di fare un passo indietro. 
Ho il PC spento, lo accendo e la prima cosa che parte è UEFI, questo sistema permette di fare tutto quello che si poteva fare con il vecchio BIOS, quindi controlla che l’hardware sia tutto a posto e permette di fare un po’ di configurazioni.
La prima cosa che si nota è che l’interfaccia di configurazione è più bella, è grafica, si usa il mouse. Si possono persino avviare tool di diagnostica senza dover usare una chiavetta USB esterna.
UEFI quindi sta sulla scheda madre in una porzione di memoria molto più grande del vecchio BIOS.
UEFI può attivare una intefaccia remota, raggiungibile via web, in modo che si possa fare gestione in remoto, come dicevo prima. Si può fare diagnostica a basso livello, anche con il sistema operativo avviato e senza necessariamente essere davanti al dispositivo. Questa cosa è molto utile per la gestione dei server.
E’ grazie a UEFI che sui portatili e desktop di Apple è possibile reinstallare il sistema operativo senza dover avere bisogno dei supporti fisici. Windows lo fa o lo farà a breve.
Si avvia il PC con un disco vuoto al suo interno.
Si apre l’interfaccia grafica che ha anche accesso alla scheda di rete
Da questa ci si collega ad una rete con accesso ad Internet, UEFI scarica il disco di installazione e procede con il setup del sistema.
Per i giovani questa roba è normale, per chi è partito con l’installazione di WIndows 3.11 e i suoi 15 floppy dei quali non sapevi mai qual era quello danneggiato, questa cosa sa quasi di magia.
Rispetto al BIOS, UEFI permette un boot molto più veloce, sommato ai nuovi dischi SSD, permette di avere un avvio del sistema operativo da spento a funzionante in pochi secondi, spesso meno di 10.
UEFI è molto più integrato con il sistema operativo, al punto che c’è una partizione sul disco, formattata in FAT32, che serve come sistema di scambio tra il sistema operativo e l’hardware.
Questa partizione non è da confondere con quelle riservate per il sistema o quelle di ripristino.
Altra funzionalità importante di UEFI è che permette il secure boot. Questa cosa garantisce che il sistema che parte non è stato oggetto di attacco specifico al settore di avvio per l’inserimento di malware.
Se parlate con chi installa linux sui PC nativi con Windows, vi dirà peste e corna, per fortuna si può disabilitare per queste necessità.
Grazie a UEFI si possono avere dischi con capacità maggiore di 2,2TB, cosa che con il BIOS, per una questione di indirizzi, non era possibile.


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Il tip
Abbiamo parlato di chiavette avviabili con sistemi operativi alternativi a quello installato sul disco principale del PC. Spesso capita di scaricare file di tipo ISO, che andrebbero masterizzate su un DVD per poter essere avviate. Ma in quanti hanno ancora un lettore ottico sul proprio PC?
Esiste un programmino piccolo e leggero che fa proprio questa cosa in un modo semplicissimo. Si chiama Rufus e permette, facendo un po’ di attenzione a non cancellare il disco sbagliato, di scrivere un’immagine ISO avviabile su una chiavetta USB. 
Funziona con praticamente ogni ISO scaricata da Internet, dalle varie distribuzioni di Linux, alle ISO di tool come Hiren’s Boot CD fino alle immagini di diagnostica dei produttori hardware. Non funziona con le ISO di Windows 10, per quelle, c’è il programmino apposito di Microsoft. Come sempre il link è sul sito nel testo della puntata.

Bene è proprio tutto, non mi resta che salutarvi e darvi appuntamento alla prossima puntata.

Ciao!