Das BIOS ist eine Abkürzung für „basic input output system“ und bedeutet gleichzeitig auf Griechisch „Leben“. Es handelt sich dabei um einen in einem EEPROM oder Flashbaustein auf der Hauptplatine eines Computers gespeicherten Teil des Betriebssystemkerns, der die Grundfunktionen, die für die Ein- und Ausgabe des Computers benötigt werden, zur Verfügung stellt. Es verwaltet also die grundlegende Hardware, so dass das Betriebssystem nicht wie bei früheren Computern speziell auf die Hardware programmiert sein muss. Praktisch ist das BIOS die System‑Firmware, die schon vor dem Laden des eigentlichen Betriebssystems aktiv wird und den Start des Rechners vorbereitet.

Wissenswert: Die Firmware selbst liegt heute typischerweise in einem SPI‑Flashbaustein, während Einstellungen (Setup‑Parameter) in einem CMOS-/RTC‑Speicher bzw. bei modernen Systemen in UEFI‑NVRAM abgelegt werden. Dadurch bleiben Konfigurationen auch nach dem Ausschalten erhalten.

In neuerer Zeit benutzen allerdings Betriebssysteme das BIOS teilweise nur zum Starten und sprechen dann die Hardware durch eigene Treiber an. Dies geschieht aus Performancegründen, zum Beispiel, um eine möglichst hohe Leistung von einer Grafikkarte zu erhalten. Zusätzlich greifen moderne Systeme auf ACPI- und SMBIOS-Informationen der Firmware zurück, während Geräte wie Grafik, Netzwerkkarten, Massenspeichercontroller und Audio über optimierte Treiber direkt im Betriebssystem angesprochen werden.

• Vorteile eigener Treiber: höhere Leistung, stabilere Funktion, bessere Unterstützung neuer Hardwarefunktionen und häufigere Aktualisierungen.
• Rolle der Firmware zur Laufzeit: Bereitstellung grundlegender Dienste (z. B. Runtime Services), Energieverwaltungsschnittstellen und Boot-Management.

Das BIOS ist also im Wesentlichen eine Software, die das Booten des Computers ermöglicht und hierfür die erforderliche Software darstellt. Andere Methoden des Bootens sind per Bootloader von Diskette oder durch gespeicherte Programme etwa in einem Kernspeicher, der jedoch heute keine Verwendung mehr findet. Es ist geplant das BIOS-Konzept in naher Zukunft durch das Extensible Firmware Interface (EFI) abzulösen. Hinweis zur Aktualität: Inzwischen hat sich das moderne UEFI (Unified EFI) als Nachfolger in nahezu allen aktuellen PCs und Notebooks etabliert; es unterstützt große Datenträger, eine grafische Oberfläche, Mausbedienung, Secure‑Boot und den GPT‑Partitionsstil. Ältere Systeme nutzen weiterhin das klassische BIOS mit MBR‑Boot.

Funktionsweise

Das BIOS führt bei Start einen Selbsttest (POST, Power‑On Self Test) durch und initialisiert dann die Hardware. Meist wird die Hardware automatisch erkannt. Ist dies nicht der Fall, müssen im BIOS zum Beispiel die Anzahl der Sektoren, Köpfe und Zylinder der Festplatte eingetragen werden. Dies ist insbesondere bei alten Computern gelegentlich erforderlich, weil die Festplatten nicht von selbst vom BIOS erkannt werden. Moderne Systeme verwenden statt der veralteten CHS‑Angaben LBA‑Adressierung und erkennen SATA‑ (AHCI/RAID) sowie NVMe‑Laufwerke automatisch.

• Typischer Ablauf beim Einschalten: POST startet → CPU, Arbeitsspeicher, Chipsatz und Grafikausgabe werden initialisiert → Massenspeicher‑ und USB‑Controller werden aktiviert → Option‑ROMs (z. B. von RAID‑ oder Netzwerkkarten) laufen → Bootgerät wird gemäß Bootreihenfolge geladen.
• Fehlersignale: Bei Problemen geben viele Mainboards akustische Beep‑Codes oder Diagnose‑LEDs/‑Displays aus.
• Kompatibilität: Der CSM (Compatibility Support Module) erlaubt auf UEFI‑Systemen bei Bedarf die Emulation eines Legacy‑BIOS für ältere Betriebssysteme oder Geräte.

Um diese und weitere Eingriffe vorzunehmen, ist es erforderlich die BIOS-Einstellungen aufzurufen, was geschieht, indem man während des Bootvorgangs die dafür vorgesehene Taste oder Tastenkombination drückt. Diese wird vom BIOS meistens angezeigt oder kann dem Handbuch entnommen werden. Gebräuchliche Tasten sind F1, F2, Entf. Je nach Hersteller können zusätzlich F10, Esc oder eine Kombination mit Fn erforderlich sein; bei aktivem „Fast Boot“ ist das Zeitfenster sehr kurz.

• Setup-Aufruf (herstellerabhängig): Entf/Del, F2, F1, F10, Esc.
• Temporäres Bootmenü: F8, F11 oder F12 sind häufig anzutreffen und erlauben die einmalige Auswahl eines Bootgeräts.
• Alternative: Über das Betriebssystem lässt sich ein Neustart direkt in die Firmware auslösen (z. B. erweiterte Startoptionen).

Ist man in die BIOS-Einstellungen gelangt, kann hier auch die Bootreihenfolge gewählt werden. Dies ist erforderlich, wenn man zum Beispiel von CD, DVD, USB-Stick oder Diskette booten möchte. Auch die Bootreihenfolge der Festplatten kann gewählt werden, so dass man hier sehr bequem zwischen zwei Betriebssystemen wechseln kann, wenn zum Beispiel auf einer Festplatte ein anderes Betriebssystem installiert ist, als auf der ersten Festplatte. In UEFI-Umgebungen stehen zusätzlich Boot‑Einträge (NVRAM) sowie ein „Boot Override“ für den einmaligen Start vom gewählten Medium zur Verfügung; zudem lässt sich zwischen UEFI‑ und Legacy‑Modus umschalten.

• Typische Bootgeräte: interne Laufwerke (SATA/NVMe), optische Laufwerke, USB‑Medien, Netzwerk (PXE), gelegentlich auch SD‑Kartenleser.
• Hinweis bei Dual‑Boot: Konsistente Modi verwenden (entweder UEFI+GPT oder Legacy+MBR), um Konflikte zu vermeiden.

Weitere Einstellungen

Außerdem kann hier das Datum und die Systemzeit eingestellt werden und es kann bestimmt werden, ob der Computer bei bestimmten Vorgängen, wie etwa LAN-Aktivität, Tastaturbenutzung oder Anruf angeschaltet werden soll. Bei entsprechender Konfiguration kann so ein Computer ausgeschaltet sein und aus der Ferne gestartet und auf ihn zugegriffen werden. Zusätzlich bieten viele Firmware‑Setups Optionen zur Wiederaufnahme nach Stromausfall, Zeitplänen für automatisches Einschalten und zur Feinjustierung von Energiezuständen (S3/S4/S5).

• Power‑Management: Wake‑on‑LAN, Wake‑on‑Keyboard, zeitgesteuertes Einschalten, Verhalten nach AC‑Power‑Loss (Aus/An/Letzter Zustand).
• Uhr/RTC: Lokale Echtzeituhr; Betriebssysteme synchronisieren später meist per Zeitserver.

Zudem kann ein Benutzerpasswort für den Zugriff auf die BIOS-Einstellungen, wie auch für das Booten eingestellt werden. Dies bildet einen einfachen Schutz gegen die Benutzung des Computers durch Unbefugte. Es besteht auch die Möglichkeit, festzulegen, welche Grafikkarte verwendet werden soll, wenn mehrere integriert sind und Geräte können gezielt abgeschaltet werden, zum Beispiel auf der Hauptplatine verbaute Soundchips, wenn eine höherwertige Soundkarte eingebaut wurde. Moderne UEFI‑Setups erweitern dies um Sicherheitsfunktionen wie Secure Boot, TPM/fTPM‑Aktivierung und Virtualisierungsoptionen (Intel VT‑x/AMD‑V), sowie Leistungs‑ und Komfortfunktionen wie XMP/EXPO‑Profile für Arbeitsspeicher oder Lüfterkurven.

• Sicherheit: Administrator-/Benutzerpasswörter, Secure Boot, TPM/fTPM, Gerätefreigaben (z. B. Boot nur von intern).
• Leistung/Features: Speicherprofile (XMP/EXPO), CPU‑Funktionen, integrierte Grafikeinheit vs. dedizierte Grafikkarte, SATA‑Modus (AHCI/RAID), IOMMU.
• Onboard‑Geräte: Aktivieren/Deaktivieren von LAN, Audio, WLAN/Bluetooth, USB‑Ports, serielle/parallel‑Schnittstellen.

Schließlich kann das BIOS insgesamt erneuert werden, diesen Vorgang nennt man Flashen. Die neuen Versionen des BIOS werden meistens vom Hersteller der Hauptplatine oder des Computers bereitgestellt, es ist aber auch möglich, dass Programmierer für spezielle Anforderungen ein eigenes BIOS zu schreiben. Das Flashen geschieht durch Booten von Diskette oder CD oder DVD, wobei ein einfaches DOS gebootet wird; anschließend wird das eigentliche Flashprogramm aufgerufen. Vielfach ist inzwischen auch schon ein Flashen des BIOS durch Windows-Programme möglich. Aktuell bieten viele Mainboards zudem integrierte Update‑Werkzeuge im UEFI‑Setup (per USB‑Stick oder sogar direkt über Netzwerk), Recovery‑Funktionen, Dual‑BIOS und „USB Flashback“, das ein Update ohne CPU/RAM ermöglicht.

• Best Practices beim Firmware‑Update: Exakte Modell-/Versionsprüfung, stabile Stromversorgung, keine Unterbrechung; vorherige Einstellungen sichern; nach dem Flashen ggf. „Optimized Defaults“ laden und Konfiguration sauber neu setzen.
• Fehlerbehebung: Bei Startproblemen nach Änderungen hilft häufig ein „CMOS‑Reset“ über Jumper/Taster oder das Entfernen der CMOS‑Batterie (mit Vorsicht durchführen).

Häufige Fragen und Antworten