BIOS(Basic Input/Output System)完整指南:初學者入門解析
更新日期: 2025 年 3 月 18 日
當我們打開電腦時,它是如何知道該做什麼的?
為什麼按下電源鍵後,電腦會自動檢查硬體、讀取作業系統,最後進入 Windows 或其他系統?
這一切的背後,都有一個關鍵角色——BIOS(Basic Input/Output System,基本輸入輸出系統)。
BIOS 是電腦最基本的軟體之一,它負責開機時的硬體初始化,並提供讓作業系統與硬體溝通的基本功能。
對於初學者來說,理解 BIOS 不僅有助於解決電腦開機問題,還能幫助你更進一步學習電腦硬體與系統的運作原理。
在這篇文章中,我們將深入探討 BIOS 的基本概念、功能、設定方式,並帶你了解 UEFI 這個 BIOS 的進化版本。
BIOS 的基本概念
BIOS,全名為 Basic Input/Output System(基本輸入輸出系統),是電腦內建的一種固件(Firmware),通常儲存在主機板上的 ROM(唯讀記憶體) 或 快閃記憶體(Flash Memory) 中。
當電腦開機時,BIOS 會是第一個執行的軟體,它的主要任務是檢測並初始化硬體設備,然後將控制權交給作業系統,確保電腦能夠正常啟動並運作。
BIOS 的運作邏輯可以比喻成一位電腦的「總指揮官」。
當你按下電源鍵時,它會立即開始工作,檢查電腦的 CPU、記憶體(RAM)、硬碟、顯示卡、鍵盤、滑鼠 以及其他關鍵硬體是否正常運作。
這個過程被稱為 POST(Power-On Self Test,開機自我檢測)。
如果一切正常,BIOS 便會按照設定的 開機順序(Boot Sequence),尋找適當的開機裝置(如硬碟、USB、光碟機等),並將控制權交給作業系統(如 Windows、Linux、macOS)。
在 BIOS 的設定畫面中,使用者可以調整許多與硬體相關的參數,例如:
- CPU 頻率與電壓(影響效能與耗電量)
- 記憶體時脈(影響運行速度與穩定性)
- 開機裝置順序(決定從哪個裝置讀取作業系統)
- 安全性選項(如密碼保護、Secure Boot)
BIOS 的主要功能
BIOS 不僅僅是一個啟動電腦的工具,它還負責管理與設定電腦的各種硬體資源,確保系統穩定運作。以下是 BIOS 的幾個主要功能:
開機時的硬體檢測(POST)
當電腦開機時,BIOS 會執行 Power-On Self Test(POST,自我檢測),確保所有核心硬體都能正常運作。這個檢測過程涵蓋以下幾個步驟:
- 檢查 CPU 是否能正常運行。
- 檢測記憶體(RAM)是否可用。 若記憶體條有問題,可能會導致無法開機,並發出錯誤的 蜂鳴聲(Beep Code)。
- 偵測鍵盤與滑鼠是否連接正常。
- 檢查顯示卡與螢幕是否可用。 若顯示卡有問題,可能會導致無法顯示畫面。
- 偵測儲存裝置(硬碟、SSD)是否存在。
- 檢查其他周邊裝置(如 USB、光碟機、網路卡等)。
如果 BIOS 發現某個硬體發生異常,會透過螢幕顯示錯誤訊息,或者透過蜂鳴聲碼(Beep Code)發出提示。例如:
- 1 長 2 短蜂鳴聲:表示顯示卡故障
- 連續短鳴聲:表示記憶體錯誤
- 沒有蜂鳴聲或畫面顯示:可能是 CPU 或主機板發生嚴重問題
這些訊號有助於技術人員快速診斷問題,並採取適當的維修措施。
開機順序(Boot Sequence)設定
開機順序決定了電腦在開機時,會先從哪個裝置載入作業系統。常見的開機裝置包括:
- 內部硬碟(HDD/SSD):最常見的開機裝置,通常會從這裡啟動作業系統(如 Windows、Linux)。
- USB 隨身碟:如果要安裝新的作業系統,通常需要從 USB 啟動安裝程式。
- 光碟機(CD/DVD):舊款電腦可能會從光碟開機,例如 Windows 安裝光碟。
- 網路開機(PXE Boot):企業環境中,電腦可以透過網路下載並啟動作業系統。
如果你需要重灌 Windows,可能需要進入 BIOS,將 USB 隨身碟 設為第一開機裝置,這樣電腦才會從 USB 讀取 Windows 安裝程式,而不是直接進入舊的作業系統。
硬體基本設定
BIOS 允許使用者手動調整各種硬體參數,以優化電腦效能或進行超頻(Overclocking)。例如:
- CPU 頻率與電壓調整:讓處理器運行得更快,但需注意溫度與功耗增加。
- 記憶體(RAM)時脈與時序設定:影響電腦運行速度與穩定性。
- 風扇轉速調整:有些 BIOS 允許手動設定風扇速度,以降低噪音或提高散熱效果。
- 電源管理選項:如 節能模式(Power Saving) 或 高效能模式(High Performance)。
如果設定不當,可能會導致電腦無法開機,因此建議初學者謹慎操作,或查閱主機板官方手冊以確保設定正確。
提供基本輸出入功能
BIOS 負責管理電腦的基本輸入與輸出裝置,包括:
- 鍵盤與滑鼠:確保鍵盤與滑鼠能夠正常工作,即使在作業系統尚未啟動的情況下。
- 顯示輸出:初始化顯示卡,使螢幕能夠顯示開機畫面與 BIOS 設定介面。
- 硬碟與 SSD 讀取:管理 SATA 或 NVMe 介面的存儲裝置,使作業系統能夠讀取硬碟資料。
- USB 裝置:偵測外接 USB 隨身碟、鍵盤、滑鼠或其他裝置。
這些基本輸入輸出功能確保電腦在作業系統啟動之前,已具備基本的操作能力。
保持硬體與系統相容
BIOS 的另一個重要功能是確保不同世代的硬體與作業系統能夠順利運作。
當你更換記憶體、硬碟、顯示卡或其他零件時,BIOS 會自動檢測新的硬體,並調整系統參數以確保相容性。
此外,部分 BIOS 允許進行 韌體更新(BIOS Update),以支援新一代的處理器或修正已知的相容性問題。
不過,更新 BIOS 存在風險,操作不當可能會導致系統無法啟動,因此建議初學者在必要時再執行 BIOS 更新。
如何進入 BIOS 設定畫面?
在 BIOS 設定畫面中,使用者可以調整電腦的開機順序、硬體參數、風扇控制、安全性設定等重要選項,因此學會如何進入 BIOS 是每位電腦使用者都應該掌握的基本技能。
然而,不同品牌的主機板或筆記型電腦,其進入 BIOS 的方式可能略有不同,因此需要依據設備的型號與品牌來選擇正確的進入方式。
進入 BIOS 的按鍵與品牌對應
通常,在開機時快速連續按下特定的按鍵,即可進入 BIOS 設定畫面。以下是常見品牌與對應的 BIOS 進入鍵:
品牌 | BIOS 進入鍵 |
---|---|
ASUS | F2 或 Delete(Del) |
Acer | F2 |
Dell | F2 |
HP | F1、F10 或 ESC |
Lenovo(筆電) | F1 或 F2 |
Lenovo(桌機) | F1 或 Delete(Del) |
MSI | Delete(Del) |
Gigabyte | Delete(Del) |
ASRock | Delete(Del) |
IBM 舊款機型 | F1 |
Sony VAIO | F2 或 Assist 按鍵(部分型號) |
Toshiba | F2 或 ESC |
Samsung | F2 或 F10 |
Microsoft Surface(部分型號) | 長按音量增加(Volume Up)按鍵後按電源鍵 |
若無法確定該按哪個鍵,建議查看設備的 使用手冊,或在開機時觀察螢幕上方或下方的提示訊息,部分電腦會顯示 “Press [Key] to enter BIOS” 的提示,例如 “Press F2 to enter Setup”。
進入 BIOS 設定畫面的步驟
方法 1:透過開機按鍵進入(適用於大多數電腦)
- 完全關機(如果電腦已開啟,請選擇重新啟動或手動關機後再開機)。
- 按下電源鍵開機,並立即不停地按下 BIOS 進入鍵(如 F2 或 Del)。
- 建議方式:按電源鍵的同時,每秒按一次 BIOS 進入鍵,確保指令被系統接收。
- 若按得太慢或太晚,系統可能會直接進入作業系統,此時需重新啟動並再試一次。
- 成功進入後,會看到 BIOS 設定畫面,這裡可以調整電腦的開機選項、硬體設定等。
方法 2:透過 Windows 進入 UEFI 設定(適用於 Windows 8/10/11)
現代電腦多數採用 UEFI 取代傳統 BIOS,因此部分機型可以透過 Windows 內建的功能進入 BIOS 設定畫面,具體步驟如下:
- 打開 Windows「設定」(可使用
Win + I
快捷鍵)。 - 進入 「更新與安全性」 > 「復原」。
- 在 「進階啟動」 選項下,點擊 「立即重新啟動」。
- 電腦重新啟動後,會進入「選擇選項」畫面,依序選擇:
- 疑難排解(Troubleshoot)
- 進階選項(Advanced options)
- UEFI 韌體設定(UEFI Firmware Settings)
- 重新啟動(Restart)
- 電腦重新啟動後,即可自動進入 BIOS 設定畫面。
這種方法適合 無法透過鍵盤進入 BIOS 的使用者,例如部分筆記型電腦或平板設備,特別是在快速開機功能(Fast Boot)啟用時,可能會錯過按鍵輸入的機會。
BIOS 與 UEFI 的差異
BIOS(Basic Input/Output System,基本輸入輸出系統)已經存在數十年,最早出現在 1980 年代的 IBM 個人電腦中。它一直是電腦開機過程中的關鍵元件,負責初始化硬體並啟動作業系統。
然而,隨著電腦技術的進步,傳統 BIOS 逐漸顯露出許多限制,例如 開機速度較慢、硬碟支援受限、安全性較低 等。
為了解決這些問題,UEFI(Unified Extensible Firmware Interface,統一可延伸韌體介面) 應運而生,並成為 BIOS 的進化版本。
UEFI 提供更快的開機速度、更高的安全性,以及對現代硬體(如大容量硬碟、SSD、高效能顯示卡等)更好的支援。
目前大多數新款電腦與主機板都已全面採用 UEFI,雖然仍然保留「傳統 BIOS 模式(Legacy Mode)」,以確保相容於舊系統。
但新作業系統(如 Windows 10、Windows 11 及現代 Linux 版本)更推薦使用 UEFI 來發揮硬體的最大效能與安全性。
BIOS 與 UEFI 的主要差異
項目 | BIOS | UEFI |
---|---|---|
介面 | 傳統 文字介面,只能使用鍵盤操作 | 圖形化介面,支援滑鼠與鍵盤操作,更易於使用 |
開機速度 | 較慢,因為初始化硬體的方式較舊 | 較快,可並行處理多個硬體初始化,提高啟動效率 |
硬碟支援 | 最高支援 2TB(使用 MBR 分區表) | 可支援超過 2TB(使用 GPT 分區表) |
安全性 | 無安全開機機制,容易遭受開機病毒攻擊 | 支援 Secure Boot(安全開機),可防止未授權的程式或惡意軟體修改開機程序 |
作業系統相容性 | 舊版 Windows(如 XP、Windows 7)與 DOS 可運行 | 新版 Windows(Windows 8/10/11)、Linux 更推薦使用 |
擴展性 | 功能較固定,難以增加新功能 | 可支援網路開機、遠端診斷、圖形化 BIOS 更新等進階功能 |
驅動程式支援 | 依賴主機板內建的驅動 | 可直接存取 UEFI 驅動,支援更多現代硬體 |
開機模式 | 傳統 Legacy Boot 模式 | UEFI Boot 模式,可支援更快速、更安全的開機方式 |
BIOS 與 UEFI 的詳細比較
1. 介面與操作方式
BIOS 使用者介面通常是 藍底白字的純文字模式,使用者只能透過 鍵盤 操作,使用方向鍵移動、Enter 選擇、Esc 退出,操作方式較為原始且不直觀。
相較之下,UEFI 採用圖形化介面(GUI),支援 滑鼠操作,並且可以顯示更豐富的資訊,如 CPU 溫度、風扇轉速、電壓狀態等,讓使用者更容易進行設定與調整。
此外,一些高階主機板的 UEFI 甚至支援 觸控螢幕,提供更直覺的操作體驗。
2. 硬碟與開機方式
BIOS 採用的是 MBR(Master Boot Record,主開機記錄) 分區表,這種格式最多只能支援 2TB 以內 的硬碟,且最多只能建立 4 個主要分區。對於大容量硬碟(如 4TB、8TB),BIOS 無法正確辨識並使用。
UEFI 則使用 GPT(GUID Partition Table) 分區表,這種格式可以支援超過 2TB 的硬碟,並允許建立 128 個分區,更適合現代電腦與伺服器應用。
此外,UEFI 支援 Windows 的「快速開機(Fast Boot)」技術,能大幅縮短電腦啟動時間,讓電腦幾秒內就能進入系統,而傳統 BIOS 開機通常需要較長的時間。
3. 安全性
BIOS 沒有內建安全機制,因此容易受到開機病毒、Rootkit 攻擊,駭客可以利用這些漏洞來修改開機程序,甚至繞過作業系統的安全機制來存取電腦中的資料。
UEFI 則內建了 Secure Boot(安全開機) 功能,這是一種安全機制,會檢查開機過程中載入的所有程式與驅動是否經過官方認證,防止未授權的惡意軟體執行。例如,一些勒索軟體會嘗試修改開機設定來鎖住系統,而 UEFI 的 Secure Boot 可以有效阻止這類攻擊。
4. 相容性與擴展性
BIOS 只能執行基礎的硬體初始化,且其架構較舊,擴充功能相當有限。例如,它不支援 網路 BIOS 更新、遠端診斷 等功能。
而 UEFI 具有更好的擴展性,例如:
- 支援網路開機(PXE Boot),允許 IT 人員遠端安裝作業系統。
- 支援內建診斷與修復工具,例如直接在 BIOS 介面中執行硬碟檢測、記憶體測試等功能。
- 支援直接更新 BIOS 韌體,而不需要透過 USB 或 DOS 工具。
這些功能對於伺服器、企業用戶、甚至一般消費者來說,都提供了更便捷與強大的功能。
UEFI 與 BIOS 的切換
雖然 UEFI 是 BIOS 的進化版本,但目前許多 UEFI 主機板仍提供「Legacy Mode(傳統模式)」,允許使用者切換回傳統 BIOS。
以確保舊版作業系統(如 Windows 7、Windows XP)或舊版應用程式仍能正常運行。
若你需要在 UEFI 與 BIOS 之間切換,可以按照以下步驟進行:
- 進入 BIOS/UEFI 設定畫面(參考前面「如何進入 BIOS」的教學)。
- 尋找「Boot Mode」或「Boot Option」選項。
- 你可能會看到以下模式:
- UEFI Mode(推薦給 Windows 8/10/11、Linux 使用者)
- Legacy Mode 或 CSM(Compatibility Support Module)(提供 BIOS 相容性,適用於舊系統)
- 選擇所需模式後,儲存設定並重新開機。
注意:若你的作業系統已安裝在 UEFI 模式下,切換為 BIOS 模式可能會導致無法開機,請務必確認再進行更改。
注意事項與常見問題
進不去 BIOS,電腦直接進入 Windows?
- 可能原因:
- 你的電腦啟用了 快速開機(Fast Boot),導致 BIOS 進入時間縮短。
- 鍵盤輸入訊號沒有被偵測到(特別是無線鍵盤或 USB 3.0 連接的鍵盤)。
- 解決方法:
- 使用 方法 2(Windows 內建 UEFI 進入方式)。
- 嘗試連接 有線鍵盤,某些無線鍵盤或藍牙鍵盤在開機階段可能無法偵測按鍵輸入。
進入 BIOS 後,無法使用滑鼠?
- 這可能是因為你的電腦使用的是 傳統 BIOS,僅支援鍵盤操作。若 BIOS 介面是 藍底白字的簡單畫面,通常只能透過鍵盤上下左右鍵操作,按
Enter
進入選單,按Esc
退出。 - 解決方法:
- 若你的電腦支援 UEFI,可能需要更新 BIOS 以獲得滑鼠支援。
- 若沒有 UEFI 支援,則只能使用鍵盤操作。
找不到「UEFI 韌體設定」選項?
- 可能原因:
- 你的電腦使用的是傳統 BIOS,而非 UEFI。
- 主機板的 BIOS 設定不允許 Windows 直接存取 UEFI 選項。
- 解決方法:
- 嘗試 方法 1(開機時按 F2 或 Del 進入 BIOS)。
- 檢查 BIOS 版本,確保主機板支援 UEFI。
進入 BIOS 後不小心改錯設定,導致無法開機?
- 解決方法:
- 進入 BIOS,找到 「Load Default Settings」 或 「Restore Defaults」,恢復原始設定後重新開機。
- 若無法進入 BIOS,可以嘗試 清除 CMOS(取出主機板上的 CMOS 電池,靜置 5 分鐘後重新安裝)。
結論
BIOS 是電腦開機過程中的重要角色,負責初始化硬體、執行開機程序,並讓作業系統順利運行。
隨著科技進步,BIOS 逐漸被功能更強大的 UEFI 取代,但它的基本概念仍然值得學習。
對於初學者來說,了解 BIOS 的功能與設定方式,可以幫助解決許多電腦問題,並讓你對電腦的運作原理有更深入的理解。
如果你對 BIOS 設定有興趣,不妨試著進入 BIOS 介面看看,熟悉各種選項,未來遇到電腦問題時,或許就能自己動手解決了!