在计算机启动和硬件管理的世界里，UEFI 和 BIOS 是两个至关重要的概念。它们如同计算机的 “启动向导”，负责在操作系统加载前完成硬件初始化等关键工作。
一、BIOS：传统的计算机启动基石
什么是 BIOS
BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）是嵌入在计算机主板上的一段固件程序。它是计算机接通电源后第一个运行的软件，扮演着连接计算机硬件与操作系统的桥梁角色。
BIOS 的基础原理
当计算机开机时，BIOS 会率先启动，执行一系列关键操作：
- 自检（POST，Power-On Self-Test）：对计算机的核心硬件，如 CPU、内存、显卡、硬盘等进行检测，确保硬件能够正常工作。如果检测到问题，会通过特定的蜂鸣声或错误代码提示故障。
- 初始化硬件：对各种硬件设备进行初始化设置，为操作系统的加载做好准备，比如设置硬盘的工作模式、调整内存的时序等。
- 引导操作系统：在完成自检和硬件初始化后，BIOS 会按照预设的启动顺序（如从硬盘、光盘、U 盘等）查找可启动的设备，找到后读取该设备上的引导程序，进而启动操作系统。
BIOS 存储在主板上的 ROM（只读存储器）中，早期为不可改写的芯片，后来发展为可通过特定程序刷新的 EEPROM 或 Flash 芯片，方便厂商更新程序以支持新硬件。
二、UEFI：新一代的固件接口标准
什么是 UEFI
UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口）是一种新型的固件接口标准，旨在替代传统的 BIOS。它由英特尔等多家厂商联合推出，提供了更强大、更灵活的功能。
UEFI 的基础原理
UEFI 的工作流程与 BIOS 有相似之处，但在技术实现上有了质的飞跃：
- 预启动环境：UEFI 拥有独立的预启动环境（UEFI Shell），用户可以在这个环境下进行硬件检测、设置启动项、运行特定工具等操作，界面通常为图形化，操作更直观。
- 硬件初始化与驱动：UEFI 支持模块化的驱动程序，能够更好地识别和支持新型硬件设备，如大容量硬盘、USB 3.0 及以上接口设备等。其初始化过程更高效，能缩短计算机的启动时间。
- 安全启动（Secure Boot）：这是 UEFI 的一项重要安全功能。它通过验证操作系统引导程序的数字签名，确保只有经过认证的软件才能启动，有效防止恶意软件感染引导程序。
- 引导操作系统：与 BIOS 类似，UEFI 也会按照设置的启动顺序查找可启动设备，但它支持更大容量的硬盘分区（如 GPT 分区），能更好地适应现代计算机的存储需求。
三、BIOS 被 UEFI 取代的原因
随着计算机技术的飞速发展，传统 BIOS 逐渐暴露出诸多局限性，而 UEFI 的优势日益凸显，这使得 BIOS 被取代成为必然趋势：
- 对新硬件和新技术的支持不足：BIOS 采用 16 位处理器模式，寻址能力有限，无法很好地支持容量超过 2TB 的硬盘以及 GPT 分区格式，而现代计算机普遍使用大容量硬盘和 GPT 分区。此外，对于 USB 3.0、PCIe 4.0 等新型接口和设备，BIOS 的支持也不够完善。
- 启动速度慢：BIOS 的自检和初始化过程相对繁琐，采用的是较为老旧的代码架构，导致计算机启动时间较长。而 UEFI 采用 32 位或 64 位架构，代码更高效，初始化过程更快速，能显著缩短开机时间。
- 安全性欠缺：传统 BIOS 缺乏有效的安全机制，容易受到恶意软件的攻击，比如恶意程序可以篡改 BIOS 固件，导致计算机无法正常启动或泄露敏感信息。而 UEFI 的安全启动功能能有效抵御此类攻击，提升系统安全性。
- 用户体验不佳：BIOS 的设置界面通常为字符化，操作不够直观，对于普通用户来说不够友好。而 UEFI 大多采用图形化界面，支持鼠标操作，设置选项更清晰易懂，用户体验更佳。
- 扩展性差：BIOS 的功能模块相对固定，难以进行扩展和升级，无法满足不断变化的硬件和软件需求。UEFI 采用模块化设计，厂商可以方便地添加新功能和驱动程序，具有更强的扩展性。