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杨子颍 廊坊师范学院信息技术提高班十四期

 
 
 

日志

 
 

当你按下电源按钮的瞬间,电脑都干了些什么?  

2017-03-04 17:23:16|  分类: 【一本正经】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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         我们几乎每天都要打开电源启动机器,面对屏幕上出现的一幅幅启动画面,我们一点儿也不会感到陌生,但是,计算机在显示这些启动画面时都做了些什么工作呢? 
        打开计算机电源后到计算机准备接受你发出的命令之间计算机所运行的过程称为引导过程。我们知道,当关闭电源后,内存的数据将丢失,因此,计算机不是用内存来保持计算机的基本工作指令,而是使用另外的方法将操作系统文件加载到内存中,再由操作系统接管对机器的控制。这是引导过程中的一个主要部分。总的说来,引导过程有下面几个步骤: 

① 加电––––打开电源开关,给主板和内部风扇供电。 
② 启动引导程序––––CPU开始执行存储在ROM BIOS中的指令。 
③ 开机自检––––计算机对系统的主要部件进行诊断测试。 
④ 加载操作系统––––计算机将操作系统文件从磁盘读到内存中。 
⑤ 检查配置文件,定制操作系统的运行环境––––读取配置文件,根据用户的设置对操作系统进行定制。 
⑥ 准备读取命令和数据––––计算机等待用户输入命令和数据。 

(一) 加电 
      引导过程的第一步就是通电。电扇开始运转,电源指示灯应该变亮,否则说明系统电源供应有问题,或是主板等部件和机箱发生短路。 

(二) 启动引导程序 
        CPU是从内存地址FFFF0H处开始执行指令的,从前面的介绍可知,这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内,无论是哪家公司的BIOS,放在这里的只是一条跳转指令,跳到系统BIOS中真正的启动代码处。 

(三) 开机自检 
      系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST(Power-On Self Test,加电后自检),POST的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作,例如内存和显卡等设备。由于POST是最早进行的检测过程,此时显卡还没有初始化,如果系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误,例如没有找到内存或者内存有问题(此时只会检查640K常规内存),那么系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误。正常情况下,POST过程进行得非常快。 

        POST结束之后,系统BIOS将查找显卡的BIOS并调用它的初始化代码,由显卡BIOS来初始化显卡,此时多数显卡都会在屏幕上显示出一些初始化信息,介绍生产厂商、图形芯片类型等内容。系统BIOS接着会查找其他设备的BIOS程序,找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化相关的设备。 

       查找完所有其他设备的BIOS之后,系统BIOS将显示出它自己的启动画面,其中包括系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。然后检测和显示CPU的类型和工作频率,然后开始测试所有的内存,并同时在屏幕上显示内存测试的进度。 

       内存测试通过之后,系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备,包括硬盘、CD-ROM、串口、并口、软驱等设备,另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。 

      标准设备检测完毕后,系统BIOS内部支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备,每找到一个设备之后,系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息,同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。 

      经过上面几步,所有硬件都已经检测配置完毕,多数系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格,其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备,以及它们使用的资源和一些相关工作参数。 

       接下来系统BIOS将根据CMOS配置更新ESCD(Extended System Configuration Data,扩展系统配置数据),ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段。通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新,所以不是每次启动机器时我们都能够看到“Update ESCD… Success”这样的信息。 

(四) 加载操作系统 
      在POST成功之后,系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作,即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动,定位并加载操作系统文件。首先计算机查找两个操作系统文件:Io.sys和Msdos.sys。如果这两个文件不存在,引导过程会显示如下信息:“Non-system disk or disk error”或者“Invalid system disk”。  

       然后,微处理器将试图加载另外一个操作系统文件Command.com。如果加载失败(Command.com文件不存在或版本不对),会出现故障信息:“Bad or missing command interpreter”,而且你发出的所有命令计算机都无法执行,因为Command.com是专门用来解释这些命令的。 

(五) 检查配置文件并定制操作系统的运行环境 
         在引导过程初期,计算机通过检查CMOS中的信息对硬件作初始化等工作。但具体到不同的操作系统中,计算机还需要更多的配置信息来正确使用所有的设备并创建个性化的运行环境。 

       在Windows中对运行环境进行配置的方法很多,比如修改注册表,编辑System.ini、Win.ini等系统配置文件,或将希望启动完Windows后立即执行的内容放入Windows的启动(Startup)组中。 

(六) 准备接收命令和数据 
       当计算机准备好接收命令时就结束了引导过程。通常在引导结束后,计算机会显示操作系统的屏幕或提示符。如果你使用的是Windows,那么就会看到Windows的桌面;

       上面介绍的整个过程便是计算机在打开电源开关(或按Reset键)进行冷启动时所要完成的引导工作。如果我们在DOS下按Ctrl+Alt+Del组合键(或从Windows中选择重新启动计算机)来进行热启动,那么POST过程将被跳过去,另外检测CPU和内存测试也不会再进行。我们可以看到,无论是冷启动还是热启动,系统BIOS都一次又一次地重复进行着这些我们平时并不太注意的事情,然而正是这些单调的步骤为我们能够正常使用电脑提供了基础。

       我简单总结下,意思就是电脑按下电源后,就开始执行程序了,程序来自主板上那个圆纽扣电池供电的一个芯片里,这些程序就对电脑的一些硬件进行检测,检测不通过就会报警或者给屏幕提示,检测通过就继续往下走,屏幕也会依次提示进展,所有硬件检测完毕,就会把电脑的控制权交给操作系统,现在的电脑大多是windows操作系统,进系统后电脑就算启动完毕了,然后就等待你的键盘或者鼠标输入,操作系统给出相应的回应。
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