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启动过程漫谈


发布日期:2023/3/5 10:42:52
 

利用电脑进行工作或娱乐几乎是大部分电脑用户每天必做的事情但是电脑在每次启动中的所做所为大多数用户就未必清楚了今天我将向大家详细讲解从打开电源到出现Windows X的蓝天白云在这个启动过程中电脑到底干了些什么工作

在电脑的启动过程中有一个非常完善的硬件自检机制对于采用Award BIOS的电脑而言在加电自检的短短几秒钟里就可以瞬间完成多个检测步骤!下面就请大家仔细地看看电脑的启动全过程

第一步:在我们按下电源开关的瞬间电源就立刻向主板和其它设备供电此时的电压还不稳定主板控制芯片组会向CPU发出并保持一个Reset(重置)信号让CPU初始化当电源开始稳定供电后(从不稳定到稳定也只是短暂的瞬间)控制芯片组便撤去Reset信号(如果是手动按下电脑面板上的Reset按钮来重启电脑那么松开该按钮时芯片组就会撤去Reset信号)此时CPU立刻从地址FFFFH处开始执行指令无论是Award BIOS还是AMI 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

第二步:系统BIOS的启动代码首先进行POST(加电自检)POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备是否存在和能否正常工作如内存和显卡等由于POST的检测过程发生在显卡初始化之前因此如果在POST自检的过程中发现了一些致命错误如没有找到内存或者内存有问题(POST过程只检查K常规内存)这时是无法在屏幕上显示出来的系统BIOS就通过喇叭发声来报告错误情况声音的长短和次数代表了错误的类型

第三步:接下来系统BIOS将开始检测显卡显卡BIOS中的ROM芯片的起始地址通常在CH处系统BIOS检测显卡时调用显卡BIOS中的初始化代码由显卡BIOS来完成显卡的初始化大多数显卡在进行初始化时通常会在屏幕上显示出一些显卡的信息如生产厂商图形芯片类型显存容量等内容这就是我们开机时看到的第一幅画面

第四步:检测完其它设备之后系统BIOS将显示它自己的启动画面其中包括有系统BIOS的类型序列号和版本号等内容同时在屏幕底端左下角会出现主板信息代码包含BIOS的日期主板芯片组型号及厂商代码等

第五步:接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率并将检测结果显示在屏幕上这就是我们开机时看到的CPU类型和主频

第六步:在CPU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这些设备包括:硬盘CDROM软驱串行接口和并行接口等另外大部分新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存参数硬盘参数和访问模式等

第七步:标准设备检测完毕后系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中已安装的即插即用设备每找到一个设备系统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端口等系统资源

第八步:到这一步为止所有硬件都已经检测配置完毕了系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个系统配置列表其中概略地列出了系统中已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

第九步:紧接着系统BIOS将更新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数据这些数据被存放在CMOS(一小块特殊的RAM由主板上的电池来供电)之中通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会进行更新所以不是每次启动机器时我们都能够看到Update ESCD Success这样的信息不过某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows x不相同的数据格式于是Windows x在它自己的启动过程中会把ESCD数据转换成自己的格式但在下一次启动机器时即使硬件配置没有发生改变系统BIOS又会把ESCD的数据格式改回来如此循环将会导致在每次启动机器时系统BIOS都要更新一次ESCD这就是为什么有的计算机在每次启动时都会显示Update ESCD Success信息的原因

第十步:ESCD数据更新完毕后系统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以从C盘启动为例系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录而分区引导记录将负责读取并执行Iosys系统文件这是DOS和Windows x最基本的系统文件Windows x的Iosys文件首先要初始化一些重要的系统数据然后就显示出我们熟悉的蓝天白云在这幅画面之下Windows将继续进行GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作如果系统安装有引导多种操作系统的工具软件通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码这些代码将允许用户选择任意一种操作系统然后读取并执行该操作系统的基本引导代码(DOS和Windows的基本引导代码就是分区引导记录)

上面介绍的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全部初始化工作如果我们在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过程将被跳过去直接从第三步开始另外第五步的检测CPU和内存测试也不会再进行无论是冷启动还是热启动系统BIOS都会进行硬件检测和引导过程正是这个不起眼的过程保证了我们可以正常地启动和使用计算机

摘自《电子电脑报》

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