1-2计算机启动过程
计算机启动过程
计算机启动过程介绍操作系统⽼师说，平时⾯试学⽣或者毕业答辩的时候他都会问这个问题，可见这个问题对于计算机专业的学⽣来说是如此重要。
那么，从打开计算机电源到计算机的屏幕显⽰，中间经历了哪些过程呢？启动的英⽂是boot，来⾃于⼀个谚语pull oneself up by one's bootstraps通过拉⾃⼰的鞋带把⾃⼰拽起这个很明显是⽭盾的。
⼯程师早期⽤这句谚语⽤来⽐喻早期的计算机开机，因为计算机启动需要运⾏程序，⽽运⾏程序⼜需要计算机启动。
这个是⼀个很⽭盾的过程。
直到后来开机程序被刷⼊ROM芯⽚后，这个开机的boot⼤概过程是这样的:1. Turn on2. CPU jump to physical address of BIOS(In Intel it is 0xFFFF0)3. BIOS runs POST(Power-On Self Test)4. Find bootable devices5. Loads boot sector from MBR6. BIOS yields control to OS BootLoader1. BIOSBIOS介绍:BIOS（Basic Input/Output System）是基本输⼊输出系统的简称。
BIOS 能为电脑提供最低级、最直接的硬件控制与⽀持，是联系最底层的硬件系统和软件系统的桥梁。
为了在关机后使 BIOS 不会丢失，BIOS 设置程序是被固化到电脑主板上地 ROM 芯⽚中的⼀组程序，其主要功能是为电脑提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。
BIOS 通常与硬件系统集成在⼀起（在计算机主板的 ROM 或EEPROM 中），所以也被称为固件如何运⾏BIOS存放在⼀个断电后不会丢失内容的ROM中，这保证了“拽着鞋带拉起⾃⼰”的这种情况不会发⽣。
因为系统⼀上电或重置，处理器要执⾏第⼀条指令的地址会被定位到BIOS存储器，初始化开始运⾏。
计算机启动过程
从打开电源到开始操作，计算机的启动是一个非常复杂的过程。
零、boot 的含义先问一个问题，"启动"用英语怎么说？回答是boot。
可是，boot 原来的意思是靴子，"启动"与靴子有什么关系呢？原来，这里的boot 是bootstrap（鞋带）的缩写，它来自一句谚语："pull oneself up by one's bootstraps"字面意思是"拽着鞋带把自己拉起来"，这当然是不可能的事情。
最早的时候，工程师们用它来比喻，计算机启动是一个很矛盾的过程：必须先运行程序，然后计算机才能启动，但是计算机不启动就无法运行程序！早期真的是这样，必须想尽各种办法，把一小段程序装进内存，然后计算机才能正常运行。
所以，工程师们把这个过程叫做"拉鞋带"，久而久之就简称为boot 了。
计算机的整个启动过程分成四个阶段。
一、第一阶段：BIOS上个世纪70 年代初，"只读内存"（read-only memory，缩写为ROM）发明，开机程序被刷入ROM 芯片，计算机通电后，第一件事就是读取它。
这块芯片里的程序叫做"基本輸出輸入系統"（Basic 无效/Output System），简称为BIOS。
1. 1 硬件自检BIOS 程序首先检查，计算机硬件能否满足运行的基本条件，这叫做"硬件自检"（Power-On Self-Test），缩写为POST。
如果硬件出现问题，主板会发出不同含义的蜂鸣，启动中止。
如果没有问题，屏幕就会显示出CPU、内存、硬盘等信息。
1. 2 启动顺序硬件自检完成后，BIOS 把控制权转交给下一阶段的启动程序。
这时，BIOS 需要知道，"下一阶段的启动程序"具体存放在哪一个设备。
也就是说，BIOS 需要有一个外部储存设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。
计算机启动过程
计算机启动过程讲课教师：黄小龙计算机启动过程总体分为两个过程，即硬件启动过程和操作系统启动过程。
本课中操作系统我们仅选用Windows XP 的启动过程讲解。
一、硬件启动过程⑴加电按下电源开关后，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不稳定，主板上的控制芯片组会向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，芯片组便撤去RESET 信号(如果是按下Reset 按钮来重启，那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET 信号)。
然后，CPU 马上就从地址FFFF0H 处开始执行指令（这是BIOS 的起始地址），但放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统真正的BIOS 启动代码处，由BIOS 的代码进行下一步的POST 自检。
⑵BIOS 进行postPOST就是加电自检，它是Power On Sel f Test的缩写。
它是检查一些关键设备是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。
如果发现错误，则通过喇叭发声来报告错误情况，此时的声音长短和次数代表了错误类型。
注：由于POST的检测过程在显示卡初始化之前，因此POST 自检过程发现的错误是无法在屏幕上显示出来的。
⑶BIOS检测硬件的各种信息BIOS进行加电自检后，就开始检测计算机上硬件设备的各种信息，如设备类型、工作频率、芯片组型号、出厂厂商等。
这阶段的硬件检测顺序是：显示卡、CPU、内存、其它标准硬件设备（如硬盘、光驱、软驱、外设等）。
⑷BIOS更新ESCD按下来系统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，因此不是每次启动都能看到"Update ESCD... Success"这样的信息。
计算机开机过程解析
计算机启动过程解析一、计算机启动过程1、CPU供电当用户按下电源按钮后，计算机首先要做的操作就是为主板部分芯片和CPU进行供电。
2、BIOSBIOS是写入到主板中的软件程序。
CPU供电后，计算机接下来要做事情就是执行硬件中的BIOS程序。
BIOS程序会检查计算机硬件能否满足运行的基本条件，这叫做“硬件自检”，顺序如下：（1）独显（集显属于CPU的一部分，不依靠BIOS自检）（2）内存（3）硬盘和光驱（其实是探测SATA或者IDE口的过程，用于识别外界存储设备，并向他们供电，打开他们的功能。
）（4）PS2接口（旧版鼠标键盘接口）、USB接口、声卡、网卡等等硬件自检完成后，BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。
这时，BIOS需要知道，“下一阶段的启动程序”具体存放在哪一个设备。
也就是说，BIOS需要有一个外部储存设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。
3、主引导记录MBRBIOS按照“启动顺序”，把控制权转交给排在第一位的储存设备。
即根据用户指定的引导顺序从存储设备中读取启动设备的主引导记录MBR。
MBR只有512个字节，内含引导加载程序，在硬盘0磁道的第一个扇区，不属于任何一个分区，它告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统。
4、启动操作系统计算机通过MBR找到硬盘内操作系统的位置后，就会开始启动操作系统。
启动硬盘内的操作系统有三种情况：（1）卷引导记录：如果计算机只安装了一个windows操作系统，那么硬盘通常会以第一种方式启动，即读取激活分区的第一个扇区，加载操作系统。
（2）启动管理器：如果计算机安装了双系统，硬盘一般会以该方式启动，让用户去选择启动哪个分区的操作系统。
（3）扩展分区和逻辑分区：只听说有，但从未见过，故不作讲解。
以Windows7为例，当控制权转交到操作系统后，计算机会执行如下操作：（1）加载内核程序（Ntoskrnl.exe）、硬件抽象层（hal.dll）、注册表SYSTEM项（system32\config\system）、设备驱动，然后控制权交给Ntoskrnl.exe（2）Ntoskrnl初始化执行体子系统，并初始化引导的和系统的设备驱动启动程序，为原生应用程序（如SMSS等）初始化运行环境，控制权交给SMSS.exe（3）SMSS初始化注册表，创建系统环境变量，加载Win32子系统（Win32k.sys），启动子系统进程（CSRSS、WinInit、Winlogon），控制权交给WinInit.exe和Winlogon.exe （4）WinInit启动服务控制管理器（SCM），本地安全子系统（LSASS），本地会话管理（LSM）（5）Winlogon加载登录界面程序（LogonUI），显示交互式登录对话框。
简单描述硬件的启动过程
简单描述硬件的启动过程
当计算机硬件启动时，会经历一系列的步骤，以确保系统能够正常运行。
以下是一个简要的描述：
1. 电源供电：当用户按下电源按钮时，电源开始向计算机提供电力。
2. 硬件自检：计算机的基本输入输出系统（BIOS）会进行硬件自检，检查系统的基本硬件设备是否正常工作，如中央处理器（CPU）、内存、硬盘等。
3. 加载引导程序：BIOS 会查找可引导设备，通常是硬盘或其他存储设备。
它会读取引导扇区中的引导程序，并将其加载到内存中。
4. 操作系统加载：引导程序负责加载操作系统，它会从硬盘读取操作系统的核心文件，并将其加载到内存中。
5. 系统初始化：操作系统开始执行一系列的初始化任务，如加载设备驱动程序、设置系统参数、创建进程等。
6. 用户登录：在操作系统完成初始化后，它会显示登录界面，等待用户输入用户名和密码进行登录。
7. 进入操作系统：用户成功登录后，操作系统将进入桌面环境或命令行界面，用户可以开始使用计算机进行各种任务。
需要注意的是，上述过程是一个简化的描述，实际的硬件启动过程可能因计算机的类型、操作系统的版本和配置而有所不同。
此外，现代计算机还可能涉及到更高级的启动流程，如安全启动、快速启动等。
计算机启动过程介绍
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■ 第八步： 到这一步为止 ，所有硬件都已经检测配置 完毕了 ，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。
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■ 第九步： 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 息的一种手段，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更新 ， 所以不是每次启动机器时都能够看到“Update ESCD… Success ”这样的信息。
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■ 第十步： ESCD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IO.SYS ，这是DOS和Windows 最基本的系统文件 。Windows 的IO.SYS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 DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始 化工作。
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■ 第四步： 查找完所有设备的BIOS之后 ，系统BIOS将 显示出它自己的启动画面 ，其中包括有系统BIOS的
类型、序列号和版本号等内容。
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■ 第五步： 系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作 频率 ，然后开始测试所有的RAM ， 并同时在屏幕上 显示内存测试的进度 ，可以在CMOS设置中自行决定 使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。
电脑启动过程详解
电脑从按完开关加电开始直到进入到系统桌面的整个过程详解本文以Windows2000/xp和Windows Vista/7两个内核做讲解电脑从加电到进桌面可以分为两大部分：无论是Windows2000/XP还是Windows Vista/7，在硬件自检方面都是想同的，不同的是在系统加截。
硬件部分：在讲解前，我们先来了解几个概念：BIOS：即“Basic Input/Output System”（基本输入输出系统），它是一组被“固化”在计算机主板上的一块 ROM 中直接关联硬件的程序，保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序，其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制，它包括系统 BIOS（主板 BIOS）．其它设备 BIOS（例如 IDE 控制器 BIOS、显卡 BIOS 等）其中系统 BIOS 占据了主导地位.计算机启动过程中各个 BIOS 的启动都是在它的控制下进行的。
CMOS：即“Complementary Metal-Oxide-Semiconductor”(互补金属氧化物半导体)，它本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。
内存地址：我们知道，内存空间的最基本单位是位，8 位视为一个字节，即我们常用的单位 B，内存中的每一个字节都占有一个地址（地址是为了让 CPU 识别这些空间，是按照 16 进制表示的），而最早的 8086 处理器只能识别 1MB（2 的 20 次方 B）的空间，这 1MB 内存中低端（即最后面）的 640KB 就被称为基本内存，而剩下的内存（所有的）则是扩展内存。
这 640KB 的空间分别由显存和各 BIOS 所得。
我们来看一下硬件部分的流程图：我们从上图可以看到，在按下电源到启动操作系统前的过程是这样的：1、当电源开关按下时，电源开始向主板和其他设备供电，此时电压并不稳定，于是，当主板认为电压并没有达到 CMOS 中记录的 CPU 的主频所要求的电压时，就会向 CPU 发出 RESET 信号（即复位，不让 CPU 进一步运行），不过仅一瞬间不稳定的电压就能达到符合要求的稳定值，此时复位信号撤销，CPU 马上从基本内存的 BIOS 段读取一条跳转指令，跳转到 BIOS 的真正启动代码处，如此，系统 BIOS 启动，此后的过程都由系统 BIOS 控制。
计算机启动过程图文详解
计算机启动过程图文详解（二）操作系统启动过程操作系统启动之前的计算机启动过程我已经在《计算机启动过程图文详解（一）----计算机初始化启动过程》一文中详细介绍过，今天就介绍一下初始化启动后的操作系统的启动过程。
我们只介绍Windows系统的启动，由于vista和windows7操作系统的启动采用了全新的方式，所以这里需要对xp和Vista（Windows7与之基本相同）分别介绍。
为了不至于导致大家看不明白，我只介绍一个大概的过程。
xp系统的启动当系统BIOS完成初始化后，会将控制权交给主引导纪录（即MBR：Master Boot Record），MBR会检查硬盘分区表，找到硬盘上的引导分区，然后将引导分区上的操作系统引导扇区调入内存，并执行其NTDLR文件。
NTDLR会将微处理器从实模式（此模式下计算机认为内存为64KB，其他未扩展内存）转换为32位的平面内存模式（此模式下认为CPU可识别的所有内存均是可用内存）。
然后，NTDLR启动mini-file system drivers以便它能够识别所有采用NTFS和FAT（FAT32）文件系统的硬盘分区。
此后NTLDR会读取boot.ini文件，以决定应该启动哪一个系统，如果boot.ini中仅显示了一个系统或者将timeout（系统选择页面停留时间）参数设为0的话，这个系统选择页面就不会出现而是直接启动默认的系统。
而如果boot.ini中含有多个启动引导项，当选择了不同的系统后计算机接下来的启动流程就会产生区别，如果选择的不是xp，NTLDR会读取bootsect.dos 来启动相应系统，如果选择了xp的话，就会接着转入硬件检测阶段。
在这个阶段，会收集计算机的硬件信息列表并将其返回到NTLDR中，以便以后将这些信息写入注册表（具体而言是HKEY_LOCAL_MACHINE 下的hardware）中。
然后会进行硬件配置选择，如果计算机含多个硬件配置，会出现配置选择页面，如果仅有一个的话，系统直接进入默认配置。
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部件有问题，计算机会处于挂起状态，称为核心故障。
非关键部件的检测：检测完显卡后，计算机将对64KB
以上内存、I／O口、软硬盘驱动器、键盘、即插即用设
备、CMOS设置等进行检测，并在屏幕上显示各种信息和 出错报告。在正常情况下，POST过程进行得非常快，我 们几乎无法感觉到这个过程。
计算机启动过程
1. CPU初始化 2. 关键设备的检测 3. 显卡初始化 4. 显示系统BIOS的启动画面 5. 检测和显示CPU参数 6. 检测和显示系统标准硬件 7. 检测和配置即插即用设备 8. 显示标准硬件设备列表 9. 更新ESCD 10. 系统BIOS引导启动盘，Windows启动
计算机启动过程
计算机启动过程
第十步：系统BIOS引导启动盘，Windows启动
系统BIOS的启动代码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（ MBR ），主
引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，并执 行分区引导记录，而分区引导记录读取并执行 Windows 最基本的系统文件，然后 Windows 启动并显示 启动画面。
BIOS程序 是直接与硬件打交道的底层代码，它为 操作系统提供控制硬件设备的基本功能。BIOS包括有 系统BIOS、显卡BIOS和其它设备（如网卡等）的BIOS。
计算机的启动过程中，系统BIOS对系统的几乎所有 硬件进行检测。这个过程通常称为 POST上电自检 （Power On Self Test）。
计算机启动过程 -BIOS的启动画面
BIOS类型版本
主板型号
CPU类型、 频率 内存容量 内存频率 硬盘型号 光驱型号
计算机启动过程
第五步：检测和显示CPU参数 系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率， 然后测试所有内存，并同时在屏幕上显示相关信息。
计算机启动过程
第六步：检测和显示系统标准硬件 系统BIOS检测系统中的一些标准硬件设备，包括 硬盘、CD－ROM、串口、并口、软驱等设备。同时屏 幕上显示相关信息。
卡，此时屏幕上显示显卡信息（开机第一幅画面）。
接下来，系统BIOS会查找执行其它设备 BIOS的初
始化代码来初始化相关的设备。
计算机启动过程-显卡信息画面
启动计算机，及时按PAUSE键暂Hale Waihona Puke 查看。 第一屏显示显卡信息，如下：
芯片厂商 图形加速 芯片型号 BIOS版本
显存容量
计算机启动过程
第四步：显示系统BIOS的启动画面 系统BIOS 查找其它设备的 BIOS之后，系统BIOS 将 显示出它自己的启动画面。
BIOS程序一般被存放在ROM(只读存储芯片)之中， 即使在关机或掉电以后，这些代码也不会消失。
相关基本概念-内存的地址
内存的每一个字节都被赋予了一个地址，以便CPU
访问内存。
地址范围用十六进制数表示，如32MB内存地址范围
是0～1FFFFFFH，其中低端640KB被称为基本内存 。
相关基本概念-Post自检过程
• 设备列表
计算机启动过程
第九步：更新ESCD 接下来系统 BIOS将更新COMS 中的ESCD （扩展系统 配置数据）与操作系统交换硬件配置信息，屏幕显示 “ Update ESCD… Success”这样的信息，通常 ESCD数 据只在系统硬件配置改变后才会更新，所以不是每次
启动机器时我们都能够看到上述信息。
计算机启动过程
第七步：检测和配置即插即用设备 系统BIOS内部支持即插即用的代码开始检测和配 置系统中安装的即插即用设备，并显示设备信息，同 时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。
计算机启动过程
第八步：显示标准硬件设备列表 系统BIOS重新清屏显示一个表格，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。
系统BIOS启动后，首先进行POST（加电自检），
首先检测系统中一些关键设备是否存正常，例如内存
（常规640k）和显卡等设备。由于显卡还未初始化，
次过程中发现了致命错误时，系统BIOS就直接控制系
统喇叭报警。
计算机启动过程
第三步：显卡初始化
关键设备的检测后，系统BIOS查找并执行内存地
址C0000H处的显卡BIOS代码，由显卡BIOS来初始化显
第一步：CPU初始化
按下电源开关，电源向主板和其它设备供电，主
板的控制芯片组会向CPU发出一个RESET（重置）信号，
让CPU初始化，电源供电稳定后（一瞬间），撤去
RESET信号，CPU马上执行内存地址FFFF0H处的BIOS跳
转指令，跳转到BIOS的启动代码处。启动 BIOS 。
计算机启动过程
第二步：关键设备的检测
计算机启动过程
计算机维护培训
学习内容
BIOS的相关知识， POST加电自检过程， 计算机的启动详细步骤， 根据计算机启动画面分析计算机的配置 情况。
教学目标
了解什么是POST加电自检， 掌握计算机的启动详细步骤， 学会看计算机启动画面，分析计算机的配 置情况，及一些基本故障。
相关基本概念-BIOS
思考与练习
1、什么是 POST上电自检？
2、简述计算机的启动步骤。
4、上机实习：观察计算机启动画面的显示信息， 说出计算机的配置情况。（注意：及时按PAUSE键暂 停查看。） 主板的型号，
CPU的类型及频率，
内存的容量，
硬盘的容量。
思考与练习
5、写出下列英文所表示的信息： Main processor: Intel Pentium 4 800MHZ （100*8) Memory testing:131072 k OK Primary master:ST340211A Press DEL to setup