计算机开机过程解析

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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

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。

电脑开机过程详解

电脑开机过程详解
E0000…FFFFF:为 系统BIOS ……………………
CPU复位时,将CS=FFFF,IP=0000,准备从FFFF0处进行POST自检程序,称为FETCH CODE.CPU在 每一个FETCH CODE周期会连续发出32个20位地址(分8次从PCI总在线取得数据,运行1次所取得的数 据以PCI上的TRDY和IRDR信号为标志,而期间SOUTH BRIDGE负责将每个地址传送到ISA总线并从 BIOS中获取数据,由于BIOS上的仅有8位数据,而PCI BUS 为32为总线,故SOUTH BRIDGE每读BIOS数 据4次(以I/O TRDY#为标志)才发出TRDY和IRDY信号向CPU传送,传送8次后,CPU从FFFF0开始执行数 据中的代码,其后,进行下一次的FETCH CODE.CUP正是以这样的方式完成BIOS的整个POST过程.
25 PWR_LED
26 SUS_LED
1.2 硬件启动原理
如图1, 在常态下POWER中的PS-ON是高电平,只有当PS-ON处于低电平时,POWER开始工作.如上 图,在常态时,SOUTHBRIDGE的SUSC#应为低电平, 此时三极管的极基为低电平,三极管截止,5V-SB直接 加到PS-ON,使电源保持常态. POWER无法送出PG信号给SOUTH BRIDGE,系统无法工作.当POWER BUTTON BOARD触发有效时﹐SUSC#为高电平,此时三极管的基极为高电平导通,5V-SB直接接地,从而 PS-ON被拉低,POWER工作,同时向SOUTH BRIDGE,NOTTHBRIDGE及CPU发送PG信号,当SOUTH接到 PG,CLOCK GENERATION送来的CLOCK开始工作,并输出RESET#到ISA,PCI,AGP总线,NORTH BRIDGE 收到PG,PCI RESET#及CLOCK后输出CORREST#给CPU,CPU接到CORREST#信号﹐开始动作并送出 FFFFFFF0地址经南﹐北桥指向BIOS.硬件启动部分到此结束,系统启动权交由BIOS.进入软启动状态.

简单描述计算机硬件的启动过程

简单描述计算机硬件的启动过程

简单描述计算机硬件的启动过程
计算机硬件的启动过程是指从打开电源到操作系统开始运行的一系列步骤。

下面是一个简单的描述:
1. 电源供电:当用户按下计算机电源按钮时,电源开始向计算机提供电力。

2. 硬件自检:计算机的主板上有一个基本输入输出系统(BIOS),它会在开机时进行自我检查,以确保所有硬件设备都正常工作。

这个过程称为 POST(开机自检)。

3. 引导设备选择:BIOS 会根据用户设置或默认设置,尝试从优先级最高的引导设备(通常是硬盘)加载操作系统。

4. 引导加载程序:引导设备上的第一个扇区被称为主引导记录(MBR),其中包含一个引导加载程序。

引导加载程序的职责是读取并加载操作系统。

5. 操作系统加载:引导加载程序会将操作系统加载到内存中,并将控制权转移给操作系统。

6. 操作系统初始化:操作系统开始执行一系列的初始化任务,例如加载设备驱动程序、创建系统进程、初始化网络等。

7. 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。

8. 进入操作系统:用户登录成功后,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操作。

需要注意的是,上述过程是一个简化的描述,实际的启动过程可能因计算机的配置和操作系统的不同而有所差异。

此外,现代计算机还可能涉及到安全启动、UEFI 等技术,以增强启动过程的安全性。

电脑启动过程详解

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。

电脑主板开机原理

电脑主板开机原理

电脑主板开机原理
电脑主板开机原理是指在按下电源开关后,电脑主板接收到电源供电信号后开始进行一系列的操作,以启动电脑系统的过程。

首先,当电源开关被按下时,电源会将电流传送到主板上的电源插座,然后通过电源线路进行供电。

主板上的电源管理芯片负责控制电流的分配和电压的稳定。

接下来,主板上的BIOS芯片开始发挥作用。

BIOS(Basic Input Output System)是一种固化在主板上的固件,它存储着
计算机启动时的基本系统配置信息和各种固件驱动程序。

在开机过程中,BIOS会自检硬件设备,确保它们的工作状态正常,并根据事先设定的启动顺序选择正确的启动介质。

一旦BIOS完成自检和启动介质选择,它会将控制权交给操作
系统的引导程序。

引导程序负责加载操作系统的关键组件,并将控制权交给操作系统内核。

主板上的芯片组也起着重要的作用。

芯片组是一组芯片的集合,包括北桥和南桥芯片。

北桥连接着主处理器(CPU)和高速组件,例如图形卡和内存。

南桥负责连接低速组件,例如硬盘驱动器和USB接口。

芯片组之间还会通过前端总线进行通信。

当操作系统内核加载完成后,整个电脑系统就启动了。

此时,操作系统可以接受用户的输入,并根据程序的指令进行相应的操作。

总之,电脑主板的开机原理涉及到电源供电、BIOS自检、操作系统引导和芯片组交互等一系列步骤,这些步骤相互配合,最终实现电脑系统的启动。

详解Win7启动过程 BCD启动设置数据介绍

详解Win7启动过程 BCD启动设置数据介绍

详解Win7启动过程 BCD启动设置数据介绍详解Win7启动过程 BCD启动设置数据介绍Windows7操作系统启动过程详解,一般顺序为:BIOS→MBR→Bootmgr→BCD→Winload.exe→内核加载1)开机后,BIOS进行开机自检(POST),然后选择从硬盘进行启动,加载硬盘的MBR并把控制权交给MBR(MBR是硬盘的第一个扇区,它不在任何一个分区内);2)MBR会搜索64B大小的分区表,找到4个主分区(可能没有4个)的活动分区并确认其他主分区都不是活动的,然后加载活动分区的第一个扇区(Bootmgr)到内存;3)Bootmgr寻找并读取BCD,如果有多个启动选项,会将这些启动选项反映在屏幕上,由用户选择从哪个启动项启动。

4)选择从Windows7启动后,会加载C:\windows\system32\winload.exe,并开始内核的加载过程,内核加载过程比较长,比较复杂,这里就不一一讲了。

在这个过程中,bootmgr和BCD存放在Windows7的保留分区里,而从Winload.exe开始,就开始进入到C盘执行内核的加载过程了。

MBR(Master Boot Record),中文意为主引导记录。

硬盘的0磁道的第一个扇区称为MBR,它的大小是512字节,而这个区域可以分为两个部分。

第一部分为pre-boot区(预启动区),占446字节;第二部分是Partition table区(分区表),占66个字节,该区相当于一个小程序,作用是判断哪个分区被标记为活动分区,然后去读取那个分区的启动区,并运行该区中的代码。

他是不属于任何一个操作系统,也不能用操作系统提供的磁盘操作命令来读取它。

但我们可以用ROM-BIOS中提供的INT13H的2号功能来读出该扇区的内容,也可用软件工具Norton8.0中的DISKEDIT.EXE来读取BCD=Boot Configuration Data (启动设置数据) ,BCD是操作系统中的启动设置数据,在有vista或windows7的多重操作系统中,系统通bootmgr程序导入BCD文件完成启动菜单的引导。

计算机开机自检过程的分析与解读

计算机开机自检过程的分析与解读

计算机开机自检过程的分析与解读计算机开机自检(Power-On Self Test,简称POST)是计算机启动时系统进行的一系列自检程序,用于检测硬件设备的完整性和正常工作情况。

POST的目的是确保计算机启动时的硬件环境是健康的,为操作系统的正常运行提供基础支持。

本文将详细分析和解读计算机开机自检的过程。

一、开机自检(POST)的步骤1. 电源供电自检:计算机开机时首先进行电源供电自检,检测电源是否正常工作,包括检测电源是否正常接通、电源电压是否稳定等。

2. 主板自检:计算机主板负责系统的控制和数据传输,开机自检过程中,主板会对一些重要硬件设备进行检测,如处理器、内存等。

主板通过内部芯片和传感器读取硬件设备的信息,并进行状态判断。

3. 显卡自检:显卡是计算机显示图像的重要设备,开机自检过程中,显卡会启动并进行自我检测,检测显卡是否正常工作,包括显存是否可用、分辨率是否正确等。

4. 键盘和鼠标自检:键盘和鼠标是计算机的输入设备,开机自检过程中,系统会检测键盘和鼠标的连接情况和识别是否正常,确保用户可以正常操作计算机。

5. 存储设备自检:计算机的存储设备包括硬盘、光驱等,开机自检过程中,系统会检测存储设备的连接情况和正常运行状态,确保操作系统可以被正确加载。

6. 自检结果显示:当所有硬件设备完成自检后,计算机会将自检结果显示在显示器上。

自检结果通常以字符和数字的形式呈现,用于向用户报告硬件设备的状态,如主板型号、内存容量等。

7. 启动设备检测:在自检过程完成后,计算机会自动进行启动设备的检测,判断启动设备是否可用,如硬盘、光盘等。

系统会按照用户设置的启动顺序依次检测,找到可以启动的设备后加载操作系统。

二、分析与解读自检结果1. 主板型号和厂商信息:自检结果中显示的主板型号和厂商信息可以帮助用户了解主板的型号和生产厂家,方便用户在日后维修和升级时购买符合主板要求的硬件设备。

2. 内存容量和频率:自检结果中显示的内存容量和频率可以反映计算机中内存的安装情况,用户可以了解内存容量是否满足自己的需要,以及内存频率是否与主板匹配。

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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、BIOS
BIOS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MBR
BIOS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。

等待用户登录后,根据注册表配置启动UserInit.exe和Explorer.exe
(6)UserInit启动用户所有自启动进程,建立网络连接,启动生效的组策略
(7)Explorer提供交互式图形界面,包括桌面和文件管理。

至此,计算机启动就完成了。

二、根据计算机启动顺序判断故障的硬件
现象:台式电脑开机,电源指示灯正常亮起,但显示器无信号输入。

已通过替换法排除显示器与VGA线有问题的可能。

分析:
(1)电源指示灯正常,排除电源问题。

(2)开机显示器即无信号输入,判断必定有硬件存在故障,且该故障硬件必定与显卡有关。

操作:
(1)断电后打开机箱,发现该台式电脑使用的是集成显卡。

(2)通电并按开机按钮,CPU风扇正常转动,证明CPU模块的供电并无问题。

(一般将主板损坏的可能性放在最后考虑)
(3)那么从以上就可以判断最有可能的就是内存存在问题,因为从计算机的启动顺序来看,若内存正常,集显便能正常获取显存,从而在显示器上输出自检的画面。

(4)一般来说内存直接损坏的可能性较低,最可能出现的问题是金手指被氧化或插槽内灰尘过多导致接触不良。

断电后取出内存条进行擦拭并清理内存插槽。

重新装入内存条后开机,电脑正常开机。

结论:
本次故障是由于内存接触不良导致集显无法正常获取显存从而引起的显示器无画面显示。

虽暂时解决问题,但建议更换内存条,因为被氧化过的内存条很容易被再次氧化。

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