电脑的启动过程

来源:互联网 发布:华图直播软件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 09:59
以前帮很多人维护过电脑,大大小小的问题很多,最常见的是重装系统。对于喜欢捣腾电脑的人来,重装系统是很容易的事情;不过对另外一些人而言,还是比较困难。以下做一些常识性的介绍,希望有所帮助。
    

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的电脑来说,它在上电自检那短暂的几秒钟里,就可以完成100多个检测步骤。首先让我们了解两个基本概念:第一个是BIOS(基本输入输出系统),BIOS实际上就是被"固化"在计算机硬件中、直接与硬件打交道的一组程序,它为计算机提供最低级、最直接的硬件控制。

 计算机的很多硬件中都有BIOS,最常见的如:主板(也称为系统BIOS)、显示卡以及其它一些设备(例如IDE控制器、SCSI卡或网卡等)中都存在BIOS,其中系统BIOS是我们要介绍的主角,因为计算机的启动过程是在它的控制下进行的。BIOS程序一般被存放在主板ROM(只读存储芯片)之中,即使在关机或掉电以后,程序也不会丢失。第二个基本概念是内存的地址,通常计算机中安装有32MB、64MB或128MB的内存,为了便于CPU访问,这些内存的每一个字节都被赋予了一个地址。

 好了,了解了这些基本概念之后,下面我们就来仔细看看计算机的启动过程。

第一步:当我们按下电源开关时,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(当然从不稳定到稳定的过程也只是短暂的瞬间),芯片组便撤去RESET信号(如果是手动按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器,那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号),CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令,这个地址在系统BIOS的地址范围内,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的启动代码首先要做的事情就是进行POST(Power On Self Test,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的检测过程在显示卡初始化之前,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时(POST过程只检查640K常规内存),是无法在屏幕上显示出来的,这时系统PIOS可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。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。(买台式机的同学注意了,现在很多装机人员不安装那个小喇叭,这样当电脑出现问题时,无法通过声音判断问题,所以还是建议装上!)

第三步:接下来系统BISO将查找显示卡的BIOS,存放显示卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常在C0000H处,系统BIOS找到显卡BIOS之后调用它的初始化代码,由显卡BIOS来完成显示卡的初始化。大多数显示卡在这个过程通常会在屏幕上显示出一些显示卡的信息,如生产厂商、图形芯片类型、显存容量等内容,这就是我们开机看到的第一个画面,不过这个画面几乎是一闪而过的,也有的显卡BIOS使用了延时功能,以便用户可以看清显示的信息。接着系统BIOS会查找其它设备的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这些设备。


第四步:查找完所有其它设备的BIOS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、主板的识别编码及厂商代码等。

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,这就是我们开机看到的CPU类型和主频。接下来系统BIOS开始测试主机所有的内存容量,并同时在屏幕上显示内存测试的数值,就是大家所熟悉的屏幕上半部份那个飞速翻滚的内存计数器。这个过程我们可以在BIOS设置中选择耗时少的"快速检测"或者耗时多的"全面检测"方式。

第六步: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,这些设备包括:硬盘、CD-ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备,另外绝大多数新版本的系统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。

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。 

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: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(一小块特殊的RAM,由主板上的电池来供电)之中。

 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。

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各种初始化工作,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都会重复上面的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的启动和使用计算机。


到此为止,整个系统的控制权开始交付给了操作系统,第十步就是我们重装系统经常做的,更换boot的顺序。后面的工作的实际意义更大。

接着上文,这个电脑的启动过程如下:

1、电源BIOS自检程序开始运行(上文的那些过程)

2、主引导记录被装入内存,并且程序开始执行

3、活动分区的引导扇区被装入内存


很多懵懂的人并不真正理解电脑的各个部分在这个过程中的作用,以下简要解释下:


电脑操作系统的启动其实就是把操作系统从一个地方(通常是硬盘,光盘,也可以是u盘,甚至是干脆没有盘,网络加载)加载到内存(RAM,2G或者4G的那个)的过程。所以,不要把硬盘看得那么神圣,它不是必须的,在有些系统中可以是没有的。

    所以重装系统要做的事情其实是两个:

    1.把系统要装在一个计算机内(文件要扩展开)。

    2.要能提供一个获得控制权的方式。


最典型的重装系统分三步:

1.修改引导顺序,可以直接调整引导顺序,也可以修改bios。

2.塞进光盘,从光盘引导,然后指定系统的安装位置(位于哪个分区)。

3.基本是next的问题,或者ghost无人看守,等着就行。

 

一些问题:

1.ghost后电脑黑屏的问题。检测MBR(主引导区记录)是否损坏,可以使用光盘自带工具(多数光盘都带了)修复MBR.MBR是操作系统获取系统控制权的最重要一环,这里开始寻找并装载操作系统。值得注意的是,ghost重装操作系统的时候,是不会重写mbr的,因此解决不了MBR引发的问题。

2.不同的操作系统,一般要装在不同的分区,不然会引起覆盖的问题

3.装双系统时,先把区分好。常见的xp+win7组合,先装xp,再装7,不会有任何问题。另外,在硬盘上分两个区不是装操作系统的唯一选择,还可以使用虚拟机,更佳的选择是装在U盘上(只要不是太老的电脑,都支持)。

4.新的系统装完之后,可以打开管理-设备管理器,查看是否有硬件没有装好驱动,这点对于笔记本尤为重要!


一些技巧:

1.一些第三方磁盘工具可以在不影响原有数据的情况下对硬盘重新分区(比如增加一个分区)。

2.装好系统后建议系统分区不到不得已的情况下不要装应用程序。

3.虚拟内存建议调整到非系统分区。

4.可以关闭一些不需要的服务,甚至卸载、停用一些你用不上的硬件(比如打印口)。这样会加快电脑运行。

5.没事看看任务管理器,熟悉下系统的进程。这样,系统有任何异样,都逃不出你的火眼金睛。

6.电脑不能启动的时候,可以尝试进入安全模式,然后修改启动项,尝试修复。也可以用其他系统源(如WIN PE,U盘上的操作系统)启动系统,进行调试。


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