我眼中的計算機-計算機開機背后的故事

----計算機開機我眼中的計算機背后的故事背景音樂：windows7開機音樂—月光水岸經(jīng)典的win7桌面我們每天使用計算機必須要做的第一件事就是啟動了。開啟win7到桌面，只要輕輕按下開機按鈕，再簡單不過了。我卻對這背后所發(fā)生的一切很感興趣，經(jīng)過長時間的學(xué)習(xí)，接下來我將嘗試從計算機的角度來解讀開機啟動這件事情。計算機主板聯(lián)想筆記本開機按鈕臺式機開機按鈕

這小小按鈕的背后到底發(fā)生了什么呢？讓我們?nèi)タ纯窗?。我們對開機按鈕一定不陌生吧按下開機流程圖開機按鈕CPU運行BIOS運行引導(dǎo)啟動讓我們開機吧！GO!發(fā)出警報并死機CPU復(fù)位電源開關(guān)按下主板芯片組CPU電壓是否穩(wěn)定系統(tǒng)BIOS啟動是是否加電自檢關(guān)鍵設(shè)備是否正常否顯卡檢測顯卡是否正常屏幕顯示其它設(shè)備是否正常引導(dǎo)啟動黑屏提示錯誤否否是是開機流程圖操作系統(tǒng)啟動當電腦接上電后，就會有一個靜態(tài)的5V電壓被送到南橋，南橋里的開機電路就會開始工作，送出一個開機電壓到開機鍵帽的一個針腳，而針帽的另一個腳是接地的。當按下開機按鈕的瞬間，兩個針腳接通，從而使南橋送出的開機電壓被拉低，這個信號使得電源開始工作，計算機啟動的大幕由此拉開。開機按鈕電源開始工作后，就為主板上需要電的地方供電，其中也包括CPU。但是此時的電壓并不穩(wěn)定，所以，在主板認為電壓沒有到達CMOS〔ComplementaryMetalOxideSemiconductor〕里記錄的CPU要求的電壓時會一直向CPU發(fā)出RESET信號。不過僅僅一瞬間電壓就穩(wěn)定了，到達了要求，RESET信號不再發(fā)出，CPU馬上就開始了工作。CPU的運行CPU執(zhí)行的第一條指令是從0xFFFFFFF0讀取的一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到BIOS程序的啟動代碼處，此后BIOS就接管了控制權(quán)。BIOS〔BasicInputOutputSystem〕全稱根本輸入輸出系統(tǒng)。它是一個固化在主板上芯片的程序。BIOS的主要功能是自檢及初始化。BIOS同時也擁有修改CMOS里系統(tǒng)配置的功能。BIOS的運行BIOS啟動后的第一件事就是加電自檢POST〔PowerOnSelfRest〕。它主要檢測關(guān)鍵設(shè)備，如電源、CPU、內(nèi)存等是否存在以及供電情況是否良好。如果自檢出現(xiàn)了問題，系統(tǒng)會發(fā)出警報聲，可以根據(jù)警報聲的長短和次數(shù)來判斷發(fā)生了什么問題。而如果發(fā)生了致命性的錯誤，那么會導(dǎo)致停機。加電自檢前面說了許多，計算機也做了許多事，但其實直到現(xiàn)在，屏幕還是一片黑的。自檢通過后，系統(tǒng)BIOS會尋找顯卡BIOS，找到后再調(diào)用顯卡BIOS的初始化代碼，此時顯示器才開始顯示。之后系統(tǒng)BIOS重新執(zhí)行自身代碼，才出現(xiàn)如圖的開機Logo。開機Logo出現(xiàn)一臺計算機僅僅有關(guān)鍵硬件還是不夠的，因此BIOS還需要檢測系統(tǒng)的標準硬件，如硬盤、光驅(qū)以及即插即用設(shè)備等。檢測標準硬件BIOS完成了上述任務(wù)，就將執(zhí)行最后一項任務(wù)：按照用戶指定的啟動順序〔可通過BIOS進行設(shè)置〕進行啟動。BIOS在按順序找到第一個主引導(dǎo)記錄〔MBR：MasterBootRecord〕后，就把控制權(quán)交給了MBR，它的任務(wù)也就完成了。引導(dǎo)啟動MBR中有兩個重要信息：“目標分區(qū)”和“系統(tǒng)類型”。目標分區(qū)又可以叫做活動分區(qū)，它的PBR〔分區(qū)引導(dǎo)記錄〕有一個重要信息：引導(dǎo)文件名稱，對于win7，這就是指“bootmgr”。MBR找到啟動windows啟動管理器的bootmgr.exe程序后，就會把控制權(quán)交給它。MBRBootmgr.exe接管控制權(quán)后，就在根目錄下尋找并加載啟動環(huán)境文件和啟動配置文件，接下來再按啟動配置文件中的指令繼續(xù)下一步引導(dǎo)。對于win7，啟動配置文件就是活動分區(qū)根目錄下的boot\BCD。bootmgrBCD〔BootConfigurationDatastore〕包含了所有計算機操作系統(tǒng)的配置信息，據(jù)此會生成啟動菜單。如果電腦裝了不止一個系統(tǒng)，那么這個菜單就將是我們看待的第二張畫面了。選擇了操作系統(tǒng)，就從BCD所指定的位置加載操作系統(tǒng)內(nèi)核并啟動，控制權(quán)自此交給了操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)再啟動用戶登錄程