电脑主机启动的原理
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电脑主机启动的原理?我们几乎每天都要打开电脑的电源,启动机器,然后屏幕上出现一幅幅的开机画面。我们对这些画面一点也不陌生,但是这些画面背后的意义也很有意思,下面分享电脑主机启动的原理。
计算机启动原理
计算机的启动 (boot) 过程分为四个阶段:
BIOS (Basic Input / Output System)
硬件自检(POST):首先检查计算机硬件是否能满足基础启动条件
启动顺序: POST之后,BIOS需要知道下一个阶段的启动程序存放在哪个设别,需要有一个外部存储设备的排序,这种排序叫做启动顺序(Boot Sequence)
BOIS是一个程序,BIOS中主要存放的程序包括:自诊断程序(通过读取CMOS RAM中的内容识别硬件配置,并对其进行自检和初始化)、CMOS设置程序(引导过程中,通过特殊热键启动,进行设置后,存入CMOS RAM中)、系统自动装载程序(在系统自检成功后,将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存使其运行)和主要I/O驱动程序和中断服务(BIOS和硬件直接打交道,需要加载I/O驱动程序)。
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存储设备,即根据用户指定的引导顺序,从各种设备中读取启动设备的MBR(Master Boot Record)并存入指定位置(0x7c000)内存中
这个存储设备的前512个字节叫做主引导记录(MBR)
主引导记录的结构:
1-446 字节 : 调用操作系统的机器码,
447-510 字节:分区表(Partition table)
511-512 字节: 主引导记录签名 (0x55,0xAA)
分区表:
计算机读取设备的`第一个扇区(即最前面的512个字节),它的主要作用是告诉计算机到硬盘的哪一个位置去寻找操作系统
如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA表明这个设备可以启动,否则说明这个设备不可以启动,于是把控制权转交给启动顺序中的下一个设备
分区表的长度只有64个字节,里面又分成四项,每项16个字节。所以一个硬盘只能最多分成四个一级分区
第1个字节:如果为0x80,就表示该主分区是激活分区,控制权交给这个分区,四个主分区中只能有一个是激活的
第2-4个字节:主分区第一个扇区的物理位置(柱面,磁头,扇区号等等)
第5个字节:主分区类型
第6-8个字节:主分区最后一个扇区的物理位置
第9-12个字节:该主分区第一个扇区的逻辑地址
第13-16个字节:主分区的扇区总数
也就是说,一个主分区的扇区总数不能超过 2^32
如果每个扇区为512个字节,就意味着单个分区最大不超过2TB。再考虑到扇区的逻辑地址也是32位,所以单个硬盘可利用的空间最大也不超过2TB,如果使用更大的硬盘,只有两个方法: 提高每个扇区的字节数,增加扇区总数
每个主分区的16个字节,由6个部分组成:
硬盘启动
此时,计算机控制权转交给硬盘的某个分区,这里分成三种情况
情况一:卷引导记录(VBR)
情况二:拓展分区与逻辑分区
情况三:启动管理器
VBR的主要作用是告诉计算机操作系统在这个分区里的为止,然后引导计算机加载操作系统
拓展分区与逻辑分区:因为主分区最多只有四个部分,所以需要拓展分区,规定有且仅有一个分区可以被定义为拓展分区(Extended partition)
所谓“拓展分区”,就是这个区里面又分成多个区,这里面的分区叫做逻辑分区(logical partition)
首先,计算机读取拓展分区的第一个扇区,叫做拓展引导记录(EBR),它里面也同样包含一个64字节的分区表,但是分区表最多只有两项,即最多只有两个逻辑分区
接下来读取第二个逻辑分区的第一个扇区,在这里面找到第三个逻辑分区的位置,以此类推,直到某个逻辑分区的分区表只包含自己为止。
但一般来说,很少用这种方式启动操作系统,一般都采用启动管理器的方式启动操作系统
启动管理器:
如果在启动管理器的情况下,计算机读取“主引导记录”前面的446个字节的字节码之后,不再把控制权转交给某一个分区,而是运行是先安装的启动管理器(boot loader)由用户来选择启动哪一个操作系统
操作系统
控制权转交给操作系统之后,操作系统的内核首先被加载进内存
以Linux系统为例,先载入/boot目录下面的kernel
内核加载成功之后,第一个运行程序是/sbin/init。它根据配置文件产生init进程。这是Linux启动之后的第一个进程,pid进程编号为1,其他进程都是他的后代
计算机开机的时候按下电源键就开始从主板BIOS引导系统
有一个静态 5V 电压送到南桥,为南桥里面的 ATX 开机电路提 供工作条件(ATX 电源的开机电路是集成南桥里面的),南桥里面的 ATX 开机电路将开始 工作,会送一个电压给晶体,晶体起振工作,产生振荡,发出波形。同时 ATX 开机电路会 送出一个开机电压到主板的开机针帽的一个脚,针帽的另一个脚接地。当打开开机开关时, 开机针帽的两个脚接通,而使南桥送出开机电压对地短路,拉低南桥送出的开机电压,而使 南桥里的开机电路导通,拉低静态 5V 电压,使其变为 0 电位。使电源开始工作,从而达到 开机目的。(ATX 电源里还有一个稳压部分,它需要静态 5V 变为 0 电位才能工作)。
自检后将系统的'控制权交给硬盘引导 进入操作系统.
开机原理
ATX电源通电后,有一个5V电压送到南桥,为南桥里的ATX开机电路提供电压(ATX的电源开机电路是集成在南桥里的),南桥里的ATX开机电路将开始工作,会送给一个电压给晶体,晶体开始起振工作,产生振荡,发出波形,(用示波器可以看到).同时ATX开机电路会送出一个开机电压刀主板的开机针帽的一个脚,针帽的另一个脚接地.当打开开机开关时,开机针帽的两个脚接通,而使南桥送出开机电压拉低,而使南桥开机电路导通,把ATX电源开机端电压拉低,主板通电
台式机开机原理介绍一:
计算机开机的时候按下电源键就开始从主板 BIOS 引导系统 .
有一个静态 5V 电压送到南桥,为南桥里面的 ATX 开机电路提 供工作条件,南桥里面的 ATX 开机电路将开始 工作,会送一个电压给晶体,晶体起振工作,产生振荡,发出波形。
同时 ATX 开机电路会 送出一个开机电压到主板的开机针帽的一个脚,针帽的另一个脚接地。当打开开机开关时
开机针帽的两个脚接通,而使南桥送出开机电压对地短路,拉低南桥送出的开机电压,而使 南桥里的开机电路导通,拉低静态 5V 电压,使其变为 0 电位。使电源开始工作,从而达到 开机目的。
台式机开机原理介绍二:
电脑开机先自检设备,主要由主板的BIOS操作进行,通过自检之后,才会将权限交由 操作系统 。
操作系统启动依次打开系统必须的服务等程序,不同的操作系统需要的开机程序也不同。
开机慢,主要是随机启动程序太多的缘故,清理启动项即可加快电脑启动速度。
关闭无用的随机启动项,任何外加程序都可以在使用的时候打开,免得占用资源。
①运行中输入:msconfig→确定打开系统配置。
②常规→点选诊断启动→确定→重启电脑。
③如果启动加快,那就是启动项太多的缘故→启动→删除无用的程序。
台式机开机原理介绍三:
电脑的电源盒子内实际上有两个电源,一个主电源,一个辅助电源。只要电脑插着市电,辅助电源是一直工作的`,而主电源在关机的状态下不工作
只在开机的状态下工作。辅助电源仅输出一个+5V电压到主板,供主板的某些电路工作,以便能实现电脑的网络唤醒(远程开机)等功能。
电脑的电源开关(其实不应该称为电源开关了,准确点应该称为开机按钮)是连接到主板的,当按下时,主板上的待机电路接收到按键信号
便发送一个开机信号到电源盒子,通知电源盒子启动主电源,主电源工作后送出各路电源到主板及其他设备,电脑进入开机状态。
开机按钮是放开手就断开的,如果你认为有必要,可以在开机按钮的两个引脚接出两条线出来,外面再接一个按钮,这样机箱上的按钮和外接的按钮同样有效。
但我认为,如果你觉得按机箱上的按钮都麻烦,还不如搞个无线的装到机箱内, 这样,早上醒来你可以开了电脑再起床。
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