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电脑硬件的启动原理

电脑能否成功启动取决于电脑硬件、BIOS和操作系统,如果某个阶段有错误发生,启动可能中止。一般出现启动错误时,显示器上会出现相应的错误提示,或电脑会发出蜂鸣声。

开启电脑的关键是供电,当供电电压正常后,CPU开始执行各种操作。首先CPU初始化,然后CPU从BIOS中读入数据,并执行导入命令,运行加电自检程序(POST),并分配系统资源,如图2-35所示。然后BIOS启动程序通过读取CMOS存储器中的硬件配置信息,并将这些配置信息与电脑硬件——CPU、显示卡、硬盘等相比较。其中,在检测自身有BIOS的一些硬件设备时,会将硬件自身的BIOS读到内存中,并显示在显示器上。硬件检测完成后,启动程序会寻找并装载操作系统,操作系统加载完成后,再加载并执行应用程序,完成启动。

电脑硬件启动的最初过程如下:

1)当第1次加电时,主板的时钟电路开始产生时钟脉冲。

2)CPU开始工作并进行自身初始化。

3)CPU寻址内存地址FFFF0h,该地址存放着BIOS启动程序中的第一条指令。

4)指令引导CPU运行POST。

5)POST首先检查BIOS程序,随后检查CMOS ROM(CMOS存储器)。

6)进行校验并确认无任何电力供应失效。

7)禁用硬件中断(意味着此时按下键盘上的任意键或使用其他输入设备均无效)。

8)测试CPU,进行进一步初始化。

9)检查是否为一次冷启动。如果是,检查内存的起始16KB。

10)检查电脑上安装的所有设备,并与配置信息相比较。

11)检查并配置显卡。在POST过程中,CPU检查显卡之前,出现蜂鸣声意味着产生了错误,错误的蜂鸣编码取决于BIOS。在检查显卡之后,如果没有错误,电脑发出“嘀”一声表示检测正常,这时就可以使用显示器来显示运行过程。

12)POST向内存读取和写入数据以进行检查。显示器显示这个阶段的内存运行总量。

13)检查键盘,如果此时正好按下并保持任意键,某些BIOS可能会发生错误。随后检查并配置二级存储设备(包括软盘、硬盘)端口和其他硬件设备。POST检查所搜寻到的所用设备并与存储在CMOS芯片中的数据、跳线设置、DIP开关比对,查看是否有冲突。随后操作系统配置IRO、I/O地址,并分配DMA。

14)为节省电力,可将某些设备设置成“睡眠”模式。

15)检查DMA和中断控制器。

16)根据用户的请求运行CMOS设置。

17)BIOS开始从磁盘寻找操作系统。

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