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前言

   對了解計算機啟動(dòng)有什么用呢？不就是按一個(gè)電源就OK了，這可能是很多新手不解的問(wèn)題。沒(méi)這么簡(jiǎn)單的，這其中涉及到了大量的軟硬知識，如果真正了解這樣原理會(huì )對你今后有很大的幫助。各位看官在看完了這貼之后，可能會(huì )頭昏，眼花，精神不振，至精神失常，七孔流血，不孕不育（呵呵打?。?。雖說(shuō)真是有點(diǎn)不好理解，但是我相信大家在看了七七四十九遍之后一定會(huì )明白的。好了不開(kāi)玩笑了，下面是主題


   計算機啟動(dòng)過(guò)程是個(gè)很復雜的過(guò)程，它有一個(gè)非常完善的硬件自檢機制，在通電自檢短暫的幾秒鐘里，計算機要完成100多個(gè)檢測步驟。首先我們先來(lái)了解兩個(gè)概念：第一個(gè)是BIOS（基本輸入輸出系統），BIOS是一組被“固化”在計算機主板中，直接與硬件打交道的程序，計算機的啟動(dòng)過(guò)程是在主板BIOS的控制下進(jìn)行的．BIOS包括有系統BIOS，即常說(shuō)的主板BIOS．其它設備（例如IDE控制器、SCSI卡或網(wǎng)卡等的BIOS）其中系統BIOS是本文要討論的主角.因為計算機的啟動(dòng)過(guò)程正是在它的控制下進(jìn)行的.


   第二個(gè)基本概念是內存的地址，我們的機器中一般安裝有32MB、64MB或128MB內存，這些內存的每一個(gè)字節都被賦予了一個(gè)地址，以便CPU訪(fǎng)問(wèn)內存。32MB的地址范圍用十六進(jìn)制數表示就是0～1FFFFFFH，其中0～FFFFFH的低端1MB內存非常特殊，因為最初的8086處理器能夠訪(fǎng)問(wèn)的內存最大只有1MB，這1MB的低端640KB被稱(chēng)為基本內存，而A0000H～BFFFFH要保留給顯示卡的顯存使用，C0000H～FFFFFH則被保留給BIOS使用，其中系統BIOS一般占用了最后的64KB或更多一點(diǎn)的空間，顯卡BIOS一般在C0000H～C7FFFH處，IDE控制器的BIOS在C8000H～CBFFFH處。 下面將分為兩個(gè)部分介紹，硬件部分和軟件部分.

  計算機啟動(dòng)原理（軟硬詳解）2

1.硬件部份


一．系統BIOS初始化
當我們按下電源開(kāi)關(guān)(POWER)時(shí)，電源開(kāi)始供電,計算機的電源指示燈亮起.電源就開(kāi)始向主板和其它設備供電，此時(shí)電壓還沒(méi)有完全穩定，主板控制芯片組會(huì )根據CMOS中的CPU主頻設置向CPU發(fā)出一個(gè)Reset(重置)信號，讓CPU內部自動(dòng)恢復到初始狀態(tài)，但CPU在此刻不會(huì )馬上執行指令。當芯片組檢測到電源已經(jīng)開(kāi)始穩定供電了（當然從不穩定到穩定的過(guò)程只是一瞬間的事情），它便撤去RESET信號（如果是手工按下計算機面板上的Reset按鈕來(lái)重啟機器，那么松開(kāi)該按鈕時(shí)芯片組就會(huì )撤去RESET信號），CPU馬上從地址FFFF0H處執行一條跳轉指令，從前面的介紹可知，這個(gè)地址實(shí)際上在系統BIOS的地址范圍內，無(wú)論是Award BIOS還是AMI BIOSCPU放在這里的只是一條跳轉指令，跳到系統BIOS中真正的啟動(dòng)代碼處。


二．POST(Power On Self Test，加電自檢)。
系統BIOS首先要做的事情就是進(jìn)行POST(Power On Self Test，加電自檢)。POST的主要任務(wù)是檢測系統中的一些關(guān)鍵設備電源、CPU芯片、BIOS芯片、定?.饜酒 ⑹ 菔輾⒙嘸 緶貳 MA控制器、中斷控制器以及基本的64K內存和內存刷新電路等是否存在和能否正常工作，如內存和顯卡等。POST過(guò)程進(jìn)行得非?？?，我們幾乎無(wú)法感覺(jué)到它的存在．如果POST自檢不成功系統的喇叭發(fā)出刺耳的警報聲,具體的錯誤一般可以從警報聲的長(cháng)短和次數來(lái)判斷.(小說(shuō)明：為什么這時(shí)的錯誤要用聲音來(lái)報警而不是在屏幕上顯示呢，這是因為POST的檢測過(guò)程在顯示卡初始化之前，也就是說(shuō)這時(shí)還是“黑屏”階段，所以在POST的過(guò)程中發(fā)現了一些致命錯誤是無(wú)法在屏幕上顯示出來(lái)的.)


三，顯卡檢測
自檢通過(guò)后，系統BIOS將查找顯示卡的BIOS，存放顯示卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常在C0000H處，系統BIOS找到顯卡BIOS之后調用它的初始化代碼，由顯卡BIOS來(lái)完成顯示卡的初始化．顯示器開(kāi)始有顯示，BIOS將檢查顯示卡的BIOS，找到之后調用它的初始化代碼，由顯卡BIOS找來(lái)完成顯示卡的初始化。大多數顯示卡在這個(gè)過(guò)程通常會(huì )在屏幕上顯示出一些顯示卡的信息，如生產(chǎn)廠(chǎng)商、圖形芯片類(lèi)型、顯存容量等內容，這也就是我們開(kāi)機看到的第一個(gè)畫(huà)面了。如圖1:

四．標準硬件設備與即插即用設備檢測
下一步BIOS將開(kāi)始檢測系統中安裝的一些標準硬件設備：硬盤(pán)、CD-ROM、軟驅、串行和并行接口等設備。標準設備檢測完畢后，系統BIOS內部支持即插即用的代碼將開(kāi)始檢測和配置系統中安裝的即插即用設備，同時(shí)為該設備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源，到此所有硬件都已經(jīng)檢測配置完畢．BIOS會(huì )重新清屏并在屏幕上方顯示出一個(gè)系統配置表，其中簡(jiǎn)略地列出安裝的各種標準硬件設備及相關(guān)工作參數。最后系統BIOS將更新ESCD(Extended System Configuration Data，擴展系統配置數據)。（ESCD是系統BIOS用來(lái)與操作系統交換硬件配置信息的數據，這些數據被存放在CMOS中。通常ESCD數據只在系統硬件配置發(fā)生改變后才會(huì )進(jìn)行更新，并不是每次啟動(dòng)都需要更新。ESCD數據更新完畢后，系統BIOS的啟動(dòng)代碼將進(jìn)行它的最后一項工作，即根據用戶(hù)指定的啟動(dòng)順序從軟盤(pán)、硬盤(pán)或光驅啟動(dòng)．）



六。 硬盤(pán)引導

一．上述過(guò)程完畢了之后，首先BIOS檢測硬盤(pán)并進(jìn)行復位，然后根據用戶(hù)在BIOS的設置來(lái)檢查從哪一個(gè)設置引導系統，例如軟驅?zhuān)脖P(pán)，光驅等，而其中最常用的就是硬盤(pán)引導了．從硬盤(pán)引導之后，BIOS把主引導記錄讀入內存，關(guān)將控制權交給主引導程序，檢查分區表，尋找活動(dòng)分區（這就是為什么在用Fdisk分區時(shí)要設置活動(dòng)分區了）找到之后再將控制權交給活動(dòng)分區的引尋記錄，由引尋記錄來(lái)引導操作系統．若成功引導接著(zhù)屏幕便出行系統啟動(dòng)的界面如XP的標志畫(huà)面,圖3

可以按下F8鍵選擇啟模式．如不成功將會(huì )出現出錯信息，例子：

如果硬盤(pán)上的分區表被破壞后，啟動(dòng)系統時(shí)往往會(huì )出現“Non-System disk or disk error，replace disk and press a key to reboot”（非系統盤(pán)或盤(pán)出錯）、“Error Loading Operating System”（裝入DOS引導記錄錯誤）或者“No ROM Basic，System Halted”（不能進(jìn)入ROM Basic，系統停止響應）就無(wú)法啟動(dòng)系統了．
為了照顧新手下面給出一下說(shuō)明，請認真看：

硬盤(pán)主引導記錄（MBR）：硬盤(pán)主引導記錄區位于硬盤(pán)的首部，負責搜索硬盤(pán)可以啟動(dòng)的分區．對于DOS來(lái)說(shuō)，它是由Fdisk生成的．主引導記錄著(zhù)從分區表中找到第一個(gè)活動(dòng)分區，然后讀取并執行這個(gè)活動(dòng)分區的分區引導記錄

活動(dòng)分區：當我們在DOS用Fdisk命令硬盤(pán)分區時(shí)，一定要設一個(gè)主分區為活動(dòng)分區，不然系統無(wú)法啟動(dòng)．一般來(lái)說(shuō)活動(dòng)分區就是我們平時(shí)用的系統盤(pán)C盤(pán)．

分區表（DPT)：分區表DPT則以80H或00H為開(kāi)始標志，以55AAH為結束標志，位于主引導扇區的最末端。整個(gè)分區表決定了硬盤(pán)中的分區數量，每個(gè)分區的起始及終止扇區、大小以及是否為活動(dòng)分區等。


活動(dòng)分區的引尋記錄：對于不同的系統，引導記錄讀取執行的文件是不一樣的，對于DOS和WIN9X而言，分區引導記錄執行＂IO．sys"
對于WIN2000\XP來(lái)說(shuō)，則是由＂NTLDR"程序來(lái)執行的．

    以上介紹的便是計算機在打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)（或按Reset鍵）進(jìn)行冷啟動(dòng)時(shí)所要完成的各種初始化工作，如果我們在DOS下按Ctrl＋Alt＋Del組合鍵（或從Windows中選擇重新啟動(dòng)計算機）來(lái)進(jìn)行熱啟動(dòng)，那么POST過(guò)程將被跳過(guò)去，直接從第三步開(kāi)始，另外的檢測CPU和內存測試也不會(huì )再進(jìn)行。我們可以看到，無(wú)論是冷啟動(dòng)還是熱啟動(dòng)，系統BIOS都一次又一次地重復進(jìn)行著(zhù)這些我們平時(shí)并不太注意的事情，然而正是這些單調的硬件檢測步驟為我們能夠正常使用電腦提供了基礎。