Αυτό το έγγραφο έχει δημιουργηθεί για να σας δώσει μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο προσωπικός υπολογιστής λειτουργεί και τι κάνει κάθε φορά που πατάτε το κουμπί λειτουργίας.
Ενεργοποίηση του υπολογιστή
Μόλις ο υπολογιστής και τα εξαρτήματά του έχουν άφθονη ισχύ και η τροφοδοσία δεν αναφέρει κανένα λάθος, αποστέλλει ένα σήμα (χρησιμοποιώντας τρανζίστορ) στη μητρική πλακέτα και στον επεξεργαστή του υπολογιστή (CPU). Ενώ αυτό συμβαίνει, ο επεξεργαστής θα καθαρίσει τα τυχόν απομένοντα δεδομένα στους καταχωρητές μνήμης και θα δώσει στον επεξεργαστή CPU αριθμό F000 δεκαεξαδικό αριθμό. Αυτός ο αριθμός είναι η θέση της πρώτης εντολής και λέει στη CPU ότι είναι έτοιμη να επεξεργαστεί τις οδηγίες που περιέχονται στο βασικό σύστημα εισόδου / εξόδου (BIOS).
BIOS και το POST
Όταν ο υπολογιστής εξετάσει πρώτα το BIOS, ξεκινά την ακολουθία αυτόματης δοκιμής (POST) ενεργοποίησης για να βεβαιωθεί ότι τα στοιχεία του υπολογιστή είναι παρόντα και λειτουργούν σωστά. Εάν ο υπολογιστής δεν περάσει κανένα από αυτά τα τεστ, θα αντιμετωπίσει μια ακανόνιστη POST. Ένα ακανόνιστο POST είναι ένας κωδικός ήχου διαφορετικός από τον τυπικό ένα ή δύο μπιπ. Για παράδειγμα, ένα ακανόνιστο POST δεν θα μπορούσε να παράγει κανένα μπιπ καθόλου ή ένα συνδυασμό διαφορετικών μπιπ για να δείξει την αιτία της αποτυχίας.
Εάν ο υπολογιστής περάσει POST, εξετάζει τα πρώτα 64-bytes μνήμης που βρίσκονται στο τσιπ CMOS, το οποίο διατηρείται ζωντανό από τη μπαταρία CMOS ακόμα και όταν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος. Αυτό το τσιπ περιέχει πληροφορίες όπως το χρόνο και την ημερομηνία του συστήματος και πληροφορίες σχετικά με όλο το υλικό που είναι εγκατεστημένο στον υπολογιστή σας.
Μετά την φόρτωση των πληροφοριών CMOS, το POST θα ξεκινήσει την επιθεώρηση και τη σύγκριση των ρυθμίσεων του συστήματος με αυτά που είναι εγκατεστημένα στον υπολογιστή. Εάν δεν εντοπιστούν σφάλματα, θα φορτωθούν στη συνέχεια τα βασικά προγράμματα οδήγησης συσκευών και χειριστές διακοπής για υλικό όπως ο σκληρός δίσκος, το πληκτρολόγιο, το ποντίκι και μια δισκέτα. Αυτοί οι βασικοί οδηγοί επιτρέπουν στην CPU να επικοινωνεί με αυτές τις συσκευές υλικού και να επιτρέπει στον υπολογιστή να συνεχίσει τη διαδικασία εκκίνησης.
Στη συνέχεια, το POST θα ελέγξει το ρολόι πραγματικού χρόνου (RTC) ή το χρονοδιακόπτη συστήματος και το δίαυλο συστήματος υπολογιστή, για να βεβαιωθείτε ότι και οι δύο λειτουργούν σωστά στον υπολογιστή. Τέλος, θα λάβετε μια εικόνα στην οθόνη σας αφού η POST έχει φορτώσει τη μνήμη που περιέχεται στον προσαρμογέα οθόνης και την έχει καταστήσει μέρος του συνολικού BIOS του συστήματος.
Στη συνέχεια, το BIOS ελέγχει για να δει εάν εκτελεί κρύο boot ή θερμή εκκίνηση (επανεκκίνηση) εξετάζοντας τη διεύθυνση μνήμης 0000: 0472. Αν βλέπει 1234h το BIOS ξέρει ότι πρόκειται για επανεκκίνηση και παραλείπει τα υπόλοιπα βήματα POST.
Εάν δεν εμφανίζεται το 1234h, το BIOS γνωρίζει ότι πρόκειται για ένα κρύο boot και θα συνεχίσει να εκτελεί πρόσθετα βήματα POST. Στη συνέχεια, ελέγχει τη μνήμη του υπολογιστή (RAM) που είναι εγκατεστημένη στον υπολογιστή, γράφοντας σε κάθε τσιπ. Με τους πρώτους υπολογιστές, μπορείτε να δείτε ότι εκτελείται το βήμα καθώς μετράει τη συνολική εγκατεστημένη μνήμη κατά την εκκίνηση.
Τέλος, το POST θα στείλει μηνύματα στη δισκέτα του υπολογιστή, στον οπτικό δίσκο και στον σκληρό δίσκο για να ελέγξει αυτές τις μονάδες δίσκου. Εάν όλες οι μονάδες δίσκου περάσουν τη δοκιμή, ολοκληρώνεται η διαδικασία POST και καθοδηγεί τον υπολογιστή να ξεκινήσει τη διαδικασία φόρτωσης του λειτουργικού συστήματος.
- Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του BIOS και του CMOS;
Εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος
Το BIOS αρχικά ελέγχει τον φορτωτή εκκίνησης, ο οποίος εξετάζει τον τομέα εκκίνησης του σκληρού δίσκου. Εάν η ακολουθία εκκίνησης στη ρύθμιση CMOS δεν είναι ρυθμισμένη για να εξετάσει πρώτα τη μονάδα σκληρού δίσκου, μπορεί να δει πρώτα τον τομέα εκκίνησης σε οποιαδήποτε μονάδα δισκέτας ή οπτικό δίσκο πριν να το κάνει αυτό.
Σε αυτό το παράδειγμα, ο φορτωτής Microsoft Windows XP NT (NTLDR) βρίσκεται στον τομέα εκκίνησης και ενημερώνει τον υπολογιστή για τον εντοπισμό του υπόλοιπου κώδικα στο σκληρό δίσκο. Στη συνέχεια, τα Windows φορτώνουν το αρχείο ntdetect.com, το οποίο εμφανίζει την οθόνη εκκίνησης των Windows και φορτώνει το μητρώο των Windows. Μετά την φόρτωση του μητρώου, τα Windows αρχίζουν να φορτώνουν δεκάδες προγράμματα χαμηλού επιπέδου που συνθέτουν το λειτουργικό σύστημα στη μνήμη. Πολλά από τα αρχικά φορτωμένα προγράμματα είναι αυτά που επιτρέπουν στα Windows να επικοινωνούν με το βασικό υλικό και άλλα προγράμματα που εκτελούνται στον υπολογιστή.
Αφού φορτώσει το μητρώο τις αρχικές βασικές συσκευές υλικού, αρχίζει να φορτώνει συσκευές Plug-and-Play, PCI και ISA. Μετά τη φόρτωση όλων αυτών των συσκευών, τα Windows φορτώνουν πλήρη υποστήριξη του σκληρού δίσκου, των διαμερισμάτων και οποιωνδήποτε άλλων μονάδων δίσκου και στη συνέχεια μετακινούνται σε όλα τα άλλα προγράμματα οδήγησης που έχουν εγκατασταθεί.
Τέλος, μετά την ολοκλήρωση των παραπάνω βημάτων, φορτώνονται όλες οι πρόσθετες απαιτούμενες υπηρεσίες και εκκινούν τα Windows.
Συσκευές υλικού που επικοινωνούν με τον υπολογιστή
Αφού ο υπολογιστής έχει τοποθετήσει το λειτουργικό σύστημα, το υλικό που είναι συνδεδεμένο στον υπολογιστή πρέπει να μπορεί να επικοινωνεί με την CPU. Η επικοινωνία υλικού γίνεται με τη χρήση μιας αίτησης διακοπής (IRQ). Κάθε φορά που το υλικό χρειάζεται την προσοχή του υπολογιστή, ο ελεγκτής διακοπής στέλνει το αίτημα (INTR) στη CPU για να σταματήσει αυτό που κάνει για να επεξεργαστεί την αίτηση. Οτιδήποτε γίνεται αυτή τη στιγμή από την CPU τίθεται σε αναμονή και αποθηκεύεται ως διεύθυνση μνήμης στη στοίβα μνήμης και επιστρέφεται μετά την επεξεργασία της αίτησης διακοπής.