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计算机启动过程

2019-07-13 23:12发布

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计算机启动过程： 一、开机上电       当我们按下主机电源开关时，电源向南桥芯片或主板I/O芯片发出开机触发信号，这时主板开机电路开始工作。同时，电源接头的第14脚变为低电压，ATX电源开始工作。电源本身工作电压稳定后，开始向电源的各个接头输出相应的规定电压，在所有输出电压工作正常后，南桥芯片内部复位电路开始工作。南桥芯片向系统时钟芯片发出复位信号，系统时钟开始工作，主板中的各种部件开始进行初始化工作。北桥芯片复位工作后，会向CPU发出一个Reset信号，让CPU内部自动恢复到初始状态。即CPU将大部分寄存器清零，将代码段寄存器CS设置为FFFFH，指令寄存器IP设置为0000H，即指向绝对地址FFFF0H（BIOS芯片地址起始位置）。这时CPU从内存地址FFFF0H（BIOS芯片的起始地址）处开始执行开机后的第一条指令，即跳转指令“JMPF000：E05B”，使CPU跳转到BIOS中指定地址处执行POST程序。 二、POST自检       系统BIOS启动后会进行加电自检POST，POST分两个步骤进行：首先进行核心部件的检测（检测CPU->校验BIOS的正确性->检测CMOS芯片->检测北桥芯片->检测南桥芯片->检测键盘控制器->检测前16KB内存->检测显卡BIOS->检测中断控制器->检测高速缓冲控制器）然后进行非核心部件检测（检测CMOS配置数据->检测显卡->检测16KB以上DRAM->检测键盘->检测串行接口->检测软驱->检测硬件->检测其它设备） 1．检测核心部件的正确性：检测系统中的一些关键设备（如CPU、DRAM、BIOS等）是否存在，以及它们是否正常工作，但并不进行初始化工作。 2．初始化主要部件： a.    初始化中断控制器：将系统中断向量移到000000H~0003FFH的地址，对中断控制器的每个内部寄存器进行读写检测，POST将屏蔽所有中断，然后检测每个中断，以确定是否有硬件中断冲突 b.   初始化DMA控制器：将DMA控制器的内部寄存器进行读写检测，然后初始化。 c.    初始化定时/计数器：对计数器发出的脉冲进行计数，以验证产生的时序是否适当。 d.   查找显卡BIOS（地址一般为C0000H），由显卡BIOS初始化显卡，这时显卡会在屏幕上显示一些初始化信息（如生产厂商，图形芯片等）。 3．显示BIOS类型和版本号 4．测试系统内存 POST将检测和显示CPU的类型和工作频率，然后对所有内存进行读写测试。 5．设置系统日期和时间 a.    检测键盘 b.   检测内存PSD芯片中的内存参数值设置 c.    检测硬盘数量、硬盘启动顺序、硬盘参数、工作模式等 d.   检测系统中安装的其它硬件设备。 6．检测即插即用设备 7．显示资源列表 8．扩展系统配置：系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的数据，这些数据被存放在CMOS中。 9．运行INT 13H：        系统BIOS的启动代码将进行最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从硬盘、光驱或网络搜索启动程序。如果系统BIOS找到启动程序，BIOS将使系统的不可屏蔽中断NMI有效，并执行磁盘驱动中断服务：INT 13H，主机喇叭蜂鸣一声，意味着POST程序检测成功并结束，这时系统控制权交给INT13H。
三、运行主引导记录过程       POST自检结束之前，INT 13H会检测硬盘中的主引导记录扇区。然后读取硬盘起始扇区中MBR的内容，执行其中的程序代码，分析并检测当前分区表的完整性和可用性。BIOS按照启动顺序，把控制权转交给排在第一位的储存设备。即根据用户指定的引导顺序从软盘、硬盘或是可移动设备中读取启动设备的MBR，并放入指定的位置（0x7c000）内存中。这时，计算机读取该设备的第一个扇区，也就是读取最前面的512个字节。如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA，表明这个设备可以用于启动；如果不是，表明设备不能用于启动，控制权于是被转交给启动顺序中的下一个设备。如果没有找到系统引导盘，则显示无操作系统并停机等待。 四、装载操作系统 1．Windows系统引导核心文件：       初始化硬件设备，建立内存空间映射图，从而将系统地软件和硬件环境调配到一个合适的状态，以方便系统内核调用。 2．Windows最小系统加载和初始化       当引导程序将Ntldr加载到内存后，就把系统控制权移交给了Ntldr程序，Ntldr装载用户配置的操作系统。 五、运行操作系统

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