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ai-efhhm计算机启动过程详解


、 .~ ① 我们‖打〈败〉了敌人。 ②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。 计算机启动过程详解 1 system power on(启动电源开关) 2 early chipset initialization(早期芯片初始化,在主板上) 3 memory detection test(内存条检测) 4 decompressing bios image to ram(把计算机的基本输入输

出指令解压到直接 存储器中) 5 initializing keyboard controller 6 test vga bios 7 processor initialization 8 testing rtc 9 initalizing vedio interface 10 bios sign on 11 testing base and extended memory 12 assign resource to all isa 13 initializing hard driver controller 14 initializing fdd controller 15 boot attempt 16 os booting +++++++++++++++++++++++++ 打开电源启动机器几乎是电脑爱好者每天必做的事情, 面对屏幕上出现的一幅幅 启动画面,我们一点儿也不会感到陌生,但是,计算机在显示这些启动画面时都 做了些什么工作呢?相信有的朋友还不是很清楚, 本文就来介绍一下从打开电源 到出现 Windows 9x 的蓝天白云时,计算机到底都干了些什么事情。 首先让我们来了解一些基本概念。第一个是大家非常熟悉的 BIOS(基本输入输 出系统),BIOS 是直接与硬件打交道的底层代码,它为操作系统提供了控制硬 件设备的基本功能。 BIOS 包括有系统 BIOS (即常说的主板 BIOS) 显卡 BIOS 、 和其它设备(例如 IDE 控制器、SCSI 卡或网卡等)的 BIOS,其中系统 BIOS 是本文要讨论的主角,因为计算机的启动过程正是在它的控制下进行的。BIOS 一般被存放在 ROM(只读存储芯片)之中,即使在关机或掉电以后,这些代码也 不会消失。 第二个基本概念是内存的地址,我们的机器中一般安装有 32MB、64MB 或 128MB 内存, 这些内存的每一个字节都被赋予了一个地址, 以便 CPU 访问内存。 32MB 的地址范围用十六进制数表示就是 0~1FFFFFFH,其中 0~FFFFFH 的 低端 1MB 内存非常特殊,因为最初的 8086 处理器能够访问的内存最大只有 1MB, 1MB 的低端 640KB 被称为基本内存, A0000H~BFFFFH 要保留给 这 而

显示卡的显存使用, C0000H~FFFFFH 则被保留给 BIOS 使用, 其中系统 BIOS 一般占用了最后的 64KB 或更多一点的空间,显卡 BIOS 一般在 C0000H~ C7FFFH 处,IDE 控制器的 BIOS 在 C8000H~CBFFFH 处。 好了,下面我们就来仔细看看计算机的启动过程吧。 第一步: 当我们按下电源开关时,电源就开始向主板和其它设备供电,此时电 压还不太稳定,主板上的控制芯片组会向 CPU 发出并保持一个 RESET(重置) 信号,让 CPU 内部自动恢复到初始状态,但 CPU 在此刻不会马上执行指令。 当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了 (当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬 间的事情),它便撤去 RESET 信号(如果是手工按下计算机面板上的 Reset 按钮来重启机器,那么松开该按钮时芯片组就会撤去 RESET 信号),CPU 马 上就从地址 FFFF0H 处开始执行指令,从前面的介绍可知,这个地址实际上在 系统 BIOS 的地址范围内,无论是 Award BIOS 还是 AMI BIOS,放在这里的只 是一条跳转指令,跳到系统 BIOS 中真正的启动代码处。 第二步: 系统 BIOS 的启动代码首先要做的事情就是进行 POST(Power-On Self Test,加电后自检),POST 的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存 在和能否正常工作,例如内存和显卡等设备。由于 POST 是最早进行的检测过 程,此时显卡还没有初始化,如果系统 BIOS 在进行 POST 的过程中发现了一 , 些致命错误, 例如没有找到内存或者内存有问题 (此时只会检查 640K 常规内存) 那么系统 BIOS 就会直接控制喇叭发声来报告错误, 声音的长短和次数代表了错 误的类型。在正常情况下,POST 过程进行得非常快,我们几乎无法感觉到它的 存在,POST 结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。 第三步: 接下来系统 BIOS 将查找显卡的 BIOS,前面说过,存放显卡 BIOS 的 ROM 芯片的起始地址通常设在 C0000H 处,系统 BIOS 在这个地方找到显卡 BIOS 之后就调用它的初始化代码,由显卡 BIOS 来初始化显卡,此时多数显卡 都会在屏幕上显示出一些初始化信息,介绍生产厂商、图形芯片类型等内容,不 过这个画面几乎是一闪而过。系统 BIOS 接着会查找其它设备的 BIOS 程序,找 到之后同样要调用这些 BIOS 内部的初始化代码来初始化相关的设备。 第四步: 查找完所有其它设备的 BIOS 之后,系统 BIOS 将显示出它自己的启 动画面,其中包括有系统 BIOS 的类型、序列号和版本号等内容。 第五步: 接着系统 BIOS 将检测和显示 CPU 的类型和工作频率,然后开始测试 所有的 RAM,并同时在屏幕上显示内存测试的进度,我们可以在 CMOS 设置中 自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。 第六步: 内存测试通过之后,系统 BIOS 将开始检测系统中安装的一些标准硬 件设备,包括硬盘、CD-ROM、串口、并口、软驱等设备,另外绝大多数较新

版本的系统 BIOS 在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、 硬盘参数 和访问模式等。 第七步: 标准设备检测完毕后,系统 BIOS 内部的支持即插即用的代码将开始 检测和配置系统中安装的即插即用设备,每找到一个设备之后,系统 BIOS 都会 在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息,同时为该设备分配中断、DMA 通道 和 I/O 端口等资源。 第八步: 到这一步为止,所有硬件都已经检测配置完毕了,多数系统 BIOS 会 重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格, 其中概略地列出了系统中安装的各种标 准硬件设备,以及它们使用的资源和一些相关工作参数。 第九步: 接下来系统 BIOS 将更新 ESCD(Extended System Configuration Data,扩展系统配置数据)。ESCD 是系统 BIOS 用来与操作系统交换硬件配置 信息的一种手段,这些数据被存放在 CMOS(一小块特殊的 RAM,由主板上的 电池来供电)之中。通常 ESCD 数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新, 所以不是每次启动机器时我们都能够看到“Update ESCD… Success”这样的信 息,不过,某些主板的系统 BIOS 在保存 ESCD 数据时使用了与 Windows 9x 不相同的数据格式,于是 Windows 9x 在它自己的启动过程中会把 ESCD 数据 修改成自己的格式,但在下一次启动机器时,即使硬件配置没有发生改变,系统 BIOS 也会把 ESCD 的数据格式改回来, 如此循环, 将会导致在每次启动机器时, 系统 BIOS 都要更新一遍 ESCD, 这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示 出相关信息的原因。 第十步: ESCD 更新完毕后,系统 BIOS 的启动代码将进行它的最后一项工作, 即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从 C 盘启动为例,系 主引导记录接着从分区表中找到第 统 BIOS 将读取并执行硬盘上的主引导记录, 一个活动分区,然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录,而分区引导记录 将负责读取并执行 IO.SYS,这是 DOS 和 Windows 9x 最基本的系统文件。 Windows 9x 的 IO.SYS 首先要初始化一些重要的系统数据,然后就显示出我们 熟悉的蓝天白云,在这幅画面之下,Windows 将继续进行 DOS 部分和 GUI(图 形用户界面)部分的引导和初始化工作。 如果系统之中安装有引导多种操作系统的工具软件, 通常主引导记录将被替换成 该 摘自太平洋电脑网论坛.


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