Dieses Dokument wurde erstellt, um Ihnen ein besseres Verständnis darüber zu geben, wie der Computer funktioniert und was er jedes Mal ausführt, wenn Sie den Netzschalter drücken.
Den Computer einschalten
Sobald der Computer und seine Komponenten ausreichend Strom haben und das Netzteil keine Fehler meldet, sendet es ein Signal (unter Verwendung von Transistoren) an das Motherboard und den Computerprozessor (CPU). Während dies geschieht, löscht der Prozessor alle verbleibenden Daten in den Speicherregistern und gibt dem CPU-Programmzähler eine F000-Hexadezimalzahl. Diese Nummer gibt den Ort der ersten Anweisung an und teilt der CPU mit, dass sie zur Verarbeitung der Anweisungen im BIOS (Basic Input / Output System) bereit ist.
BIOS und der POST
Wenn der Computer das BIOS zum ersten Mal ansieht, beginnt die POST-Sequenz (Power-On Self-Test), um sicherzustellen, dass die Komponenten im Computer vorhanden sind und ordnungsgemäß funktionieren. Wenn der Computer einen dieser Tests nicht besteht, wird ein unregelmäßiger POST festgestellt. Ein unregelmäßiger POST ist ein Signalton, der sich von den standardmäßigen ein oder zwei Pieptönen unterscheidet. Beispielsweise könnte ein unregelmäßiger POST überhaupt keine Pieptöne oder eine Kombination verschiedener Pieptöne erzeugen, um die Ursache des Fehlers anzuzeigen.
Wenn der Computer den POST bestanden hat, werden die ersten 64 Byte des Speichers im CMOS-Chip angezeigt, die von der CMOS-Batterie auch bei ausgeschaltetem Computer erhalten bleiben. Dieser Chip enthält Informationen wie Systemzeit und -datum sowie Informationen zu der gesamten in Ihrem Computer installierten Hardware.
Nach dem Laden der CMOS-Informationen beginnt der POST mit dem Überprüfen und Vergleichen der Systemeinstellungen mit den auf dem Computer installierten Informationen. Wenn keine Fehler gefunden werden, werden die grundlegenden Gerätetreiber und Interrupt-Handler für Hardware wie Festplatte, Tastatur, Maus und ein Diskettenlaufwerk geladen. Mit diesen Basistreibern kann die CPU mit diesen Hardwaregeräten kommunizieren und der Computer kann den Startvorgang fortsetzen.
Als Nächstes prüft der POST die Echtzeituhr (RTC) oder den Systemzeitgeber und den Computersystembus, um sicherzustellen, dass beide auf dem Computer ordnungsgemäß funktionieren. Schließlich wird ein Bild auf Ihrem Bildschirm angezeigt, nachdem der POST den auf dem Bildschirmadapter enthaltenen Speicher geladen und in das Gesamtsystem-BIOS aufgenommen hat.
Als nächstes prüft das BIOS, ob es einen Kaltstart oder einen Warmstart (Neustart) durchführt, indem es die Speicheradresse 0000: 0472 betrachtet. Wenn 1234h angezeigt wird, weiß das BIOS, dass dies ein Neustart ist, und überspringt den Rest der POST-Schritte.
Wenn 1234h nicht angezeigt wird, weiß das BIOS, dass dies ein Kaltstart ist, und führt weitere POST-Schritte aus. Anschließend wird der im Computer installierte Computerspeicher (RAM) getestet, indem auf jeden Chip geschrieben wird. Bei frühen Computern können Sie sehen, wie der Schritt ausgeführt wird, da der gesamte installierte Speicher beim Booten gezählt wird.
Schließlich sendet der POST Signale an den Computer, die Diskette, das optische Laufwerk und die Festplatte, um diese Laufwerke zu testen. Wenn alle Laufwerke den Test bestehen, ist der POST abgeschlossen und der Computer wird aufgefordert, das Laden des Betriebssystems zu starten.
- Was ist der Unterschied zwischen BIOS und CMOS?
Booten des Betriebssystems
Das BIOS übergibt zunächst die Steuerung an den Bootstrap Loader, der den Bootsektor der Festplatte betrachtet. Wenn Ihre Startsequenz im CMOS-Setup nicht so eingerichtet ist, dass zuerst das Festplattenlaufwerk betrachtet wird, wird möglicherweise zuerst der Bootsektor eines eingelegten Diskettenlaufwerks oder einer optischen Diskette untersucht.
In diesem Beispiel befindet sich der Microsoft Windows XP NT Loader (NTLDR) im Bootsektor und teilt dem Computer mit, wo der verbleibende Code auf der Festplatte gefunden werden kann. Als Nächstes lädt Windows die Datei ntdetect.com, die den Windows-Begrüßungsbildschirm anzeigt und die Windows-Registrierung lädt. Nach dem Laden der Registrierung beginnt Windows, Dutzende niedriger Programme, die das Betriebssystem bilden, in den Arbeitsspeicher zu laden. Viele der ursprünglich geladenen Programme ermöglichen es Windows, mit der wichtigsten Hardware und anderen auf dem Computer laufenden Programmen zu kommunizieren.
Nachdem die ersten Hardware-Grundgeräte geladen wurden, werden Plug-and-Play-Geräte, PCI- und ISA-Geräte geladen. Nach dem Laden all dieser Geräte lädt Windows die vollständige Unterstützung der Festplatte, der Partitionen und aller anderen Festplattenlaufwerke und wechselt dann zu allen anderen installierten Treibern.
Nach erfolgreichem Abschluss der obigen Schritte werden schließlich alle erforderlichen zusätzlichen Dienste geladen, und Windows wird gestartet.
Hardwaregeräte, die mit dem Computer kommunizieren
Nachdem der Computer das Betriebssystem geladen hat, muss an den Computer angeschlossene Hardware in der Lage sein, mit der CPU zu kommunizieren. Die Hardwarekommunikation erfolgt über eine Interrupt-Anforderung (IRQ). Jedes Mal, wenn Hardware die Aufmerksamkeit des Computers erfordert, sendet der Interrupt-Controller die Anforderung (INTR) an die CPU, um die Verarbeitung der Anforderung zu beenden. Alles, was gerade von der CPU ausgeführt wurde, wird in den Wartezustand gesetzt und als Speicheradresse im Speicherstack gespeichert und an den Server zurückgegeben, nachdem die Interrupt-Anforderung verarbeitet wurde.