電腦主機啓動的原理

電腦主機啓動的原理？我們幾乎每天都要打開電腦的電源，啓動機器，然後屏幕上出現一幅幅的開機畫面。我們對這些畫面一點也不陌生，但是這些畫面背後的意義也很有意思，下面分享電腦主機啓動的原理。

電腦主機啓動的原理1

計算機啓動原理

計算機的啓動 (boot) 過程分爲四個階段：

BIOS （Basic Input / Output System）

硬件自檢(POST)：首先檢查計算機硬件是否能滿足基礎啓動條件

啓動順序: POST之後，BIOS需要知道下一個階段的啓動程序存放在哪個設別，需要有一個外部存儲設備的排序，這種排序叫做啓動順序(Boot Sequence)

BOIS是一個程序，BIOS中主要存放的程序包括：自診斷程序（通過讀取CMOS RAM中的內容識別硬件配置，並對其進行自檢和初始化）、CMOS設置程序（引導過程中，通過特殊熱鍵啓動，進行設置後，存入CMOS RAM中）、系統自動裝載程序（在系統自檢成功後，將磁盤相對0道0扇區上的引導程序裝入內存使其運行）和主要I/O驅動程序和中斷服務（BIOS和硬件直接打交道，需要加載I/O驅動程序）。

主引導記錄(MBR)

BIOS按照啓動順序，把控制權轉交給排在第一位的存儲設備，即根據用戶指定的引導順序，從各種設備中讀取啓動設備的MBR(Master Boot Record)並存入指定位置(0x7c000)內存中

這個存儲設備的前512個字節叫做主引導記錄(MBR)

主引導記錄的結構：

1-446 字節 ： 調用操作系統的機器碼，

447-510 字節：分區表(Partition table)

511-512 字節： 主引導記錄簽名 (0x55,0xAA)

分區表：

計算機讀取設備的`第一個扇區（即最前面的512個字節），它的主要作用是告訴計算機到硬盤的哪一個位置去尋找操作系統

如果這512個字節的最後兩個字節是0x55和0xAA表明這個設備可以啓動，否則說明這個設備不可以啓動，於是把控制權轉交給啓動順序中的下一個設備

分區表的長度只有64個字節，裏面又分成四項，每項16個字節。所以一個硬盤只能最多分成四個一級分區

第1個字節：如果爲0x80，就表示該主分區是激活分區，控制權交給這個分區，四個主分區中只能有一個是激活的

第2-4個字節：主分區第一個扇區的物理位置（柱面，磁頭，扇區號等等）

第5個字節：主分區類型

第6-8個字節：主分區最後一個扇區的物理位置

第9-12個字節：該主分區第一個扇區的邏輯地址

第13-16個字節：主分區的扇區總數

也就是說，一個主分區的扇區總數不能超過 2^32

如果每個扇區爲512個字節，就意味着單個分區最大不超過2TB。再考慮到扇區的邏輯地址也是32位，所以單個硬盤可利用的空間最大也不超過2TB，如果使用更大的硬盤，只有兩個方法： 提高每個扇區的字節數，增加扇區總數

每個主分區的16個字節，由6個部分組成：

硬盤啓動

此時，計算機控制權轉交給硬盤的某個分區，這裏分成三種情況

情況一：卷引導記錄(VBR)

情況二：拓展分區與邏輯分區

情況三：啓動管理器

VBR的主要作用是告訴計算機操作系統在這個分區裏的爲止，然後引導計算機加載操作系統

拓展分區與邏輯分區：因爲主分區最多隻有四個部分，所以需要拓展分區，規定有且僅有一個分區可以被定義爲拓展分區(Extended partition)

所謂“拓展分區”，就是這個區裏面又分成多個區，這裏面的分區叫做邏輯分區(logical partition)

首先，計算機讀取拓展分區的第一個扇區，叫做拓展引導記錄(EBR)，它裏面也同樣包含一個64字節的分區表，但是分區表最多隻有兩項，即最多隻有兩個邏輯分區

接下來讀取第二個邏輯分區的第一個扇區，在這裏面找到第三個邏輯分區的位置，以此類推，直到某個邏輯分區的分區表只包含自己爲止。

但一般來說，很少用這種方式啓動操作系統，一般都採用啓動管理器的方式啓動操作系統

啓動管理器:

如果在啓動管理器的情況下，計算機讀取“主引導記錄”前面的446個字節的字節碼之後，不再把控制權轉交給某一個分區，而是運行是先安裝的啓動管理器(boot loader)由用戶來選擇啓動哪一個操作系統

操作系統

控制權轉交給操作系統之後，操作系統的內核首先被加載進內存

以Linux系統爲例，先載入/boot目錄下面的kernel

內核加載成功之後，第一個運行程序是/sbin/init。它根據配置文件產生init進程。這是Linux啓動之後的第一個進程，pid進程編號爲1，其他進程都是他的後代

電腦主機啓動的原理2

計算機開機的時候按下電源鍵就開始從主板BIOS引導系統

有一個靜態 5V 電壓送到南橋,爲南橋裏面的 ATX 開機電路提 供工作條件(ATX 電源的開機電路是集成南橋裏面的)，南橋裏面的 ATX 開機電路將開始 工作，會送一個電壓給晶體，晶體起振工作，產生振盪，發出波形。同時 ATX 開機電路會 送出一個開機電壓到主板的開機針帽的一個腳，針帽的另一個腳接地。當打開開機開關時， 開機針帽的兩個腳接通，而使南橋送出開機電壓對地短路，拉低南橋送出的開機電壓，而使 南橋裏的開機電路導通，拉低靜態 5V 電壓，使其變爲 0 電位。使電源開始工作，從而達到 開機目的。(ATX 電源裏還有一個穩壓部分，它需要靜態 5V 變爲 0 電位才能工作)。

自檢後將系統的'控制權交給硬盤引導 進入操作系統.

開機原理

ATX電源通電後,有一個5V電壓送到南橋,爲南橋裏的ATX開機電路提供電壓(ATX的電源開機電路是集成在南橋裏的),南橋裏的ATX開機電路將開始工作,會送給一個電壓給晶體,晶體開始起振工作,產生振盪,發出波形,(用示波器可以看到).同時ATX開機電路會送出一個開機電壓刀主板的開機針帽的一個腳,針帽的另一個腳接地.當打開開機開關時,開機針帽的兩個腳接通,而使南橋送出開機電壓拉低,而使南橋開機電路導通,把ATX電源開機端電壓拉低,主板通電

電腦主機啓動的原理3

臺式機開機原理介紹一：

計算機開機的時候按下電源鍵就開始從主板 BIOS 引導系統 .

有一個靜態 5V 電壓送到南橋,爲南橋裏面的 ATX 開機電路提 供工作條件，南橋裏面的 ATX 開機電路將開始 工作，會送一個電壓給晶體，晶體起振工作，產生振盪，發出波形。

同時 ATX 開機電路會 送出一個開機電壓到主板的開機針帽的一個腳，針帽的另一個腳接地。當打開開機開關時

開機針帽的兩個腳接通，而使南橋送出開機電壓對地短路，拉低南橋送出的開機電壓，而使 南橋裏的開機電路導通，拉低靜態 5V 電壓，使其變爲 0 電位。使電源開始工作，從而達到 開機目的。

臺式機開機原理介紹二：

電腦開機先自檢設備，主要由主板的BIOS操作進行，通過自檢之後，纔會將權限交由 操作系統 。

操作系統啓動依次打開系統必須的服務等程序，不同的操作系統需要的開機程序也不同。

開機慢，主要是隨機啓動程序太多的緣故，清理啓動項即可加快電腦啓動速度。

關閉無用的隨機啓動項，任何外加程序都可以在使用的時候打開，免得佔用資源。

①運行中輸入：msconfig→確定打開系統配置。

②常規→點選診斷啓動→確定→重啓電腦。

③如果啓動加快，那就是啓動項太多的緣故→啓動→刪除無用的程序。

臺式機開機原理介紹三：

電腦的電源盒子內實際上有兩個電源，一個主電源，一個輔助電源。只要電腦插着市電，輔助電源是一直工作的`，而主電源在關機的狀態下不工作

只在開機的狀態下工作。輔助電源僅輸出一個+5V電壓到主板，供主板的某些電路工作，以便能實現電腦的網絡喚醒(遠程開機)等功能。

電腦的電源開關(其實不應該稱爲電源開關了，準確點應該稱爲開機按鈕)是連接到主板的，當按下時，主板上的待機電路接收到按鍵信號

便發送一個開機信號到電源盒子，通知電源盒子啓動主電源，主電源工作後送出各路電源到主板及其他設備，電腦進入開機狀態。

開機按鈕是放開手就斷開的，如果你認爲有必要，可以在開機按鈕的兩個引腳接出兩條線出來，外面再接一個按鈕，這樣機箱上的按鈕和外接的按鈕同樣有效。

但我認爲，如果你覺得按機箱上的按鈕都麻煩，還不如搞個無線的裝到機箱內， 這樣，早上醒來你可以開了電腦再起牀。