电脑BIOS的作用以及启动过程

电脑主板的BIOS(Basic Input-Output System),级基本输入/输出系统,实质上是最底层的ROM管理程序。其内部包括电脑系统中最重要的开机上电自检程序,系统启动自举程序,基本输入/输出中断服务程序,系统信息参数设置程序等等。下面分别介绍这4个主要功能模块的知识。

一、开机(POST)上电自检

电脑接通电源后,系统有一个对个部件和设备进行检查的过程,这是由BIOS中一个上电自检程序POST(Power On Self  Tset)来完成的。它包括最主板上的CPU,芯片组,主存储器,CMOS存储器,I/O接口以及显卡,软盘/硬盘子系统和键盘/鼠标等测试,自检中若发现问题,系统将会给出屏幕信息并鸣笛报警。

二、系统启动自检程序

在完成POST自检后,BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软盘驱动器、硬盘驱动器、光驱、网络服务器等有效的启动驱动设备,读入操作系统的引导记录,然后将系统控制权移交给引导记录,由引导记录完成操作系统的启动。

三、BIOS中断服务程序

这是系统软硬件之间的一个可编程接口,操作系统对硬盘、光驱、鼠标、键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的这一功能上。

四、BIOS系统参数设置程序

即使是使用同一型号主板装配的电脑,其部件的配置也可以差别极大,因此应对每台电脑的具体配置首先进行登记才能达到识别、诊断与管理的目的。这些配置信息就是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中,他出了保存着系统的CPU、存储器、软盘、硬盘、显示器、键盘鼠标等不见的信息外,还有年月日,时分秒等日期信息。为了使关机后不丢失这些数据。系统通过一块后备电池向CMOS供电。

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电脑主板开机引导过程 加电,自举,核心检测,POST自检介绍

电脑初始化时一个过程,而不是一个事件。从加电瞬间起,直到系统留在命令提示符和图像桌面上,电脑的开机引导过程才算完成。其过程是一系列可预测的步骤,用于检验系统并准备进入工作。通过理解系统初始化的每一个步骤,我们将会体会到电脑硬件与软件的互相依存之关系。同时也有更好的机会证实和解决当系统不能启动时的问题。

你知道这个windows画面出现前电脑背着你都做了些什么呢?

1、加电

点电源被打开后,电脑进入初始化过程。电源大约需要100~500毫秒产生一个“电源好”(power good)的逻辑信号,主板的定时器芯片接收到信号后,停止向CPU发出复位信号。从这时起,CPU开始工作。

2、自举

CPU最初始的操作时从FFFF:0000H地址取得命令,该命令几乎总是一条跳转命令,后随实际BIOS ROM的开始地址。正是由于所有的CPU都从同一个位置开始,所以BIOS ROM可以将程序控制放在ROM的任何处(每个ROM通道时不同的)。这个初始化搜索地址FFFF:0000H和随后的CPU重定向的过程一般称为自举或引导,将这个术语可缩为BOOT,并将其含义扩展至包括整个初始化过程。

3、核心测试

核心测试时全部“加电自检”(POST)过程中的一部分,这是系统BIOS在初始化中最重要的作用。为了确定系统的完整性,一些列特定硬件检测流程检查主板的主要组件并识别其他特定的BIOS芯片的存在(驱动器控制器BIOS、显卡BIOS、硬盘BIOS、等等)…由于内容太多,太重要,核心检测我后面单独写,这里就先跳过。

4、POST自检

BIOS检查位置的0000:0427H,其中有一个决定初始化时冷启动(就是初次按电源开关启动)或热启动(按复位键或者CTRL+ALT+DOC,或者系统点击重启)的标志。如果值是1234H,则是热启动,POST例程将被跳过;否则是冷启动,执行全部POST例程,包括检查主板、硬盘、键盘、显示器、光驱、软盘、打印口、串行并口等系统。遇到错误时,单字节的POST码会被写入80HI/O端口中,然后可能被一个POST码阅读器读出(主板诊断卡就是这么工作的);在其他情况下,在屏幕上显示出错误信息(系统的初始化也将终止)。注意POST码和代表的意思在不同BIOS建稍有不同(不同代码代表的含义请看《主板诊断卡代码表》),假如POST成功完成,系统将会从喇叭中回应一个蜂鸣声(就是电脑成功开机那一个响声)。

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常用电脑主板名词解释之POST,PCI,IEEE1394

POST上电自检

POST是power on self test的缩写,可以翻译为“上电自检”,它是BIOS功能中的重要组成部分,负责完成对CPU芯片组、内存、光驱、硬盘驱动器、显示器系统、串口并口、键盘、鼠标等检测,自检中若发现问题,系统将给出提示提示信息或鸣笛警告,电脑在接通电源时系统首先执行的就是POST。只有当自检通过后,才能去执行操作系统、启动电脑等操作。(我们在电脑维修时所使用的主板诊断卡就是利用了这个程序来判断出电脑什么地方出了故障——电脑维修知识库注)。

PCI

PCI是peripheral component interconnect的缩写,可以翻译为“外部设备互联”,它是92年由intel公司联合HP等厂商制定的一个标准,PCI扩展口具备有133MB/s的数据传输速率及很强的负载能力,可用于多种硬件平台。它有严格的技术规范,能充分保证良好的兼容性;cpu及内存通过PCI能以33MHz以上频率直接交换数据;支持图形加速卡能以1280*1024分辨率24位模式显示。

IEEE1394

也叫火线接口,是一种新型高效串行接口,特点是支持热插拔,传输速率快,该接口理想情况下可以达到400Mbps。(我们维修电脑时常用到的编程器大多都是采用IEEE1394接口的——电脑维修知识库注)