計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過程圖文詳解

1、我們每天使用計(jì)算機(jī)必須要經(jīng)過的一個(gè)步驟就是啟動(dòng)了， 但是，你是否知道計(jì)算 機(jī)到底是怎樣啟動(dòng)的呢？或許，你會(huì)認(rèn)為這并不重要，是的，對(duì)于我們一般人而 言，它確實(shí)不重要，事實(shí)上，我們更關(guān)心它啟動(dòng)得有多快，但是，這卻實(shí)在是一 個(gè)很“基本”的問題，每天都在用計(jì)算機(jī)，卻不知道它是怎樣啟動(dòng)的，似乎總感 覺有些別扭（當(dāng)然了，多數(shù)人都不知道的話也就沒什么好別扭的了）。下面就為 大家介紹一下我們使用的計(jì)算機(jī)到底是怎樣啟動(dòng)起來的，由于這個(gè)問題比較大， 我將它分為了兩部分來介紹，這樣可能比較好接受一些。這次只介紹前半部分（即 和操作系統(tǒng)無關(guān)的部分） 。另外，為方便大家理解，我特意制作了相關(guān)的流程圖， 建議大家對(duì)照著看

2、。如果你愿意了解一下，希望你能通過下面的介紹弄懂這個(gè)問題， 如果你沒 什么興趣，也沒關(guān)系，畢竟，它是個(gè)比較邊緣的東西，不太了解也行。像大多數(shù)介紹此知識(shí)的文章一樣，這里還是需要先介紹一下兩個(gè)基本而重 要的概念。BIOS ：即“ Basic Input/Output System ”（基本輸入輸出系統(tǒng)），它是 一組被“固化”在計(jì)算機(jī)主板上的一塊 ROM中直接關(guān)聯(lián)硬件的程序，保存著計(jì)算 機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng) 程序，其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、 最直接的硬件設(shè)置和控制，它包括 系統(tǒng)BIOS（主板BIOS .其它設(shè)備BIOS（例如IDE控制器BIO

3、S顯卡BIOS等） 其中系統(tǒng)BIOS占據(jù)了主導(dǎo)地位.計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過程中各個(gè)BIOS的啟動(dòng)都是在它的 控制下進(jìn)行的.內(nèi)存地址：我曾在虛擬內(nèi)存的介紹中提到過它，我們知道，內(nèi)存空間的最 基本單位是位，8位視為一個(gè)字節(jié)，即我們常用的單位 B,內(nèi)存中的每一個(gè)字節(jié) 都占有一個(gè)地址（地址是為了讓 CPU識(shí)別這些空間，是按照16進(jìn)制表示的）， 而最早的8086處理器只能識(shí)別1MB（2的20次方B）的空間，這1MB內(nèi)存中低 端（即最后面）的640KB就被稱為基本內(nèi)存，而剩下的內(nèi)存（所有的）則是擴(kuò)展 內(nèi)存。這640KB的空間分別由顯存和各BIOS所得。現(xiàn)在正式開始介紹計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)過程（從打開電源到操作系統(tǒng)啟動(dòng)之前）

4、1 、當(dāng)電源開關(guān)按下時(shí)，電源開始向主板和其他設(shè)備供電，此時(shí)電壓并不穩(wěn)定，于是，當(dāng)主板認(rèn)為電壓并沒有達(dá)到 CMO中記錄的CPU的主頻所要求的電 壓時(shí)，就會(huì)向CPU發(fā)出RESETS號(hào)（即復(fù)位，不讓CPU!一步運(yùn)行），不過僅一 瞬間不穩(wěn)定的電壓就能達(dá)到符合要求的穩(wěn)定值，此時(shí)復(fù)位信號(hào)撤銷，CPUS上從基本內(nèi)存的BIOS段讀取一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到 BIOS的真正啟動(dòng)代碼處，如此， 系統(tǒng)BIOS啟動(dòng)，此后的過程都由系統(tǒng)BIOS控制。2 、系統(tǒng)BIOS啟動(dòng)后會(huì)進(jìn)行加電自檢 POST（Power On Self Rest ）。不 過這個(gè)過程進(jìn)行得很快，它主要是檢測關(guān)鍵設(shè)備（如電源、CPU芯片、BIOS芯片、

5、基本內(nèi)存等電路是否存在以及供電情況是否良好。 如果自檢出現(xiàn)了問題，系統(tǒng)喇 叭會(huì)發(fā)出警報(bào)聲（根據(jù)警報(bào)聲的長短和次數(shù)可以知道到底出現(xiàn)了什么問題）。3 、如果自檢通過，系統(tǒng)BIOS會(huì)查找顯卡BIOS找到后會(huì)調(diào)用顯卡BIOS 的初始化代碼， 此時(shí)顯示器就開始顯示了 （這就是為什么自檢失敗只能靠發(fā)聲進(jìn) 行提醒了）。顯卡BIOS會(huì)在屏幕上顯示顯卡的相關(guān)信息（不過現(xiàn)在的筆記本似 乎并不顯示這個(gè)）。4 、顯卡檢測成功后會(huì)進(jìn)行其他設(shè)備的測試， 通過后系統(tǒng)BIOS重新執(zhí)行自 己的代碼， 并顯示自己的啟動(dòng)畫面， 將自己的相關(guān)信息顯示在屏幕上， 而后會(huì)進(jìn) 行內(nèi)存測試（這些在現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)上也看不到了），僅僅是短暫出現(xiàn)系

6、統(tǒng) BIOS 設(shè)置頁面，此時(shí)就可以對(duì)系統(tǒng) BIOS進(jìn)行需要的設(shè)置了，完成后會(huì)重新啟動(dòng)。5 、此后BIOS會(huì)檢測系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)硬件（如硬盤、軟驅(qū)（雖然現(xiàn)在很多計(jì)算 機(jī)已沒有軟驅(qū)了） 、串行和并行接口等） ，檢測完成后會(huì)接著檢測即插即用設(shè)備， 如果有的話就為該設(shè)備分配中斷、DMAS道和I/O端口等資源，到了這里，所有 的設(shè)備都已經(jīng)檢測完成了， 老機(jī)會(huì)進(jìn)行一次清屏并顯示一個(gè)系統(tǒng)配置表， 如果和 上次啟動(dòng)相比出現(xiàn)了硬件變動(dòng)，BIOS還會(huì)更新ESCD即“ Extended System Con figuratio n Data ” （擴(kuò)展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)），它是系統(tǒng) BIOS用來與操作系統(tǒng) 交換硬件配置信息的數(shù)

7、據(jù)，這些數(shù)據(jù)被存放在 CMO中。現(xiàn)在的機(jī)器則不再顯示 這些了。6 、當(dāng)上面的所有步驟都順利進(jìn)行以后，BIOS將執(zhí)行最后一項(xiàng)任務(wù)：按照用戶指定的啟動(dòng)順序進(jìn)行啟動(dòng) （即我們經(jīng)常需要用到的設(shè)置系統(tǒng)從哪里啟動(dòng)， 一 般默認(rèn)是硬盤，如果需要安裝系統(tǒng)，還會(huì)設(shè)置為光驅(qū)或USB設(shè)備），注意，這里是指的啟動(dòng)順序， 如果設(shè)置為從光驅(qū)啟動(dòng)， 而光驅(qū)中又沒有光盤的話， 系統(tǒng)還是 會(huì)接著從硬盤啟動(dòng)的。至此，操作系統(tǒng)啟動(dòng)之前的所有啟動(dòng)步驟都完成了， 如果從硬盤啟動(dòng)的話， 接著就是操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程了，關(guān)于這一部分，不同的系統(tǒng)也是存在差別的， 我們謹(jǐn)以 xp 和 vista 為例，由于內(nèi)容較多，就下一次再介紹吧。下面是上面

8、的啟動(dòng)過程的流程圖， 對(duì)照此圖理解上面的內(nèi)容可能會(huì)更方便 些：Created with SmartPrinter trail version www.i-www.i-Created with SmartPrinter trail versionwww.i-Created with SmartPrinter trail version操 作系統(tǒng)啟動(dòng)之前的計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過程我已經(jīng)在計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過程圖文詳解（一） 計(jì)算機(jī)初始化啟動(dòng)過程 一文中詳細(xì)介紹過，今天就介紹一下初始化啟動(dòng)后的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程。我們只介紹 Windows 系統(tǒng)的啟動(dòng)，由于 vista 和 windows7 操作系統(tǒng)的啟動(dòng)采用了全新的

9、方式，所 以這里需要對(duì) xp 和 Vista （ Windows7 與之基本相同）分別介紹。為了不至于導(dǎo)致大家看不明白，我只 介紹一個(gè)大概的過程。xp 系統(tǒng)的啟動(dòng)當(dāng)系統(tǒng) BIOS 完成初始化后，會(huì)將控制權(quán)交給主引導(dǎo)紀(jì)錄（即MBR ：Master Boot Record ）， MBR會(huì)檢查硬盤分區(qū)表，找到硬盤上的引導(dǎo)分區(qū)，然后將引導(dǎo)分區(qū)上的操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)調(diào)入內(nèi)存，并執(zhí)行其 NTDLR 文件。NTDLR 會(huì)將微處理器從實(shí)模式（此模式下計(jì)算機(jī)認(rèn)為內(nèi)存為 64KB ，其他未擴(kuò)展內(nèi)存）轉(zhuǎn)換為 32 位 的平面內(nèi)存模式（此模式下認(rèn)為 CPU 可識(shí)別的所有內(nèi)存均是可用內(nèi)存）。然后， NTDLR 啟動(dòng) mi

10、ni-file system drivers 以便它能夠識(shí)別所有采用 NTFS 和 FAT （FAT32 ）文件系統(tǒng)的硬盤分區(qū)。此后 NTLDR 會(huì)讀取 boot.ini 文件，以決定應(yīng)該啟動(dòng)哪一個(gè)系統(tǒng)，如果 boot.ini 中僅顯示了一個(gè)系統(tǒng) 或者將 timeout （系統(tǒng)選擇頁面停留時(shí)間）參數(shù)設(shè)為 0 的話，這個(gè)系統(tǒng)選擇頁面就不會(huì)出現(xiàn)而是直接啟動(dòng) 默認(rèn)的系統(tǒng)。而如果 boot.ini 中含有多個(gè)啟動(dòng)引導(dǎo)項(xiàng)，當(dāng)選擇了不同的系統(tǒng)后計(jì)算機(jī)接下來的啟動(dòng)流程就會(huì)產(chǎn)生區(qū) 別，如果選擇的不是 xp ，NTLDR 會(huì)讀取 bootsect.dos 來啟動(dòng)相應(yīng)系統(tǒng)， 如果選擇了 xp 的話，就會(huì)接著 轉(zhuǎn)入

11、硬件檢測階段。在這個(gè)階段， 會(huì)收集計(jì)算機(jī)的硬件信息列表并將其返回到 NTLDR 中， 以便以后將這些 信息寫入注冊(cè)表（具體而言是 HKEY_LOCAL_MACHINE 下的 hardware ）中。然后會(huì)進(jìn)行硬件配置選擇，如果計(jì)算機(jī)含多個(gè)硬件配置，會(huì)出現(xiàn)配置選擇頁面，如果僅有一個(gè)的話， 系統(tǒng)直接進(jìn)入默認(rèn)配置。此后開始加載 xp 內(nèi)核， NTLDR 首先加載 ntoskrnl.exe （即 xp 系統(tǒng)內(nèi)核），不過此時(shí)并未初始化內(nèi) 核，而是緊接著加載了硬件抽象層（即 HAL ，一個(gè) hal.dll 文件），然后加載底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和需要的 服務(wù)。完成這些后才開始初始化內(nèi)核，此時(shí)我們就能看到 xp

12、的 LOGO 和啟動(dòng)進(jìn)度條了，在進(jìn)度條運(yùn)動(dòng)的過 程中，內(nèi)核使用剛才 收集到的意見配置信息創(chuàng)建 HKEY_LOCAL_MACHINE 的 hardware 鍵。然后創(chuàng)建計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)備份，初始化并加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序， Session Manager 啟動(dòng) xp 的高級(jí)子系統(tǒng)及 其服務(wù)并有 win32 子系統(tǒng)啟動(dòng) Winlogon 進(jìn)程。Winlogon.exe 會(huì)啟動(dòng) Local Security Authority，此時(shí)會(huì)顯示 xp 的歡迎屏幕或者登陸確認(rèn)框（如果設(shè)置了多賬戶或密碼的話）。這個(gè)時(shí)候，系統(tǒng)還在繼續(xù)初始化剛才沒有完成的驅(qū)動(dòng)程序。歡迎屏幕結(jié)束或者用戶正確登陸后， Service Contr

13、oller 最后還需要檢查是否還有服務(wù)需要加載并進(jìn) 行加載。此后 xp 桌面出現(xiàn)，系統(tǒng)啟動(dòng)完成。Vista （ Windows7 ）的啟動(dòng)Vista 和 Windows7 的啟動(dòng)過程就簡單多了（其實(shí)是將啟動(dòng)步驟進(jìn)行了簡化），它采用了全新的啟動(dòng) 方式。具體如下：MBR 得到控制權(quán)后，同樣會(huì)讀取引導(dǎo)扇區(qū)，以便啟動(dòng) Windows 啟動(dòng)管理器的 bootmgr.exe 程序，Windows 啟動(dòng)管理器的 bootmgr.exe 被執(zhí)行時(shí)就會(huì)讀取 Boot Confi guration Data store （其中包 含了所有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)配置信息）中的信息，然后據(jù)此生成啟動(dòng)菜單，當(dāng)然，如果只安裝了一

14、個(gè)系統(tǒng)， 啟動(dòng)引導(dǎo)選擇頁不會(huì)出現(xiàn)，而如果安裝并選擇了其他系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)轉(zhuǎn)而加載相應(yīng)系統(tǒng)的啟動(dòng)文件。啟動(dòng) Vista 時(shí)，同樣會(huì)加載 ntoskrnl.exe 系統(tǒng)內(nèi)核和硬件抽象層 hal.dll ，從而加載需要的驅(qū)動(dòng)程序和 服務(wù)。內(nèi)核初始化完成后，會(huì)繼續(xù)加載會(huì)話管理器 smss.exe （注意，正常情況下這個(gè)文件存在于 Windows/system32 文件夾下，如果不是，很可能就是病毒）。此后， Windows 啟動(dòng)應(yīng)用程序 wininit.exe （正常情況下它也存在于 Windows/system32 文件夾下， 如果不是，很可能是病毒）會(huì)啟動(dòng) ,它負(fù)責(zé)啟動(dòng) services.exe（

15、服務(wù)控制管理器 ） 、lsass.exe（ 本地安全授權(quán) ） 和 lsm.exe（ 本地會(huì)話管理器 ） ，一旦 wininit 啟動(dòng)失敗，計(jì)算機(jī)將會(huì)藍(lán)屏死機(jī)。當(dāng)這些進(jìn)程都順利啟動(dòng)之后，就可以登錄系統(tǒng)了。至此， Vista （ Windows7 ）啟動(dòng)完成。另外，補(bǔ)充一點(diǎn)小知識(shí)：我們知道，在 Vista 或 Windows7 系統(tǒng)下安裝 xp 后，開機(jī)時(shí)就會(huì)直接啟動(dòng)xp ，并不出現(xiàn)系統(tǒng)啟動(dòng)的選擇頁，這是因?yàn)榘惭bxp 時(shí)，它會(huì)重寫 MBR 而將 Vista 或 Windows7 的引導(dǎo)記錄覆蓋掉， 而在 xp 下安裝 Vista 或 Windows7 后就不存在這個(gè)問題了， 這是因?yàn)殡m然 Vist