Что происходит при включении компьютера

Глава 2 Процессы, происходящие при включении компьютера

Любой пользователь на этот вопрос ответит: «Компьютер тестирует память, находит подключенные жесткие диски и загружает операционную систему». Это верный ответ. Но отражает ли он действительную ситуацию? Процесс загрузки по своей структуре довольно сложен. Представлять последовательность событий иногда очень полезно, например, при диагностике неисправностей.

В первую очередь электроника блока питания проходит процесс самотестирования, а уже затем на внутренние компоненты компьютера подается напряжение питания. Это происходит менее чем 0,1–0,5 секунды. По окончании тестов на центральный процессор поступает сигнал RESET. Тот самый, который и вы можете вызвать нажатием кнопки RESET, расположенной на системном блоке. Блок питания, не прошедший самотестирования, не включается, и компьютер, естественно, не начнет свою работу. Делается это для уменьшения вероятности повреждения электроники, а в качестве управляющего сигнала используется специальный сигнал, именуемый как «Power Good» («хорошее напряжение»).

В итоге центральный процессор готов к выполнению программы. Но на данном этапе доступна всего одна программа – некий стартовый блок, записанный в микросхеме постоянной памяти, установленной на материнской плате, являющейся, как все мы знаем, самой главной платой. Благодаря работе этого самого стартового блока появляется возможность запуска других программ, а в итоге и операционной системы.

Сначала осуществляется проверка состояния центрального процессора, его рабочих характеристик. В частности, проверяется напряжение питания, температура, частота системной шины, множитель и т. п. параметры. Если они не соответствуют параметрам, заданным производителем для данной модели процессора, то компьютер может и не включиться, хотя встречаются и исключения. Проверка осуществляется выполнением простейших вычислений, по результатам которых можно определить исправность процессора.

Следующий этап – проверка содержимого микросхемы постоянной памяти, которая является хранилищем не только стартового блока, но и всех остальных подпрограмм, необходимых для осуществления дальнейшей инициализации оборудования, да и для загрузки операционной системы тоже. Обратите внимание, что ошибки в микросхеме ПЗУ могут повлечь за собой невозможность старта компьютера, особенно если речь идет о стартовом блоке. Вот такова зависимость аппаратного обеспечения от программного обеспечения.

Как только система убеждается в целостности программ, записанных в микросхеме постоянной памяти, она начинает последовательно их запускать.

Разработчики х86-х платформ в свое время предусмотрительно встроили в базовую систему ввода-вывода (BIOS) различные процедуры диагностики неисправностей. Весь комплекс по инициализации компонентов ПК и их проверке носит обобщающее название POST (Power-On Self Test, что в вольном переводе обозначает «Самотестирование по Включению Питания»).

Перед началом каждой операции POST генерирует специальный код, размером в один байт (от 00h до FFh), называемый POST-кодом, и записывает значение в диагностический порт с адресом 80h, который используется для этих целей еще со времен самого первого компьютера IBM PC. В случае возникновения неисправности процесс диагностики просто останавливается («зависает»), а POST-код, заранее выведенный на указанный порт, однозначно определяет операцию, при которой возникла неполадка.

Единственный минус подобной системы – таблицы POST-кодов для BIOS разных производителей различны, а в связи с постоянным появлением новых устройств, что приводит к необходимости внесения изменений в соответствующие спецификации, даже у одного производителя для разных моделей устройств могут использоваться не одинаковые таблицы диагностических кодов. Это несколько путает пользователя и мешает достоверно судить об источнике неполадки. Ориентироваться в таком случае приходится на оригинальные разработки, например, компании AWARD (точнее Phoenix под упомянутой торговой маркой). Остается только надеяться, что производители будут упоминать о внесенных изменениях в руководствах по установке материнских плат. В главе 15 приведены POST-коды AVARD BIOS.

Мониторинг старта осуществляется с помощью специальных плат – контроллеров состояния порта 0080h. Так называемые POST-платы предназначены для захвата диагностических кодов и наглядного их отображения на цифровом индикаторе, что позволяет выполнять раннюю диагностику до запуска операционной системы (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Внешний вид POST-платы

В некоторых компьютерных системах для диагностических целей используется порт с номером, отличным от 0080h. Так, в системных платах с архитектурой EISA для диагностических целей используется порт 0300h. В последнее время производители серьезнее стали относиться к идее всеобщей стандартизации, так что особых проблем вы не будете испытывать, ведь старые компьютеры встречаются все реже и реже.

Существуют три основных типа POST-плат:

• «натуральные» POST-платы, отображающие ту информацию, к которой им удается получить доступ. При помощи таких плат определяют узел, в котором произошел сбой (например, если это подсистема оперативной памяти, то следует поменять модуль памяти, используемый слот и т. п.);

• платы, способные эмулировать часть функций любого узла материнской платы (например, PHD PCI). Такие платы позволяют получить более подробную информацию о состоянии компонентов ПК, временно обойтись без видеоконтроллера, произвести полную проверку накопителей и т. д.;

• платы, требующие для своей работы установки вместо BIOS материнской платы, точнее вместо микросхемы, другой микросхемы, содержащей диагностические программы. Например, таким образом работает технология Lite BIOS. Индикация процесса диагностики, как правило, осуществляется на обычной POST-плате. Коды, естественно, будут характерные для применяемой технологии.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Что происходит при включении компьютера

Новости смартфонов, гаджетов и компьютерного железа

Что происходит при включении компьютера?

Этапы загрузки компьютера

Включение компьютера является довольно сложным процессом и происходит в несколько этапов:

1. Когда пользователь нажимает кнопку POWER системного блока компьютера, первым делом начинается тестирование блока питания на соответствие всех напряжений требованиям. В случае удачного завершения данной операции, спустя 0.1-0.5с, вырабатывается сигнал Power Good, свидетельствующий о том, что загрузку компьютера можно продолжать. Дальше на специальный вход центрального процессора подаётся сигнал сброса (Reset). Процессор обнуляет содержимое своей памяти и начинает работу.

2. На следующем этапе центральный процессор считывает из BIOS инструкции по проведению начального тестирования, инициализации и диагностики устройств персонального компьютера. Для этого запускается программа самотестирования (POST, Power-On Self Test). Программа POST выполняет тестирование процессора, оперативной памяти, чипсета, видеосистемы, накопителей, системы управления питанием, клавиатуры, портов LPT и COM (а также подключённых к ним устройств), других компонентов компьютера.… Результаты тестирования выводятся на экран. Если во время прохождения процедуры POST была обнаружена ошибка, на экран монитора также должно выводиться соответствующее сообщение, сопровождаемое звуковым сигналом (не всегда).

3. Выполняется поиск BIOS других устройств, подключённых к системной плате (видеокарты, сетевой платы, контроллера SCSI и т.д.). В случае обнаружения БИОС другого устройства управление переходит к программе инициализации данного устройства. Выполняется тестирование, инициализация соответствующего устройства. По окончании данных процессов управление опять передаётся BIOS системной платы.

4. После завершения проверки работоспособности всех компонентов и систем персонального компьютера BIOS выполняет распределение прерываний IRQ,портов ввода/вывода и каналов прямого доступа к памяти DMA.

5. В случае успешного прохождения предыдущих этапов управление загрузкой передаётся внесистемному загрузчику системы (MBR, Master Boot Record). Загрузчик MBR общий для всех операционных систем, поскольку расположен в стартовом секторе физического жёсткого диска (в главной загрузочной записи). Главной функцией данного загрузчика есть поиск, считывание и запуск загрузчика операционной системы (SB, System Bootstrap), который размещён в стартовом секторе логического диска винчестера. Если загрузчик ОК не найден, на экране появится соответствующее сообщение. В другом случае, начнётся загрузка операционной системы.

Что происходит с компьютером после включения

Выход источника дежурного напряжения

На вопрос «что происходит с компьютером сразу после включения» можно дать простой ответ.

Он начинает шуметь вентиляторами, шуршать винчестером, мигать индикаторами, выводить служебные сообщения на экран монитора.

И загружать операционную систему.

Но за этой внешней простотой скрывается кое-что еще. Давайте-ка запасемся «мелкоскопом» и глянем более внимательно, что же именно творится в недрах компьютера!

Источник дежурного напряжения в блоке питания

Сразу отметим, что, если питающий шнур системного блока вставлен в сеть, часть блока питания работает, вырабатывая так называемое дежурное напряжение +5 В. Это напряжение питает часть компонентов материнской платы.

Это позволяет включать компьютер не только нажатием кнопки включения, но и нажатием кнопки на клавиатуре, движением мыши или нажатием ее кнопки.

Можно «будить» компьютер и через локальную сеть (при соответствующих настройках BIOS Setup).

Эти экзотические функции используются редко. Но при этом часть блока питания работает все время.

Конденсаторы в источнике дежурного напряжения подсыхают и быстрее вырабатывают свой ресурс. К тому же, вероятность выхода из строя источника дежурного напряжения (и, соответственно, всего блока питания) вследствие скачков напряжения в сети повышается.

Поэтому сетевое напряжение в отсутствие работы на блок питания лучше не подавать.

Фильтр с выключателем

Но каждый раз вынимать вилку шнура из розетки неудобно. Удобно пользоваться специальным фильтром на 5 или 6 розеток с выключателем. Выключатель чаще всего имеет подсветку, что повышает удобство пользования.

При включении компьютера источник дежурного напряжения запускает основной инвертор. Последний вырабатывает основные постоянные напряжения.

Следует отметить, что сразу после запуска основного инвертора выходные напряжения колеблются в течение нескольких десятков или сотен миллисекунд. Это так называемые переходные процессы.

Что такое сигнал «Power Good»и зачем он нужен?

Если процессор будет в это время выполнять какие-то действия, то может быть искажение данных в его регистрах и ячейках оперативной памяти. Поэтому процессор содержит в себе вывод (вход) сброса или обнуления Reset.

Если на нем будет низкий логический уровень (напряжение, близкое к нулю), то процессор будет находиться в состоянии сброса. При этом все его регистры очищаются. Как только логический уровень станет высоким (напряжение станет равным +5 В), процессор стартует, начиная выполнение программы с нулевого адреса.

Сигнал на этот вход подается со специального вывода (вывод 8) разъема блока питания, который называется «Power Good» или «Power OK». Чаще всего он серого цвета.

Напряжение +5 В появляется там с задержкой, к тому времени, как переходные процессы уже закончились.

Разъемы питания ATX

Бывают случаи (к счастью, достаточно редко), когда блок питания вырабатывает все основные напряжения в пределах нормы, а сигнал «Power Good» отсутствует. И компьютер при вроде бы исправном блоке питания не стартует. Это может ввести в ступор неопытного ремонтника.

Решается проблема ремонтом (или заменой) блока питания.

Как работает POST и что это такое?

Микросхема BIOS

Если все напряжения в норме и присутствует сигнал «Power Good», начинается выполнение программы POST (Power-On Self Test).

Это программа встроена (еще говорят «прошита») в BIOS (Basic Input Output System, базовая система ввода-вывода) материнской платы.

Процессор посылает тестовые сигналы на оборудование, которое имеется на борту и определяет их наличие (или отсутствие) и исправность.

Проверяется наличие винчестера, приводов DVD, видеоподсистемы, устройств ввода (мыши, клавиатуры) и другого оборудования. Кроме того, производится быстрый тест памяти. Надо сказать, что тест памяти, заложенный в программе POST, именно быстрый.

Быстрый тест памяти при старте компьютера

Он может не выявить всех возможных ошибок памяти. Бывали случаи, когда этот тест проходил нормально. Но потом компьютер в процессе работы обращался к дефектной ячейке памяти и выпадал в «синий экран смерти».

Существуют специальные (расширенные) тесты памяти, позволяющие сделать однозначный вывод о работоспособности ячеек модулей памяти. Такие тесты длятся достаточно долго и записывают в каждую ячейку самые различные кодовые последовательности.

Если в ячейку записались одни данные, а считались другие – ячейка считается дефектной.

Такой модуль подлежит замене.

BIOS Setup и Hardware Monitor

Основное окно SETUP

Если все оборудование в норме, программа POST издает короткий звуковой сигнал и обращается дальше к программе настройки (также «зашитой» в BIOS) Setup. Программа BIOS Setup имеет систему вложенных меню, которые можно увидеть на экране монитора.

Чтобы их увидеть, надо во время процедуры POST (сразу после включения) периодически кратковременно нажимать на клавиши Del, F2, F10 или другие (зависит от производителя BIOS и компьютера).

В настройках можно устанавливать дату, время, источник загрузки системы, константы, определяющие работу процессора, памяти и множество других параметров. Можно увидеть и параметры hardware monitor – напряжения блока питания, обороты вентиляторов, температуру процессора.

Параметры Hardware Monitor

Это чрезвычайно полезная информация, позволяющая определить причины нестабильной работы компьютера.

Отметим, что если сразу после старта компьютера температура процессора достигает 50-60 градусов Цельсия и выше, то это говорит о проблемах с его охлаждением.

Часто BIOS Setup можно настроить так, что эти параметры будут выводиться при старте компьютера (перед загрузкой операционной системы).

И не нужно будет каждый раз входит в Setup. Но эти служебная информация будет пребывать на экране недолго, не более 2 секунд. Чтобы внимательно посмотреть на все параметры, надо нажать кнопку Pause на клавиатуре.

Отметим, что все эти параметры можно посмотреть и другим способом, уже после загрузки операционной системы. Для этого можно использовать программы Aida, Everest и им подобные.

Настройки BIOS Setup – это отдельная большая (и сложная для начинающих) тема, об этом мы расскажем в следующих постах. Пока скажем только об опциях выхода из программы настройки. В большинстве случаев могут быть следующие опции:

Выход из BIOS

Если вы плохо ориентируетесь в опциях BIOS Setup (или забыли, что меняли), то при выходе из нее используйте опцию «Exit without saving» (выйти без записи). И все, что вы случайно «наклацали», не запишется.

Можно еще использовать опцию «Load Default». При этом будет выполнена настройка параметров BIOS «по умолчанию», определяемая производителем.

Заканчивая первую часть статьи, отметим, что после выполнения программы POST начинается загрузка операционной системы. Об этом – в следующей части статьи.

Этапы загрузки компьютера

Включение компьютера является довольно сложным процессом и происходит в несколько этапов:

Когда пользователь нажимает кнопку POWER системного блока компьютера, первым делом начинается тестирование блока питания на соответствие всех напряжений требованиям. В случае удачного завершения данной операции, спустя 0.1-0.5с, вырабатывается сигнал Power Good, свидетельствующий о том, что загрузку компьютера можно продолжать. Дальше на специальный вход центрального процессора подается сигнал сброса (Reset). Процессор обнуляет содержимое своей памяти и начинает работу.

На следующем этапе центральный процессор считывает из BIOS инструкции по проведению начального тестирования, инициализации и диагностики устройств персонального компьютера. Для этого запускается программа самотестирования (POST, Power-On Self Test). Программа POST выполняет тестирование процессора, оперативной памяти, чипсета, видеосистемы, накопителей, системы управления питанием, клавиатуры, портов LPT и COM (а также подключенных к ним устройств), других компонентов компьютера.… Результаты тестирования выводятся на экран. Если во время прохождения процедуры POST была обнаружена ошибка, на экран монитора также должно выводиться соответствующее сообщение, сопровождаемое звуковым сигналом (не всегда).

Рекомендую более детально изучить:

Выполняется поиск BIOS других устройств, подключенных к системной плате (видеокарты, сетевой платы, контроллера SCSI и.т.д.). В случае обнаружения БИОС другого устройства управление переходит к программе инициализации данного устройства. Выполняется тестирование, инициализация соответствующего устройства. По окончании данных процессов управление опять передается BIOS системной платы.

После завершения проверки работоспособности всех компонентов и систем персонального компьютера BIOS выполняет распределение прерываний IRQ,портов ввода/вывода и каналов прямого доступа к памяти DMA.

В случае успешного прохождения предыдущих этапов управление загрузкой передается внесистемному загрузчику системы (MBR, Master Boot Record). Загрузчик MBR общий для всех операционных систем, поскольку расположен в стартовом секторе физического жесткого диска (в главной загрузочной записи). Главной функцией данного загрузчика есть поиск, считывание и запуск загрузчика операционной системы (SB, System Bootstrap), который размещен в стартовом секторе логического диска винчестера. Если загрузчик ОК не найден, на экране появится соответствующее сообщение. В другом случае, начнется загрузка операционной системы.

Еще по настройке БИОС (БИОЗ) плат:

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода) — это . BIOS (Basic In.

UEFI — что это? или UEFI установка, настройка, загрузка В народной теории UEFI — .

Как поставить — выставить в BIOS загрузку с диска или USB флешки (загрузка с флешки, подд.

Основные настройки BIOS, базовый подход. Достаточно часто посетители данного ресурса обр.

Версия BIOS Узнать версию BIOS материнской платы можно несколькими способами: — исходя .

Все-таки хорошо, что придумали биос и только после его инициализации происходит дальнейшая загрузка системы. Это многофункционал ьная микропрограмма. Больше всего мне нравится диагностическая функция, которая позволяет выявить неисправности или неправильные настройки на начальном этапе загрузки компьютера. Это очень удобно. К сожалению от древних компьютеров со старыми биос, где еще не поддерживается звуковые сигналы, толку мало. А вот новые с поддержкой звука просто супер помощь для мастеров и продвинутых пользователей. Сразу можно определить причину неисправности. Еще мне нравится функция по диагностике оперативной памяти. Даже не пользуясь специальными программами для проверки можно узнать о проблеме. Так же я рад, что новые материнские платы с новыми биосами поддерживают установку систем и запуск программ с флешки. Ну и еще один опасный, но интересный момент это оверклокинг, правда тут уже все на свой страх и риск. Можно поиграться, но главное не переиграться.

+7 #2 Руслан 03.02.2015 13:24

При включении ПК он приступает выполнять программу с предварительно установленного адреса, только вот откуда в ПК появляется схема по этому адресу? Он ведь был выключен, таким образом, в случае если вслед за тем и было что-то, оно обязано было очиститься? На самом деле, нет. В ПК есть специализирован ная микросхема, именуемая BIOS. BIOS очень страшно расшифровываетс я наподобие «базовая концепция ввода-вывода», однако в самом деле это не крайне большой размер памяти с загруженной в него программой. черта данной памяти в том, что же при выключении ПК она никак не очищается, а постоянно пребывает в строю и постоянно расположена к работе.

-7 #1 Руслан 01.02.2015 15:38

Добавить комментарий

Главное меню

BIOS:
Что такое BIOS?
Где находится BIOS
Вход в BIOS Setup
Учимся работать в BIOS
Как сбросить настройки BIOS
Безопасная работа с BIOS Setup. Советы.
Загрузка с USB флешки
Выход из BIOS
Как узнать версию BIOS
Где скачать обновления BIOS
Как обновить BIOS материнской платы
Что происходит при включении компьютера?
Замена батарейки CR2032 BIOS (SMOS) на плате
Разшифровка звуковых сигналов BIOS
О UEFI и BIOS
Основные понятия:
Чипсет
Оперативная память
Прерывание
Шина FSB
Шина PCI Express
Шина PCI
Интерфейс SATA
USB – порт
LPT – порт
ACPI — управление электропитанием
Горячии опции BIOS:
CMOS Checksum Bad
Missing Operation System
Checking NVRAM
First Boot Device
Memory Remap Feature
Legacy USB Support
CPU Ratio
DVMT
Audio Controller

Настройка БИОС

Настройка BIOS Setup
- ACPI
- APM
- COM-порт
- LPT-порт
- POWER and RESET
- USB-порт
- Безопасность
- Вентиляторы
- Видео
- Включение/отключение ПК
- Интегрированое аудио
- Интерфейс IDE/SATA
- Клавиатура и мышь
- Контроллер FireWire
- Контроллер SCSI
- Мониторинг активности
- Мониторинг напряжения
- Мониторинг работы вентиляторов
- Мониторинг температуры
- Накопители
- Оперативная память
- Параметры загрузки
- Прерывания
- Процессор
- Сетевые настройки
- Сообщения
- Флоппи
- Чипсет
- Шина AGP
- Шина FSB
- Шина ISA
- Шина PCI
- Шина PCI Express
- Остальные опции
Похожие публикации:

Что происходит при включении компьютера

Глава 2 Процессы, происходящие при включении компьютера

Читайте также

2.3. Простое включение периферийных устройств от порта USB персонального компьютера

Якорь стартера не вращается при включении замка зажигания

Глава 4 Запуск компьютера

33. Обратимые и необратимые процессы

Глава 9 Резонансные процессы

4.1.1 Процессы жизненного цикла

С.2 Процессы, организации и взаимоотношения

4.2.5 Использование ресурсов аппаратных средств компьютера

7 Процессы разработки ПО

12.33 Руководство по эксплуатации компьютера

12.34 Руководство по программированию для компьютера

Что происходит при включении компьютера

Что происходит при включении компьютера?

Этапы загрузки компьютера

Что происходит с компьютером после включения

Источник дежурного напряжения в блоке питания

Что такое сигнал «Power Good»и зачем он нужен?

Как работает POST и что это такое?

BIOS Setup и Hardware Monitor

Этапы загрузки компьютера

Комментарии

Добавить комментарий

Главное меню

Настройка БИОС

Добавить комментарий Отменить ответ