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电脑启动过程完全详解硬件主板架構分子计算机器科学家想像中未来桌上型的分子计算机器设施。 这台小型的机器将会将分子连结在一起，然后制造成越来越大的零件，接着在一个聚合的组装制程中制造出像是含有亿万个处理器的电脑的产品。(其中的零件乃是以白色的立方体显示)打开电源启动机器几乎是电脑爱好者每天必做的事情，面对萤幕上出现的一幅幅启动画面，我们一点儿也不会感到陌生，但是，电脑在显示这些启动画面时都做了些什麽工作呢？相信有的朋友还不是很清楚，本文就来介绍一下从打开电源到出现Windows的蓝天白云时，电脑到底都干了些什麽事情。首先让我们来了解一些基本概念。第一个是大家非常熟悉的BIOS（基本输入输出系统），BIOS是直接与硬体打交道的底层代码，它为作业系统提供了控制硬体设备的基本功能。BIOS包括有系统BIOS（即常说的主板BIOS）、显卡BIOS和其他设备（例如IDE控制器、SCSI卡或网卡等）的BIOS，其中系统BIOS是本文要讨论的主角，因为电脑的启动过程正是在它的控制下进行的。BIOS一般被存放在ROM(唯读存储晶片)之中，即使在关机或掉电以后，这些代码也不会消失。第二个基本概念是记忆体的位址，我们的机器中一般安装有32MB、64MB或128MB记忆体，这些记忆体的每一个位元组都被赋予了一个位址，以便CPU访问记忆体。32MB的地址范围用十六进位数表示就是0～1FFFFFFH，其中0～FFFFFH的低端1MB记忆体非常特殊，因为最初的 8086处理器能够访问的记忆体最大只有1MB，这1MB的低端640KB被称为基本记忆体，而A0000H～BFFFFH要保留给显示卡的显存使用， C0000H～FFFFFH则被保留给BIOS使用，其中系统BIOS一般占用了最后的64KB或更多一点的空间，显卡BIOS一般在 C0000H～C7FFFH处，IDE控制器的BIOS在C8000H～CBFFFH处。好了，下面我们就来仔细看看电脑的启动过程吧。第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其他设备供电，此时电压还不太稳定，主板上的控制晶片组会向CPU发出并保持一个 RESET（重置）信号，让CPU内部自动恢复到初始状态，但CPU在此刻不会马上执行指令。当晶片组检测到电源已经开始稳定供电了（当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情），它便撤去RESET信号（如果是手工按下电脑面板上的Reset按钮来重启机器，那麽松开该按钮时晶片组就会撤去RESET信号），CPU马上就从位址FFFF0H处开始执行指令，从前面的介绍可知，这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内，无论是Award BIOS还是 AMI BIOS，放在这裏的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。第二步：系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST（Power－On Self Test，加电后自检），POST的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作，例如记忆体和显卡等设备。由于POST是最早进行的检测过程，此时显卡还没有初始化，如果系统 BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误，例如没有找到记忆体或者记忆体有问题（此时只会检查640K常规记忆体），那麽系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误，声音的长短和次数代表了错误的类型。在正常情况下，POST过程进行得非常快，我们几乎无法感觉到它的存在，POST结束之后就会调用其他代码来进行更完整的硬体检测。 第三步：接下来系统BIOS将查找显卡的BIOS，前面说过，存放显卡BIOS的ROM晶片的起始位址通常设在C0000H处，系统 BIOS在这个地方找到显卡BIOS之后就调用它的初始化代码，由显卡BIOS来初始化显卡，此时多数显卡都会在萤幕上显示出一些初始化资讯，介绍生产厂商、图形晶片类型等内容，不过这个画面几乎是一闪而过。系统BIOS接着会查找其他设备的BIOS程式，找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化相关的设备。 第四步：查找完所有其他设备的BIOS之后，系统BIOS将显示出它自己的启动画面，其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。 第五步： 接着系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率，然后开始测试所有的RAM，并同时在萤幕上显示记忆体测试的进度，我们可以在CMOS设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。第六步：记忆体测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬体设备，包括硬碟、CD－ROM、串口、并口、软盘机等设备，另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置记忆体的定时参数、硬碟参数和访问模式等。 第七步：标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支