Активизация запуска. Запуск компьютера можно инициировать нажатием кнопки включения питания или кнопки Reset (сброс) или путем выбора в меню операционной системы функции «Перезагрузка». Отметим, что в старых системах перезагрузка компьютера осуществлялась нажатием комбинации клавиш Ctrl+Alt+Del. В современных компьютерах эта процедура используется для вызова Диспетчера задач (например, при их зависании).
В результате любого из этих действий вырабатывается сигнал аппаратного сброса, приводящий все узлы компьютера в исходное состояние, после чего процессор вызывает программу инициализации POST (Power On Self Test – самотестирование по включению), хранящуюся в микросхеме BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода).
Тестирование и начальная загрузка компьютера
Программа POST выполняет тестирование процессора, памяти и системных средств ввода-вывода. Кроме того, в процессе тестирования осуществляется конфигурирование всех программно-управляемых аппаратных средств системной платы. При этом по желанию пользователя часть параметров конфигурирования задается джамперами системной платы, а часть – с помощью утилиты Setup, встроенной в код BIOS.
Как сократить время загрузки Windows отложенной загрузкой программ утилитой Glary Utilities
Последовательность выполнения nporpaMMbiPOST:
- • тестирование процессора и постоянной памяти BIOS’,
- • проверка и инициализация таймера и портов’,
- • проверка и инициализация контроллеров прямого доступа к памяти’,
- • проверка регенерации памяти;
- • тестирование 64 Кбайт нижней памяти ОЗУ;
- • загрузка векторов прерывания и стека в нижнюю область памяти;
- • инициализация видеоконтроллера, в результате которой на экране появляется заставка Video BIOS, обычно с указанием модели видеокарты и объема установленной видеопамяти. После этого диагностические сообщения выводятся на экран;
- • тестирование полного объема ОЗУ, клавиатуры, CMOS-памяти и часов;
- • инициализация СОМ- и LPT-портов (последовательных и параллельных);
- • инициализация и тестирование контроллеров накопителей на гибких и жестких магнитных дисках (НГМД, НЖМД);
- • сканирование области дополнительной ROM BIOS;
- • выполнение процедуры начальной загрузки (Bootstrap Loader) является последним шагом теста POST. Задача процедуры – с выбранного устройства, например с винчестера, загрузить в оперативную память загрузчик и передать ему управление.
После успешной начальной загрузки работа программы POST заканчивается, и компьютер начинает взаимодействовать с загружаемым программным обеспечением. К моменту окончания теста POST все системные устройства (клавиатура, дисплей, диски, порты) приводятся в состояние готовности к работе в стандартном режиме по умолчанию.
Источник: studme.org
Начало работы операционной системы
Запуск системы осуществляется с помощью процедуры, которая называется начальной загрузкой (bootstrapping, или, сокращенно, booting) и выполняется машиной каждый раз при включении. Прежде чем понять ход процедуры, следует понять, зачем она вообще нужна.
Как убрать сайт который появляется при запуске компьютера/автозагрузки
Центральный процессор устроен таким образом, что счетчик программ при включении машины содержит заранее заданный адрес ячейки памяти. И именно в этой ячейке памяти процессор ожидает найти первую команду, которую нужно выполнить. Для того чтобы обеспечить наличие нужной программы, эта часть памяти построена так, что ее содержимое не изменяется. Такую память называют постоянной памятью, или постоянным запоминающим устройством (read-only memory), или ПЗУ (ROM). Когда код помещается в ПЗУ, он остается там независимо от того, включена машина или выключена.
Когда речь идет о небольших компьютерах, которые используются как средство контроля в различной технике, вполне допустимо, чтобы большая часть памяти была постоянной, поскольку в данном случае гибкость не является важным свойством. Программа, выполняемая такими устройствами, остается одной и той же каждый раз, когда вы включаете их.
Совсем по-другому обстоит дело с компьютерами общего назначения, поэтому непрактично отдавать большую часть памяти в этих машинах для постоянных, заранее определенных программ. Наоборот, содержимое памяти в таких машинах должно быть изменяемым. Память в большинстве современных компьютеров общего назначения построена таким образом, что ее содержимое не только изменяется, но и теряется при выключении машины. Такую память называют энергозависимой.
Для самозагрузки машины небольшая часть памяти делается постоянной. Эта область ПЗУ содержит ячейки памяти, в которых центральный процессор ожидает найти команды при включении машины. Небольшая программа, хранящаяся в этой области, называется программой начальной загрузки (bootstrap).
Она выполняется автоматически при включении машины и указывает центральному процессору передать данные из заданной области запоминающего устройства в энергозависимую, то есть в оперативную память (рис. 3.5). В большинстве случаев этими данными является операционная система. Как только операционная система помещается в оперативную память, программа начальной загрузки предписывает центральному процессору перейти на выполнение программы из этой области памяти. С этого момента действиями машины управляет операционная система.
Шаг 1. Машина начинает работу с выполнения программы начальной загрузки, находящейся в ПЗУ. Операционная система хранится на дисковом запоминающем устройстве.
Шаг 2. Программа начальной загрузки переписывает операционную систему с запоминающего устройства в оперативную память, а затем передает ей управление машиной
В большинстве персональных компьютеров программа начальной загрузки сначала пытается извлечь операционную систему с гибкого диска. Если диск не вставлен в дисковод, программа автоматически извлекает операционную систему с жесткого диска машины. Однако если гибкий диск находится в дисководе, но при этом не содержит копию операционной системы, программа начальной загрузки останавливается и выводит на экран сообщение об ошибке. Возможно, вы уже сталкивались с такой ситуацией, когда включали компьютер при вставленной в дисковод дискете с данными.
Источник: studfile.net
Процесс начальной загрузки
Мало кто из пользователей задумывается над происходящим примерно в течение первых 30сек. после включения питания компьютера. Но только до того момента, пока система тем или иным образом не выдаст на этом этапе сигнал «SOS».
Большинство действий компьютера на этапе загрузки связано с выполнением тестирования его основных компонентов, включая процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Все эти операции являются составными частями одной важной процедуры, которая называется POST (Power On Self Test) — «самотестирование при включении питания компьютера». Как правило, эта процедура выполняется достаточно быстро, исключение, пожалуй, составляют только операции тестирования памяти и проверки приводов флоппи-дисков. Однако не всегда все завершается благополучно, и тогда компьютер реагирует либо выдачей серии гудков динамика, либо высвечивает на экране монитора номер соответствующей ошибки. К счастью, с некоторыми из возникающих проблем пользователь может справиться вполне самостоятельно.
Первое, что можно услышать при включении ПК — это тихий «шорох» лопастей вращающегося вентилятора. Если вентилятор не работает, то необходимо проверить, действительно ли компьютер включен. Как это ни странно, но до 90% всех «неисправностей» на этом этапе связано, как правило, с элементарной невнимательностью.
Например, могут быть отключены мотор-генератор, основной щит питания, бесперебойный источник питания, сетевой фильтр и т. п. На этом этапе неплохо бы проверить (по крайней мере, визуально) и кабель питания компьютера на предмет наличия повреждений. На некоторых компьютерах блоки питания имеют доступные снаружи сетевые предохранители.
Стоит проверить их, но только аккуратно, предварительно выключив перед этим компьютер из электрической сети. Если в результате всех проверок оказывается, что питание через кабель должно в принципе подаваться нормально, а компьютер по-прежнему молчит, то дело, видимо, в его блоке питания. Если нет навыков работы с паяльником, самостоятельно заниматься его ремонтом, как правило, не рекомендуется. В ремонтную мастерскую лучше доставить весь системный блок.
Однако ситуация может быть и несколько иной. Вентилятор работает, но сам компьютер не подает никаких признаков «жизни». Это, в частности, может быть следствием неконтактов отдельных микросхем.
В таком случае сначала нужно выключить компьютер из сети, и только после этого открыть крышку системного блока; заодно проверив надежность соединения и целостность кабелей, идущих от блока питания к системной плате, приводам дисков и другой периферии. После этого внимательно осмотреть все микросхемы, которые размещаются в специальных панельках (chip sockets), В этом случае интерес, как правило, представляют в основном микросхемы ROM.
Осмотр проводить осторожно, желательно избежать недопустимой деформации платы. В любом случае (в большей или меньшей степени) раздается характерное похрустывание. Теперь можно снова попробовать включить компьютер. Результат может превзойти ожидания, и компьютер «оживет».
После включения компьютера, примерно 0,3-0,5с. выполняется самотестирование блока питания. В случае, если все уровни напряжений питания находятся в допустимых пределах, на системную плату поступает сигнал Power Good.
Сигнал P. G. (Power Good) — питание в норме. Напряжение в 3-6 В вырабатывается через 0,1-0,5с после включения питания при нормальных выходных напряжениях блока. При отсутствии этого сигнала на системной плате вырабатывается сигнал аппаратного сброса процессора, появление сигнала «выпускает» систему в нормальную работу. Отсутствие должной задержки сигнала может приводить к потере информации в CMOS и ошибкам при загрузке по включению питания.
После этого события микропроцессор переходит к процедуре POST, записанной в системе ROM BIOS. Конечно, в деталях выполнение процедур тестирования отличается для разных фирм — производителей и типов машин, хотя имеется и много общего.
После поступления сигнала Power Good формируется сигнал Reset для микропроцессора. Он начнет выполнять команды с инструкции, записанной по адресу FFFF: OOOOh. Для IBM PC- совместимых компьютеров первой такой инструкцией будет команда «длинного» перехода (FAR JUMP) на начало процедуры POST, располагаемой в сегменте FOOOh. Разумеется, в первую очередь тестируется сам микропроцессор, поскольку понятно — случись с ним что-нибудь, все дальнейшие операции станут просто бессмысленными. Тесты включают в себя выполнение базовых команд, работу с флагами, проверку регистров общего назначения.
После проверки микропроцессора процедура POST тестирует, по сути дела, сама себя, проверяя, правильно ли считываются инструкции из системного ROM BIOS. В компьютерах типа АТ/286 и выше POST далее тестирует микросхему CMOS RAM, которая запитывается от аккумулятора (или гальванических элементов), обеспечивающего сохранность записанной информации даже при отключении сетевого электропитания.
Помимо всего прочего, эта микросхема хранит также информацию о системной конфигурации всего компьютера. Кстати, в компьютерах PC/XT подобная информация сохраняется путем установки соответствующих положений DIP- переключателей, размещенных на системной плате. На первом этапе процедура POST проверяет только работоспособность CMOS RAM, поскольку в дальнейшем использует ее свободные байты памяти для хранения своих промежуточных данных. Особое значение на этом этапе имеет правильность контрольных сумм ROM BIOS и CMOS RAM.
Далее следует проверка таймера, нулевой канал которого связан с процессором через программируемый контроллер прерываний, генерирующего прерывания примерно через каждые 18,2 с. Первый канал таймера используется для запуска контроллера DMA — прямого доступа в память, передающего запрос для регенерации системной динамической памяти. Второй канал таймера служит обычно для генерации звука через динамик компьютера или измерения временных интервалов. Первым делом POST тестирует первый канал таймера и инициализирует его на требуемую частоту регенерации, и только затем инициализирует нулевой канал.
Именно после этого шага становится доступной звуковая диагностика (Приложение 1).
Непосредственно после инициализации таймера POST начинает выполнять тесты записи-чтения регистров контроллера DMA и, если не возникает ошибок, начинает периодическую регенерацию системной памяти. В той же фазе тестируется и контроллер клавиатуры, также расположенный на системной плате. Только после инициализации контроллера DMA начинается тестирование первых 64Кб системной памяти, которая впоследствии также интенсивно используется в процессах тестирования в качестве рабочей области.
Еще два важнейших узла должны быть протестированы на системной плате — это контроллер прерываний и кэш-контроллер (если он есть). Только когда все эти микросхемы работают нормально, компьютер может выполнять любые внутренние операции. Поскольку видеосистема компьютера в это время еще не инициализирована, то все сообщения об ошибках выдаются в виде гудков динамика.
Услышав при загрузке «мелодию» из динамика компьютера, не надо сразу отчаиваться. Попробуйте выключить компьютер и, подождав 15-20 с., снова включить его. Вполне возможно, что ошибка окажется временной и компьютер во второй раз успешно загрузится. Можно также поискать микросхемы с плохим контактом (эта операция уже описана ранее).
Кстати, некоторые IBM PC-совместимые компьютеры имеют для питания CMOS RAM литиевые элементы, другие щелочные. Прежде чем приступить к замене таких элементов необходимо, как правило, выполнить некоторую предварительную работу. При отсутствии напряжения питания вся информация о конфигурации вашей системы, хранимая в CMOS, естественно пропадает, поэтому если вы не хотите вызывать специалистов для настройки компьютера, поработайте сначала несколько минут с программой установки (Setup), чтобы тем или иным образом сохранить необходимую информацию о системе (проще и надежнее всего переписать на бумагу). Кстати, при замене самих элементов постарайтесь не перепутать «плюс» с «минусом».
Следует помнить также, что литиевые элементы обычно нельзя перезаряжать.
После тестирования и инициализации видеоконтроллера становится возможным вывод сообщений на экран монитора.
На завершающей стадии POST осуществляется проверка и инициализация устройств, выполняющих связь компьютера с внешним миром, — клавиатуры, дисков, последовательных и параллельных портов и т. п.
На компьютерах класса AT последняя фаза POST начинается, как правило, с проверки данных, сохраняемых в CMOS RAM. Полученные данные о конфигурации системы помогают POST выполнить оставшуюся работу. Неисправность CMOS RAM вполне может быть связана с разрядом (истощением) батареек, обеспечивающих энергонезависимость этого типа памяти.
Важнейшей операцией POST на текущем этапе является инициализация видеосистемы компьютера. После выполнения этой работы POST уже может выдавать на экран различные сообщения. С этого же момента на экран могут выдаваться и диагностические сообщения об исправности периферии (Приложение 2).
Процедура POST вначале сканирует память в поиске видеоRОМ BIOS в диапазоне С000: 0 до С780: 0. Прежде всего происходит подсчет контрольной суммы, найденной ROM BIOS, затем ей передается управление. Происходит инициализация видеоадаптера, и на экране появляется курсор. Если ROM BIOS на плате адаптера не найден, инициализация видеоадаптера происходит с использованием драйвера из системной ROM BIOS.
Кроме видеоадаптера, в компьютере могут быть установлены и другие устройства, имеющие собственные ROM BIOS. Это, например, некоторые контроллеры жестких дисков (XT, ESDI, SCSI), сетевые адаптеры и т. п. Их поиск выполняется в диапазоне адресов С800: 0 — DF80: 0 с инкрементом в 2 Кб. После подсчета контрольной суммы ROM BIOS ей на время передается управление. В противном случае высвечивается ошибка
где хххх — адрес начального сегмента соответствующей ROM BIOS. При возникновении проблем с этими адаптерами рекомендации остаются прежними. Выключите компьютер, осмотрите саму плату и подключенные к ней кабели, проверьте надежность контакта микросхем в панельках, после чего снова включите компьютер.
После инициализации видеосистемы POST тестирует оставшуюся оперативную память компьютера. Обычно эта работа сопровождается «щелчками» из динамика и визуализацией работоспособности количества проверенных килобайт. Если переключатели на системной плате (для ХТ- компьютеров) установлены неправильно или обнаружена неисправная микросхема, POST выдает на экран соответствующее сообщение. В зависимости от типа BIOS в этом сообщении тем или иным образом указывается адрес, где именно произошла ошибка (parity error).
Так, для BIOS IBM XT/A и AMI используется линейная адресация типа ххххх (шестнадцатиричный код), а, например, в сообщении BIOS Phoenix может применяться запись типа
сегмент: смещение (хххх; хххх)
Стоит отметить, что в процессе POST всегда проверяется содержимое ячейки памяти по адресу 0: 0472. Если в ней содержится шестнадцатеричное число 1234п, то выполняется «теплый» рестарт, т. е. процедура проверки всей оперативной памяти опускается. Это происходит обычно после нажатия трех клавиш: Ctrl-Alt-Del при включенном компьютере.
После тестирования памяти процедура POST проверяет работоспособность клавиатуры. Если на экране появляется сообщение «Keyboard Error», то сначала выключите компьютер. Затем проверьте, правильно ли подключена клавиатура, не нарушен ли контакт, не запала ли
какая-либо клавиша, или, может быть, что-то лежит на клавиатуре. После этого снова включите компьютер. Если и в этом случае появляется вышеуказанное сообщение, то возможно поврежден кабель клавиатуры или нарушен контакт в одном из разъемов.
Проверка микросхем последовательных портов и контроллера жестких дисков происходит вслед за проверкой клавиатуры. Заметим, что если контроллер жесткого диска отсутствует или не подключен, никакого диагностического сообщения выдаваться не будет.
Нормальное завершение процедуры POST обычно сопровождается одним коротким гудком динамика. После этого начинает работать не менее важная процедура — системный ROM BIOS, которая обеспечивает подготовку к начальной загрузке модулей оперативной системы. Эту функцию осуществляет программа начальной загрузки (ROM Bootstrap Routine), хранящаяся в ROM BIOS. Иногда эту программу называют также просто «начальный загрузчик». Вышеназванная программа первым делом пытается считать сектор 1 (головка О, цилиндр 0) с устройства А: в определенную память компьютера по адресу 0: 7COOh. Если в накопитель вставлена несистемная дискета (или ее загрузочный сектор поврежден) для версий MS-DOS выше 4, 0, выдается сообщение:
Non-System disk or disk error Replace and press any key when ready
В такой ситуации можно либо заменить дискету на исправную (системную), либо, удалив дискету на приводе А:, нажать любую клавишу на клавиатуре и попытаться загрузиться с жесткого диска. В последнем случае программа начального загрузчика BIOS попробует прочитать тот же физический сектор по тому же адресу в память, но уже с первого винчестера (устройства С:). Тут следует, правда, оговориться, что такой порядок действий характерен для большинства настольных компьютеров, но он целиком зависит все-таки от BIOS. В частности, в некоторых BIOS предусматривается на выбор несколько вариантов загрузки, например, только с С:, сначала с А:, потом с С: или наоборот. Кстати, если операционной системы нет ни на одном из носителей, компьютер выдаст сообщение:
Operating system not found
Программа IPL1 может выдавать на экран три сообщения. Например, если Partition Table содержит более одного загружаемого раздела, то выдается сообщение
Invalid Partition Table
Если Boot-сектop активного раздела не удается считать в память, то выдается сообщение
Error loading operation system
Ну, а если в Boot-секторе отсутствует сигнатура OAA55h, то на экране монитора может появиться надпись
Missing operating system
Это же сообщение может появиться, если винчестер в SETUP выставлен неверно.
Напомним, что начальная инструкция JMP в Boot-секторе выполняет переход на точку входа программы IPL2. Эта программа, в свою очередь, используя информацию из блока параметров BIOS (ВРВ), определяет, являются ли два первых файла в корневом оглавлении диска модулями DOS (MSDOS. SYS и 10. SYS). Затем IPL2 загружает эти файлы в младшие адреса памяти (70: 0000h) и передает управление на I0.
SYS. Далее следует процесс инициализации, выполняемый средствами самой DOS.
Отметим, что POST достаточно поверхностно проверяет работоспособность ОЗУ. Это же можно сказать и о некоторых диагностических программах. Однако при загрузке драйвера расширенной памяти типа HIMEM. SYS происходит еще одна проверка памяти, причем по другим критериям. Если при этом выдается сообщение об ошибке, то скорей всего, проблемы с памятью все-таки есть.
Они могут быть связаны с использованием различных модулей SIMM в одном банке, слишком большим временем доступа, а также с ошибками в cache-памяти. Для начала можно попробовать отключить в SETUP внешний и внутренний кэш. Если это не помогло, то необходимо заменять модули ОЗУ, так как такие ошибки будут приводить к зависанию программ.
Источник: studbooks.net