Начальная загрузка компьютера
После включения питания напряжение подается на центральный процессор и другие микросхемы материнской платы. "Проснувшись", CPU запускает из микросхемы программу BIOS - и начинается процедура POST (Power On Self Test, инициализация при первом включении). Ее задача - просканировать и настроить все "железо".
Прежде всего формируется логическая архитектура компьютера. Подается питание на все чипсеты, в их регистрах устанавливаются нужные значения. Затем определяется объем ОЗУ (фактически доступный размер ОП), включается клавиатура, распознаются параллельные LPT- и последовательные COM-порты. На следующем этапе определяются блочные устройства - жесткие диски IDE и SCSI, флоппи-дисководы. Для устройств SCSI процедура несколько усложняется наличием собственной BIOS, которая берет на себя работу с соответствующим оборудованием и имеет собственную программу настройки. На заключительной стадии происходит отображение итоговой информации. После окончания работы POST BIOS ищет загрузочную запись. Эта запись, в зависимости от настройки, находится на первом или втором жестком диске, флоппи-диске, ZIP или CDROM. После того как загрузочная записи найдена, она загружается в память - и управление передается ей.
Источник таблица
питания системных ресурсов
ЦПУ
Основная память Энергонезависимая Оперативная Память
3 2 13 6 9
B I O S
12 11 5 4 7 10 8
Устройства ввода/вывода
Шина PCI Устройства PLUG-N-PLAY Устройства Не PLUG-N-PLAY
Память
4
10
Рис. 10.1 Процесс загрузки
На рисунке 1 приведен стандартный процесс загрузки:
1. Включение питания.
2. Процессор начинает выполнение программы BIOS.
3. BIOS запускает процедуру самотестирования при включении питания (Power-On Self Test). Данная процедура определяет, сколько памяти установлено в компьютере, и подтверждает, что критически важные низкоуровневые аппаратные функции работают корректно. Любая ошибка индицируется последовательностью звуковых сигналов. После этого BIOS отключает все конфигурируемые устройства.
4. BIOS идентифицирует все периферийные устройства компьютера (жесткие диски, платы расширения и т.д.). Сначала ищутся устройства с автоматической настройкой конфигурации (plug-and-play). Каждому из них присваивается свой номер, однако активизация их на данном этапе не производится.
5. BIOS находит внешнее устройство, на котором записана программа начальной загрузки (initial program load — IPL). Обычно это жесткий диск, дискета или диск CD-ROM с операционной системой. Но данная роль может отводиться и сетевой плате, отвечающей за соединение с сервером. BIOS ищет также все вторичные IPL-устройства.
6. BIOS строит таблицу системных ресурсов, выделяя каждому найденному устройству ресурсы так, чтобы не возникало конфликтов. Для этого используется информация о конфигурации, хранящаяся в энергонезависимой памяти.
7. Определяются и активизируются первичные устройства ввода (например, клавиатура) и вывода (скажем, монитор). Если в процессе загрузки происходит сбой, на экран выдается сообщение, предлагающее пользователю выбрать ранее сохраненные установки. Эти установки BIOS записывает в энергонезависимую память после последней удачной загрузки компьютера.
8. Ищутся компоненты, не поддерживающие автоматической настройки конфигурации в том числе и устройства, подключенные к шине PCI. Информация из их постоянной памяти заносится в таблицу распределения ресурсов.
9. BIOS разрешает конфликты устройств и настраивает конфигурацию выбранного загрузочного устройства.
10. Активизируются устройства с автоматической настройкой конфигурации. Программы, записанные в их постоянной памяти, вызываются с указанием соответствующих параметров.
11. Запускается программа начальной загрузки. Если по каким-либо причинам загрузить операционную систему с устройства, выбранного по умолчанию, не удается, BIOS последовательно пытается загрузить ее с альтернативных устройств, перечисленных в списке.
12. Устройство начальной загрузки переносит операционную систему в оперативную память.
13. BIOS получает управление над операционной системой, что позволяет ей распределять другие ресурсы.
BIOS содержит также программу начальных установок, с помощью которой пользователь может настраивать конфигурацию оборудования (определять пароли компьютера, задавать текущую дату и время и т.д.). Поскольку в процессе загрузки BIOS производит настройку конфигурации первичных устройств ввода и вывода, пользователь может самостоятельно вызвать программу начальных установок и определить требуемые параметры аппаратных средств. Имеется, в частности, возможность выбора альтернативных устройств начальной загрузки (например второго жесткого диска), активизируемых в случае невозможности загрузки с первичного устройства.
Количество тональных сигналов и их длительность | Неисправность | Причина |
1 короткий, 2 длинных | Ошибка видеосистемы | Дефект видеоадаптера или видеопамяти |
1 короткий, 3 длинных | Ошибка клавиатуры | Неисправность клавиатуры или клавиатура не подключена |
2 коротких | Стандартное НЕ | Обратить внимание на сообщение критическая ошибка на экране монитора |
1 короткий | Ошибок нет |
|
Рис.10.2 Звуковые сообщения об ошибках
Если в настройках SETUP BIOS есть ошибки, то они могут проявиться уже на этих стадиях (Рис.2), и до запуска ОС дело не дойдет. Но возможны и другие проявления неправильной настройки BIOS - медленная или нестабильная работа системы, внезапные перезагрузки. Поэтому давайте запустим программу настройки BIOS и предпримем небольшую экскурсию по ее лабиринтам.
- Лекция 1. Базовые понятия информации Введение
- Информация, энтропия и избыточность при передаче данных
- Информационные процессы
- Основные структуры данных
- Обработка данных
- Способы представления информации и два класса эвм
- Представление данных в эвм.
- Вопросы и задания
- Лекция 2. Компьютер – общие сведения
- Центральное процессорное устройство
- Устройства ввода/вывода
- Классификация запоминающих устройств
- Оперативная память
- Основные внешние устройства компьютера
- Основные характеристики персональных компьютеров
- Вопросы и задания
- Лекция 3. Многоуровневая компьютерная организация
- Архитектура компьютера
- Классическая структура эвм - модель фон Неймана
- Особенности современных эвм
- Специальное
- Библиотеки стандартных программ и ассемблеры
- Высокоуровневые языки и системы автоматизированного программирования
- Диалоговые ос и субд
- Прикладные программы и case – технологии
- Компьютерные сети и мультимедиа
- Операционные системы
- Лекция 5.Вычислительные системы - общие сведения Введение
- Общие требования
- Классификация компьютеров по областям применения
- Персональные компьютеры и рабочие станции
- Суперкомпьютеры
- Увеличение производительности эвм, за счет чего?
- Параллельные системы
- Использование параллельных вычислительных систем
- Закон Амдала и его следствия
- Назначение процессора и его устройство
- Устройство управления
- Микропроцессорная память
- Основная (оперативная) память - структура адресной памяти
- Интерфейсная часть мп
- Тракт данных типичного процессора
- Команды уу
- Базовые команды
- Трансляторы
- Архитектура системы команд и классификация процессоров
- Микроархитектура процессора Pentium II
- 512 Кбайт
- Вопросы и задания
- Лекция 6 Структурная организация эвм - память Общие сведения
- Верхняя
- Верхняя память (Upper Memory Area) – это 384 Кбайт, зарезервированных у верхней границы системной памяти. Верхняя память разделена на несколько частей:
- Первые 128 Кбайт являются областью видеопамяти и предназначены для использовании видеоадаптерами, когда на экран выводится текст или графика, в этой области хранятся образы изображений.
- Видеопамять
- Иерархия памяти компьютера
- Оперативная память, типы оп
- Логическая организация памяти
- Связывание адресов
- Функции системы управления памятью
- Тэг Строка Слово (байт)
- Способы организации кэш-памяти
- 1. Где может размещаться блок в кэш-памяти?
- 2. Как найти блок, находящийся в кэш-памяти?
- 3. Какой блок кэш-памяти должен быть замещен при промахе?
- 4. Что происходит во время записи?
- Разновидности строения кэш-памяти
- Вопросы и задания
- Лекция 7 Логическая организация памяти Введение
- Адресная, ассоциативная и стековая организация памяти
- Стековая память
- Сегментная организация памяти.
- Косвенная адресация
- Операнд 407 суммируется с
- Типы адресов
- Понятие виртуальной памяти
- Страничное распределение
- Свопинг
- Вопросы и задания
- Лекция 8 Внешняя память компьютера Введение
- Жесткий диск (Hard Disk Drive)
- Конструкция жесткого диска
- Основные характеристики нмд:
- Способы кодирования данных
- Интерфейсы нмд
- Структура хранения информации на жестком диске
- Кластер
- Методы борьбы с кластеризацией
- Магнито-оптические диски
- Дисковые массивы и уровни raid
- Лазерные компакт-диски cd - rom
- Вопросы и задания
- Лекция 9 Основные принципы построения систем ввода/вывода
- Физические принципы организации ввода-вывода
- Интерфейс
- Магистрально-модульный способ построения эвм
- Структура контроллера устройства
- Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы
- Организация передачи данных
- Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – dma)
- Логические принципы организации ввода-вывода
- Структура системы ввода-вывода
- Буферизация и кэширование
- Заключение
- Структура шин современного пк
- Мост pci
- Вопросы и задания
- Лекция 10. Bios и его настройки Введение
- Начальная загрузка компьютера
- Вход в bios и основные параметры системы
- Общие свойства – стандартная настройка параметров
- Свойства bios
- Свойства других чипсетов
- Свойства интегрированных устройств
- Свойства слотов pci
- Управление питанием
- Лекция 11 Особенности архитектуры современных вс
- Область применения и способы оценки производительности мвс
- Классификация архитектур по параллельной обработке данных
- Вычислительные Системы
- Параллелизм вычислительных процессов
- Параллелизм на уровне команд – однопроцессорные архитектуры
- Конвейерная обработка
- Суперскалярные архитектуры
- Мультипроцессорные системы на кристалле Технология Hyper-Threading
- Многоядерность — следующий этап развития
- Многопроцессорные архитектуры – параллелизм на уровне процессоров
- Векторные компьютеры
- Использование параллельных вычислительных систем
- Закон Амдала и его следствия
- Вопросы и задания
- Лекция 12 Архитектура многопроцессорных вс Введение
- Smp архитектура
- Mpp архитектура
- Гибридная архитектура (numa)
- Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти.
- Pvp архитектура
- Кластерная архитектура
- Проблемы выполнения сети связи процессоров в кластерной системе.
- Лекция 13 Кластерные системы
- Концепция кластерных систем
- Разделение на High Avalibility и High Performance системы
- Проблематика High Performance кластеров
- Проблематика High Availability кластерных систем
- Смешанные архитектуры
- Лекция 14 Высокопроизводительные процессоры
- Ассоциативные процессоры
- Конвейерные процессоры
- Матричные процессоры
- Клеточные и днк процессоры
- Клеточные компьютеры
- Трансгенные технологии
- Коммуникационные процессоры
- Процессоры баз данных
- Потоковые процессоры
- Нейронные процессоры
- Искусственные нейронные сети
- Нейрокомпьютеры
- Процессоры с многозначной (нечеткой) логикой
- Лекция 15 Многомашинные системы – вычислительные сети Введение
- Простейшие виды связи сети передачи данных
- Связь компьютера с периферийным устройством
- Связь двух компьютеров
- Многослойная модель сети
- Функциональные роли компьютеров в сети
- Одноранговые сети
- Сети с выделенным сервером
- Гибридная сеть
- Сетевые службы и операционная система
- Лекция 16. Файловая система компьютера Введение
- Общие сведения о файлах
- Типы файлов
- Атрибуты файлов
- Организация файлов и доступ к ним
- Последовательный файл
- Файл прямого доступа
- Другие формы организации файлов
- Операции над файлами
- Директории. Логическая структура файлового архива
- Разделы диска. Организация доступа к архиву файлов.
- Операции над директориями
- Защита файлов
- Контроль доступа к файлам
- Списки прав доступа
- Заключение
- Лекция 17. Сети и сетевые операционные системы Введение
- Для чего компьютеры объединяют в сети
- Сетевые и распределенные операционные системы
- Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей
- Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами
- Понятие протокола
- Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем
- Проблемы адресации в сети
- Одноуровневые адреса
- Двухуровневые адреса
- Удаленная адресация и разрешение адресов
- Локальная адресация. Понятие порта
- Полные адреса. Понятие сокета (socket)
- Проблемы маршрутизации в сетях
- Связь с установлением логического соединения и передача данных с помощью сообщений
- Синхронизация удаленных процессов
- Заключение
- Лекция 18. Система счисления и архитектура эвм Введение
- Системы счисления и их роль в истории компьютеров
- «Золотое сечение» и компьютер Фибоначчи
- Геометрическое определение "золотого сечения"
- Алгебраические свойства золотой пропорции
- Рассмотрим теперь "золотую пропорцию"
- Фибонччи и компьютеры
- "Троичный принцип" Николая Брусенцова.
- Список литературы: