微机启动过程分析
微机在启动过程中要经历很多的操作,每一步工作完成后才能进行下一步工作。
微机的大多数故障(特别是硬件故障)都出在微机启动阶段,深入了解微机启动的详细过程,就能够根据故障现象快速地推断出故障点所在,而不是盲目地试验。
微机的启动过程大致可分为如下几个阶段,每一阶段又可分为若干步骤。
一、微机启动第一阶段:电源开启阶段
第1步:按下电源开关。
如果市电供电正常且主机电源开关正常,则220V、50HZ的市电输入到微机的主机电源中。
第2步:主机电源开始工作,将220V、50HZ交流电转换为±5V、±12V、3.3V等规格的直流电,并发送一个PG(Power Good)信号触发微机各部件开始工作。
输出电压和电流值偏高或偏低均会引起微机工作不正常;其他电压输出正常,但PG信号不正常,微机也不能启动。
二、微机启动第二阶段:POST自检阶段
第1步:系统各部件进行初始化。
如果主机电源无故障(即上述第2步正常通过),则主机电源输出电压给CPU、主板及其他设备供电,各设备开始进入准备工作阶段。
表现为以下一些现象:
①主机电源指示灯点亮;
②硬盘进行脱机自检:硬盘指示灯点亮,在安静环境下能听到硬盘有“嘀嘀嘀”的自检声,这种自检是硬盘的脱机自检,这是硬盘本身的功能,该自检过程不受CPU或其他设备的控制,只要给硬盘加电即进行,脱机自检完成后,硬盘指示灯熄灭;
③光驱指示灯闪亮一下即灭。
有些光驱指示灯呈一直点亮状态,此过程表现为一种颜色(一般为黄色)变为另一种颜色(一般为绿色),然后恢复到初始状态;
④键盘的三个指示灯(Num Lock、Caps Lock、Scroll Lock)一起闪亮。
与此同时,电源输出的PG信号触发CPU内的各寄存器(通用寄存器、段寄存器、标志寄存器等)复位,然后主板的ROM BIOS开始将自己的例行自检程序装入内存并准备执行自检过程。
由于是主板的BIOS本身将存储在其中的例行自检程序装入内存并执行,并不需要外部干预,因而将这一过程称为“Power On Self Test”,简称POST,即加点时自检之意。
自检的主要作用有以下几方面:
①检测微机各主要部件(CPU、时钟、计数器等)是否正常;
②根据微机CMOS RAM中存储的配置信息去查找相关配置,并检查实际硬件设备参数与CMOS的设置信息是否一致;
③检查系统的即插即用设备,并将这些设备一一登记。
运行POST的基本条件是CPU、主板上的ROM BIOS、主板上的其他关键性部件及内存(至少16KB)处于正常工作状态,其中任一个工作不正常,则微机不能开始进行POST自检过程。
POST自检过程又可分为很多步,按先后顺序分述如下。
第2步:主板上的ROM BIOS将其中的POST自检程序装入内存,并开始执行POST例行程序。
第3步:检查计数器、刷新定时功能及其他主要系统部件是否工作正常。
如果不正常,系统处于黑屏死机状态,可能会有报警声音。
正常则进入下一步。
第4步:检查显卡显存的状态、视频信号和同步信号。
如果不正常,系统会处于黑屏死机状态,并可能会有报警声音。
如果正常,则整个微机系统无致命性故障。
此时可能会听到很清脆的“嘀”的一声(对于Award BIOS而言),有的微机是响两声,有的微机则并无提示声音。
此时,微机的显示子系统开始工作。
对于较新的数控显示器,信号灯开始由一闪一闪状态(一般为黄色)变为点亮状态(一般为绿色),显示器屏幕顶端会出现显卡BIOS的版本信息、显卡类型、显存容量等信息。
显卡信息在屏幕上一闪而过,无法通过按“Pause”键停留住,冷开机或按RESET键能出现此信息,而按“Ctrl”+“Alt”+“Del”键重启时有时不会出现此信息。
如果不知道显卡的型号或显存的数量,可用此方法查看。
当显卡子系统开始工作后,微机就可以将主板上的BIOS信息显示到屏幕上。
此时可按“Pause”键停留住屏幕信息,以便仔细查看。
在以下的步骤中,POST自检程序开始按照CMOS RAM中存储的配置信息或主板上配置信息(如CPU的外频和倍频信息、内存数量等)去找相关设备,并进行对比,此时可以按“Del”键进入CMOS设置画面重新设置相关配置信息。
第5步:检查CPU的主频。
有的微机系统CPU的频率是在CMOS中设置的,有的是通过主板上的跳线开关设置的。
第6步:检查RAM内存容量。
如果在CMOS中将“Quick Power On Test”设置为“Disabled”,则将检测三次。
第7步:检查键盘功能,此时键盘的三个指示灯(Num Lock、Caps Lock、Scroll Lock)再次地一起闪亮。
第8步:检查主板及扩展槽上即插即用设备(如显示卡、声卡、视频卡、Modem等)和串口、并口等I/O设备,如果不正常,将给出相关的错误提示信息。
第9步:检查软驱子系统复位和寻道能力,如果在CMOS的设置中将“Boot up Floppy Seek”一项设为“Enabled”,则会看到软驱电源指示灯亮,同时伴有“嘎吱”的声音,这是软驱在寻道,即软驱的磁头来回移动一圈,并最后将磁头复位到0磁道的位置,随时准备读取软盘信息。
如果不正常,将有错误提示信息。
第10步:检查IDE控制器状态(硬盘、光驱等),检测IDE接口的硬盘和光驱信息。
此时硬盘电源指示灯闪亮。
如果不正常,将给出错误提示信息。
第11步:如果以上一切正常,则将所有的设备信息做一总结,并在显示器上显示出来,如图4-3所示。
图4-3显示了POST检测到的系统设备和PCI即插即用设备信息,据此可确定某个设备是否有硬件损坏,如果能够检测到相关设备,则可以大致确定该设备无硬件故障。
最后,根据CMOS中所设置的引导顺序,准备引导系统。
三、微机启动第三阶段:系统引导阶段
第1步:如果从硬盘引导系统,则BIOS访问硬盘的0道0面1扇区,将硬盘的主引导代码的前部分装入内存,并将系统的控制权转交给硬盘的MBR。
如果是软盘启动或光盘启动则没有此步操作。
第2步:如果从硬盘引导系统,硬盘MBR将C盘的DBR(逻辑0扇区,即硬盘物理地址的0道1面1扇区)的前部分装入内存,并将系统的控制权交给DBR。
如果是从软盘启动或从光驱启动,则BIOS直接将软盘或光盘的DBR(逻辑0扇区)装入内存,同时将控制权移交给DBR。
在以下的步骤中,DOS和Windows98系统的启动过程有所不同。
对于DOS系统而言,有以下几步操作。
第3步:DBR将DOS的两个系统文件(Io.sys、Msdos.sys)装入内存。
第4步:将DOS的装入内存。
第5步:装载Config.sys中的设备驱动程序。
第6步:装载或运行Autoexec.bat中的程序或系统设置信息。
对于第5步和第6步的操作,可以在微机刚开始引导操作系统时(自检刚完成),通过按特殊功能键来有选择地执行这两步操作。
有两种方式:
①按F5功能键,略过这两步的操作过程,直接进入命令提示符“C:\>_”状态,即不加载Config.sys中的设备驱动程序,也不运行Autoexec.bat中的批命令;
②按F8功能键,可以一步一步地有选择地执行Config.sys和Autoexec.bat中的每一行程序,如果微机故障出在这个阶段,可以通过这种方法来判断。
对于Windows98系统而言,系统文件和系统配置文件包括以下一些文件:Io.sys、Msdos.sys、Config.sys、Autoexec.bat和Bootlog.txt等。
微机的启动方式和启动过程比DOS要复杂得多。
Windows98有多种启动方式,通过设置Msdos.sys文本文件中的相关条目可以实现菜单启动方式(详见3.7.2节)。
另外,在POST自检完成并开始启动Windows98系统时,按F8功能键也可激活Windows98的启动菜单。
①Normal:正常启动方式,默认的启动方式。
②Logged(\Bootlog.txt):按Bootlog.txt中的项目引导系统。
③Safe mode:安全模式启动方式。
④Step-by-Step confirmation:逐步确认启动方式。
⑤Command prompt only:命令提示符启动方式(DOS7.1的“C:\>_”状态)。
⑥Safe mode command prompt only:安全模式命令提示符启动方式。
⑦Previous Version of MS-DOS:启动到以前的DOS版本(DOS6)。
可以从中选择一种启动方式启动系统。
第7步:系统启动成功,开始运行相关应用软件。