计算机组装与维护 第二十讲 启动过程分析

《计算机组装与维护 第二十讲 启动过程分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组装与维护 第二十讲 启动过程分析（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室计算机组装与维护计算机组装与维护下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机公共基础教研室第二十讲 启动过程分析下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室主要内容 硬盘的文件结构 启动过程分析下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室硬盘的结构文件硬盘的结构：硬盘的结构： 在执行FDISK完成硬盘分区后，整个硬盘空间就由 主引导扇区、DOS分区和非DOS分区构成。DOS分区 又分为主分区（1号分区）和扩展分区（2号分区 ）两部分，后者还可能进一步分成为几个逻辑盘D 、E、F等。非DOS分区理论上又可能分为两个不同 的操作系统分

2、区，例如分区为UNIX。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室硬盘的分区结构下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 1主引导扇区 主引导扇区由FDISK形成，位于硬盘的0面0道1扇区，它 占用512字节。它由两个部分组成：即主引导记录MBR和硬 盘分区表DPT。 主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。 引导程序主要用来在系统硬件自检完后引导具有激活标志 的分区上的操作系统。它执行到最后的是一条JMP指令跳到 操作系统的引导程序去。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 2DOS主分区 DOS分区由FORMAT形成，从1面0道开始，首先是DO

3、S主 分区（即C:盘），包括系统存储区和用户区。 3DOS扩展分区 DOS扩展分区接在主分区之后，它可能再分为几个逻辑 盘（D:、E:、），它们的结构都与主分区近似，只是没 有引导程序。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室大硬盘的容量限制问题 硬盘容量的限制点 528 MB 2.1 GB 8.4 GB下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 早期主板BIOS中的磁盘服务程序采用CHS寻址方 式： 用10位表示柱面数 4位表示磁头数 6位表示扇区数 每个扇区有512个字节下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 采用LBA寻址方式后，大多数主板的BIOS能

4、够使 用： 10位数表示柱面数 8位数表示磁头数 6位数表示扇区数下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 如果不能用到528MB以上的硬盘，请使用LBA方 式 如果不能在单个逻辑硬盘中用到2.1GB以上硬盘容 量，请使用FAT32分区 如果不能用到8.4GB以上的硬盘，请更换主板或升 级主板BIOS下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室文件分配表文件分配表: : 文件分配表FAT（Files Allocation Table） 用以记录各个文件的簇（Cluster）链指针结构。 在磁盘上，文件的最小存储单位为簇，而每一 个文件并不一定存放于连续的簇中，而常常是一 个

5、个簇段。所谓文件的簇链表，就是记录着每个 文件的碎片在磁盘上依次存放的位置指针的表。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 文件分配表有FAT16、FAT32和NTFS三种： 1FAT16 FAT16的簇的域值为16位（2字节），最多可以表 示216个簇（即64K），若64扇区/簇，512Byte/扇 区，则2162629=231=2GB，即FAT16只适于2GB以 下的逻辑硬盘。但每个分区最多只能有65525个簇 （簇是磁盘空间的配置单位）。随着硬盘或分区 容量的增大，每个簇所占的空间将越来越大，从 而导致硬盘空间的浪费。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室2F

6、AT32 FAT32的簇的域值为32位（4字节），最多可以 表示232个簇（即4G）。对于Windows 98，8扇区/ 簇，512Byte/扇区，则22G2329=214G=16K（GB ），即Windows 98的FAT32适于2GB以上（到16KGB ）的逻辑硬盘。 簇（Cluster）是磁盘文件存取的最小单位，它 的大小与采用何种文件分配表有关，也与分区时 创造的逻辑盘大小有关。各种分区表的簇大小：下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 1软盘 1.44MB（3.5”盘)：2扇区/簇（1024Byte即1KB） 1.2MB（5.25”盘）：1扇区/簇（512Byte） 2

7、硬盘16位分区（用DOS 6.22的FDISK形成FAT16） 逻辑盘(MB)扇区/簇 字节/簇 0-15 8 4096（4KB） 16-1274 2048（2KB） 128-2558 4096（4KB） 256-51116 8192（8KB） 512-102332 16384（16KB） 1024-204864 32768（32KB）下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 3硬盘32位分区（用Windows 98的FDISK形成 FAT32） 逻辑盘(GB)扇区/簇 字节/簇 0-8 8 4096（4KB） 8-16 16 8192（8KB） 16-32 32 16384（16

8、KB） 32以上 64 32768（32KB） FAT32比FAT16对硬盘文件的访问速度快、效率 高。另外由于簇是磁盘文件存取的最小单位，因 此簇越小，磁盘空间的利用率越高。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 3、NTFS 微软WindowsNT内核的系列操作系统支持的、一 个特别为网络和磁盘配额、文件加密等管理安全 特性设计的磁盘格式。NTFS也是以簇为单位来存 储数据文件，但NTFS中簇的大小并不依赖于磁盘 或分区的大小。簇尺寸的缩小不但降低了磁盘空 间的浪费，还减少了产生磁盘碎片的可能。NTFS 支持文件加密管理功能，可为用户提供更高层次 的安全保证。下一页返回上一页

9、计算机科学与技术系计算机专业课教研室剖析电脑启动全过程 电脑的启动过程中有一个非常完善的硬件自检机 制。对于采用Award BIOS的电脑来说，它在上电 自检那短暂的几秒钟里，就可以完成100多个检测 步骤。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第一步：第一步：系统BIOS的启动代码首先要做的事情就 是进行POST(Power On Self Test，加电自检)， POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备是 否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。 由于POST的检测过程在显示卡初始化之前， 因此如果在POST自检的过程中发现了一些致命错 误，如没有找到内存或者内存有问题时

10、(POST过程 只检查640K常规内存)，是无法在屏幕上显示出来 的，这时系统PIOS可通过喇叭发声来报告错误情 况，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 法感觉到这个过程。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 具体的错误一般可以从警报声的长短和次数来判断。比如 目前最常见的Award BIOS开机鸣叫声的具体意义如下:： 1短： 系统正常启动 2短： 常规错误，请进入CMOS SETUP重新设置不正确的 选项 1长1短：RAM或主板出错。 1长2短：显示器或显示卡错误。 1长3短： 键盘控制器错误。 1长9短： 主板Flash

11、 RAM或EPROM错误，BIOS损坏。 重复长响：内存条未插紧或损坏。 不停地响：电源，显示器未和显示卡连接好。 重复短响：电源有问题下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第二步：第二步：接下来系统BIOS将查找显示卡的BIOS， 存放显示卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常在 C0000H处，系统BIOS找到显卡BIOS之后调用它 的初始化代码，由显卡BIOS来完成显示卡的初始 化。 大多数显示卡在这个过程通常会在屏幕上显示 出一些显示卡的信息，如生产厂商、图形芯片类 型、显存容量等内容，这就是我们开机看到的第 一个画面，不过这个画面几乎是一闪而过的，接 着系统BIOS会查

12、找其它设备的BIOS程序，找到之 后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始 化这些设备下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第三步：第三步：查找完所有其它设备的BIOS之后，系统 BIOS将显示它自己的启动画面，其中包括有系统 BIOS的类型、序列号和版本号等内容。同时屏幕 底端左下角会出现主板信息代码，包含BIOS的日 期、主板芯片组型号、主板的识别编码及厂商代 码等。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第四步：第四步：接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作 频率，并将检测结果显示在屏幕上，这就是我们 开机看到的CPU类型和主频。接下来系统BIOS开

13、 始测试主机所有的内存容量，并同时在屏幕上显 示内存测试的数值，就是大家所熟悉的屏幕上半 部份那个飞速翻滚的内存计数器。这个过程我们 可以在BIOS设置中选择耗时少的“快速检测“或者 耗时多的“全面检测“方式。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第五步：第五步：内存测试通过之后，系统BIOS将开始检 测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包 括：硬盘、CD-ROM、软驱、串行接口和并行接 口等连接的设备，另外绝大多数新版本的系统 BIOS在这一过程中还要自动检测和设置硬盘参数 和访问模式等。 下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第六步：第六步：所有硬件检测

14、配置完毕后，系统BIOS会 重新清屏并在屏幕上方显示出一个系统配置列表 ，其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件 设备，以及它们使用的资源和一些相关工作参数 。 下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第七步：第七步：按下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration Data，扩展系统配置数据)。 ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信 息的数据，这些数据被存放在CMOS(一小块特殊 的RAM，由主板上的电池来供电)之中。通常 ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会进行 更新，所以不是每次启动机器时我们都能够看到 “U

15、pdate ESCD. Success“这样的信息。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第八步：第八步：ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动 代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定 的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启 动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导 记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活 动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引 导记录，而分区引导记录将负责读取并执行 IO.SYS，这是最基本的系统文件。下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 第九步：第九步：Windows将继续进行DOS部分和GUI(图 形用户界面)部分的引导和初始化工作。如果系统 这中安装有引导多种操件系统的工具软件，通常 主引导记录将被替换成该软件的引导代码，这些 代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并 执行该操作系统的基本引导代码 下一页返回上一页计算机科学与技术系计算机专业课教研室 课后习题 1.简述计算机启动过程