电脑启动过程全剖析[转贴]


一、电脑启动过程

Ⅰ、首先来了解一下电脑的启动过程

1、贮存在ROM(只读存储器)中的Bootstrap Loader程序和自诊断程序移动到RAM(随机存储器)中。

2、随着Bootstrap Loader的运行,储存在辅助记忆装置中的操作系统将系统文件送到RAM中。

3、执行系统文件Io.sys和Msdos.sys。这时画面上出现“Starting Windowsn98……”的信息。

4、若有Config.sys则执行它。

5、执行系统文件的Command.com文件。

6、若有Autoexec.bat则执行它。

7、读取Windows的初始化文件“System.ini”和“Win.ini”,再读取注册表文件。

8、启动结束,出现初始画面,运行操作系统。

       这个过程中,在主板的ROM BIOS中监测硬件是否异常，包括硬件故障,接线情况,各类卡的安装等。如果发生错误，画面上什么也不出现,启动停止。
这种情况下很可能是硬件故障。

Ⅱ、系统启动顺序

1、PC电源的ON??显示器，键盘，机箱上的灯闪烁。

2、检测显卡??画面上出现短暂的显卡信息。

3、检测内存??随着嘟嘟的声音画面上出现内存的容量信息。

4、执行BIOS??画面上出现简略的BIOS信息。

5、检测其他设备??出现其他设备的信息(CPU,HDD,MEM...)。

6、执行OS(操作系统)的初始化文件－Starting Windows 98等。

Ⅲ、在启动时主板中发出声音,通过这个声音可以判断是何种错误,根据主板形式的不同,声音的表示也有所不同.

AMI BIOS:

1短:内存刷新失败

2短:内存校验错误

3短:基本内存错误

4短:系统时钟错误

5短:CPU错误

6短:键盘错误

7短:实模式错误

8短:内存显示错误

9短：ROM BIOS校验错误

1长3短:内存错误

AWARD BIOS:

1短:启动正常

2短:非致命错误

1长1短:显示错误

1长2短:键盘错误

其他BIOS可查阅相关资料,这里不再详细介绍。

二、易混淆的软件故障

       必须明确地区分硬件故障和软件故障，否则费了很大的力气将电脑搬到电脑市场,店主告诉你是软件故障时你会是什么心情呢。特别是启动故障也有可能是软件故障造成的。下面我们就来看一看由软件故障造成的启动异常。
Ⅰ、CMOS Setup的错误

       如果在CMOS Setup中的硬盘设置不正确的话,因为电脑无法识别硬盘,因此导致不能用硬盘中的操作系统(Windows)启动。出现画面但无法启动时应该检查CMOS
Setup的内容。若要正确识别硬盘，可以使用CMOS Setup中的“IDE HDD Auto Detection”选项。

Ⅱ、系统文件的错误

       Windows启动时需要Command.com, Io.sys, Msdos.sys, Drvspace.bin 四个文件。如果这些文件遭破坏，即使识别了硬盘也不能启动。这时可以使用“Sys.com”文件恢复这些文件。用启动盘启动后,键入“Sys
c:”即可。

Ⅲ、初始化文件的错误

       Windows在启动时要读取“Autoexec.bat”,“Config.sys”，“System.ini”，“Win.ini”,“User.dat”,“System.dat”六个文件。但在读取时若其中有错误的信息将发生启动失败。而这些文件是很难恢复的,因此要使用Windows重新设置等方法。但这不是硬件故障，用不着把电脑抱到电脑市场去。

 
Ⅳ、Windows的错误Windows初始画面出现后的故障大部分是软件的故障。程序间的冲突或驱动程序的问题等等。这样的问题可以用翻阅书籍等方法自行解决。

 
三、不是故障的硬件故障

       虽然不是故障,但时常发生用户组装不正确或插口松脱等现象。这时可以自己打开电脑检查接线,插口等的错误。在新购硬盘,CD－ROM等EIDE设备时要注意将连接在中间的装置设置为“SlaveE”,将连接在边上的装置设置为“Master”,如果设置得不正确,有可能无法启动或使用相应装置时发生错误。

 
测试方法
 
      下面我们来看一看硬件故障的基本测试方法。显示器没有任何图像出现时可以使用下面的方法测试出故障的部件。

一、首先准备一个工作台。

二、将主板从机箱拔出,再把主板上的所有部件拔出,只留下CPU和RAM.然后把主板放到工作台上。

三、将稳压电源连接在主板上。

四、将显卡插入AGP插槽。当然如果是PCI显卡则插入PCI插槽中。插入时要注意将显卡镀金的部分完全地插入插槽中。

五、连接显示器电源插口后将显卡与显示器连接起来。

六、打开显示器电源,再接通机箱电源开关。然后用金属棒接触主板的电源开关。主板的电源开关是与机箱电源开关连接的部分,一般标记为“PWR SW”或“POWER SE”。

七、如果画面上出现BIOS的版本信息,画面没有异常的话,说明CPU,主板,RAM,显卡,电源都正常.通常,经常易出现故障的部件是“显卡”,“主板”,“硬盘”这个顺序。

 
八、然后连接硬盘和软区进行检测。接着连接CD－ROM检测,然后是声卡。Modem等一个一个的连接进行检测。如果不出现画面就说明后连接的那个部件有故障或是有兼容性问题。只须处理那个出故障的部件即可。

 
九、机箱的问题

       有时将主板安装到机箱时发生问题,导致启动失败。因此如果在上面的部件检查中没有任何问题的话,可以将主板安装到机箱上测试。如果在测试中没有任何的错误,则说明是CMOS
Setup错误,驱动程序等的软件问题。

　　从按下计算机开关启动计算机，到登入到桌面完成启动，一共经过了以下几个阶段：

　　1. 预引导（Pre-Boot）阶段；

　　2. 引导阶段；

　　3. 加载内核阶段；

　　4. 初始化内核阶段；

　　5. 登陆。

　　每个启动阶段的详细介绍

a） 预引导阶段

　　在按下计算机电源使计算机启动，并且在Windows XP专业版操作系统启动之前这段时间，我们称之为预引导（Pre-Boot）阶段，在这个阶段里，计算机首先运行Power On Self Test（POST），POST检测系统的总内存以及其他硬件设备的现状。如果计算机系统的BIOS（基础输入/输出系统）是即插即用的，那么计算机硬件设备将经过检验以及完成配置。计算机的基础输入/输出系统（BIOS）定位计算机的引导设备，然后MBR（Master Boot Record）被加载并运行。在预引导阶段，计算机要加载Windows XP的NTLDR文件。

　　b） 引导阶段

　　Windows XP Professional引导阶段包含4个小的阶段。

　　首先，计算机要经过初始引导加载器阶段（Initial Boot Loader），在这个阶段里，NTLDR将计算机微处理器从实模式转换为32位平面内存模式。在实模式中，系统为MS-DOS保留640kb内存，其余内存视为扩展内存，而在32位平面内存模式中，系统（Windows XP Professional）视所有内存为可用内存。接着，NTLDR启动内建的mini-file system drivers，通过这个步骤，使NTLDR可以识别每一个用NTFS或者FAT文件系统格式化的分区，以便发现以及加载Windows XP Professional，到这里，初始引导加载器阶段就结束了。

　　接着系统来到了操作系统选择阶段，如果计算机安装了不止一个操作系统（也就是多系统），而且正确设置了boot.ini使系统提供操作系统选择的条件下，计算机显示器会显示一个操作系统选单，这是NTLDR读取boot.ini的结果。（至于操作系统选单，由于暂时条件不够，没办法截图，但是笔者模拟了一个）

　　在boot.ini中，主要包含以下内容：

　　[boot loader]

　　timeout=30

　　default=multi（0）disk（0）rdisk（0）partition（1）\WINDOWS

　　[operating systems]

　　multi（0）disk（0）rdisk（0）partition（1）\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect

　　multi（0）disk（0）rdisk（0）partition（2）\WINNT="Windows Windows 2000 Professional"

　　　其中，multi（0）表示磁盘控制器，disk（0）rdisk（0）表示磁盘，partition（x）表示分区。NTLDR就是从这里查找Windows XP Professional的系统文件的位置的。（*本文不会更详细地讲解boot.ini的组成结构，因为其与本主题关系不大，如果想了解，可以到一些专门的网站处查询相关信息。）如果在boot.ini中只有一个操作系统选项，或者把timeout值设为0，则系统不出现操作系统选择菜单，直接引导到那个唯一的系统或者默认的系统。在选择启动Windows XP Professional后，操作系统选择阶段结束，硬件检测阶段开始。

　　在硬件检测阶段中，ntdetect.com将收集计算机硬件信息列表并将列表返回到NTLDR，这样做的目的是便于以后将这些硬件信息加入到注册表HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware中。

　　硬件检测完成后，进入配置选择阶段。如果计算机含有多个硬件配置文件列表，可以通过按上下按钮来选择。如果只有一个硬件配置文件，计算机不显示此屏幕而直接使用默认的配置文件加载Windows XP专业版。

　　引导阶段结束。在引导阶段，系统要用到的文件一共有：NTLDR，Boot.ini，ntdetect.com，ntokrnl.exe，Ntbootdd.sys，bootsect.dos（可选的）。

　c） 加载内核阶段

　　在加载内核阶段，ntldr加载称为Windows XP内核的ntokrnl.exe。系统加载了Windows XP内核但是没有将它初始化。接着ntldr加载硬件抽象层（HAL，hal.dll），然后，系统继续加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system键，NTLDR读取select键来决定哪一个Control Set将被加载。控制集中包含设备的驱动程序以及需要加载的服务。NTLDR加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system\service\…下start键值为0的最底层设备驱动。当作为Control Set的镜像的Current Control Set被加载时，ntldr传递控制给内核，初始化内核阶段就开始了。

　　d） 初始化内核阶段

　　在初始化内核阶段开始的时候，彩色的Windows XP的logo以及进度条显示在屏幕中央，在这个阶段，系统完成了启动的4项任务：

　　内核使用在硬件检测时收集到的数据来创建了HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE键。

　　内核通过引用HKEY_LOCAL_MACHINE\system\Current的默认值复制Control Set来创建了Clone Control Set。Clone Control Set配置是计算机数据的备份，不包括启动中的改变，也不会被修改。

　　系统完成初始化以及加载设备驱动程序，内核初始化那些在加载内核阶段被加载的底层驱动程序，然后内核扫描HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\service\…下start键值为1的设备驱动程序。这些设备驱动程序在加载的时候便完成初始化，如果有错误发生，内核使用ErrorControl键值来决定如何处理，值为3时，错误标志为危机/关键，系统初次遇到错误会以LastKnownGood Control Set重新启动，如果使用LastKnownGood Control Set启动仍然产生错误，系统报告启动失败，错误信息将被显示，系统停止启动；值为2时错误情况为严重，系统启动失败并且以LastKnownGood Control Set重新启动，如果系统启动已经在使用LastKnownGood值，它会忽略错误并且继续启动；当值是1的时候错误为普通，系统会产生一个错误信息，但是仍然会忽略这个错误并且继续启动；当值是0的时候忽略，系统不会显示任何错误信息而继续运行

　　Session Manager启动了Windows XP高级子系统以及服务，Session Manager启动控制所有输入、输出设备以及访问显示器屏幕的Win32子系统以及Winlogon进程，初始化内核完毕。

A、计算机通电自检，由BIOS完成基本硬件配置。
B、读取硬盘MBR(主引导记录)文件，将引导分区上引导扇区调入内存执行。
C、执行NTLDR(操作系统加载器)文件，将引导分区上引导扇区调入内存执行。
　　C1、WIN2K/WINXP支持多重启动，安装时会在已存在的其他操作系统引导扇区建立bootsect.dos文件，以便启动时加载ntldr文件，达到双重启动目的。
D、NTLDR把处理器从实模式转换为32位保护模式。
E、读取BOOT.INI文件(如多系统，出现系统选择菜单。选择win2K/winxp继续，选择其他系统，转到bootsect.dos，菜单显示中文字体由bootfont.bin提供。)
F、加载ntdetect.com(检测硬件配置)如机子有多个硬件配置文件，会出现选择菜单。
G、装载内核，NTOSKRNL.exe文件。(位于system32文件夹)
H、硬件抽象层(HAL)加载，隐藏特定平台硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。
I、NTLDR将控制权交给内核，内核开始加载设备驱动，WIN32子系统和各种服务。
J、用户登录，由WIN32子系统启动winlogon.exe，由winlogon.exe启动local security authority(lsass.exe)显示登录对话框。
K、配置网络和用户环境。