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BIOS启动原理教程

  BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略词,直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序,它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。接下来,我们就来说说Intel的IBM PC上i386芯片是遵循Intel与IBM共同制定的Boot协议的原理。下面,跟随U大侠小编一起来看看。

BIOS启动
 BIOS

  1. PC机的复位线和系统中的所有部件相连,包括CPU的RESET引脚。

  2. 系统上电开机时,主板电源系统发送低电平的"Power Good"信号,该信号送到复位接口电路的#RES端,产生时钟同步的复位正脉冲信号RESET,该脉冲发送到上面提及的复位线上,经由CPU的RESET引脚被CPU采集到,当正脉冲从1返回0时(下降沿),CPU启动内部初始化程序,初始化完成后进入实地址模式,其中CS:IP寄存器的状态是CS=F000H,IP=0000FFF0H;显然,CPU自初始化完毕后,系统的真正启动才开始,那么,也决定了第一条指令的地址为CS:IP=F000:FFF0H=FFFF0H单元。

  3. 与此同时,IBM开机协议规定,RESET时,BIOS ROM被加载到F0000H~FFFFFH,几乎所有BIOS在FFFF0H的指令为JMP BINI,这个BINI就是BIOS启动程序的首地址了。

  4. 结合2,3两点,PC机开机后的第一个程序就是BIOS启动程序了,这个启动程序的执行流程分为二步:

  I. POST(Power On Self Test)

  II. 按BIOS设置好的顺序逐一尝试加载启动媒体(硬盘,光驱,软驱,USB盘)的启动程序。对于我们常用的硬盘,则把0面,0道,1扇区的内容(512字节),也就是我们说的MBR加载到0000:7C00H单元开始的区域

  结论:

  在PC机上的重启(其实重启也是正常启动的一种形式而已),POST一定发生在加载MBR之前,这是由久而来的IBM开机协议所定的。只要你是使用PC机,你无法仅从操作系统的角度来改变这个事实,更何况,从逻辑上而言,这些发生在操作系统运作之前的舞台。或许你的BIOS提供这种设置,使BIOS启动程序中跳过POST这一步(但也同样作用于正常启动,不能仅作用于重启),又或许你使用其他硬件架构如PPC或者ARM嵌入式系统!

  之所以产生这种设想,估计是误解了我们计算机教学一直以来的初级概念,软重启和硬重启。注意,前者的RESET信号由键盘发出,后者的RESET信号由物理按键动作发出!但无论是哪种重启,都必须遵循开机协议,POST一定发生在加载MBR之前!更多精彩内容继续关注U大侠官网。

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