计算机启动过程中各个步骤

1. 电源自检（POST，Power-On Self-Test）

当计算机接通电源并按下启动按钮时，电源管理单元（PMU）会接收到电源按钮信号，并向主板发送电源开启信号。一旦电源供应正常，主板上的BIOS（或UEFI）会开始执行自检程序，也称为POST。POST的主要目的是检查计算机的硬件组件是否工作正常。

• 检查电源系统：计算机会检查电源插头是否插紧，电源线是否连接牢固，以及电源开关是否处于打开状态。同时，还会检查电源输出是否稳定，以确保计算机能够正常工作。
• 检查硬件组件：BIOS会逐一检查CPU、内存、显卡、硬盘等硬件组件。例如，它会检查CPU的时钟频率和缓存是否正常，内存模块是否存在且能正常访问，显卡和显示器是否连接正常等。
• 显示错误信息：如果POST检测到任何硬件故障，计算机会发出蜂鸣声或在屏幕上显示错误信息，提示用户进行相应的处理。

2. 初始化硬件

完成POST后，BIOS会开始初始化系统中的硬件组件。

• 设置默认配置：BIOS会为硬件组件设置默认的配置参数，如内存时序、硬盘模式等。
• 分配资源：BIOS会为各个硬件组件分配必要的资源，如内存地址、中断号、I/O端口等。这些资源是硬件组件正常工作的基础。
• 准备引导设备：BIOS会检查并准备引导设备，如硬盘或固态硬盘，以便从中加载引导加载程序。

3. 加载引导程序

一旦硬件初始化完成，BIOS会根据用户设置的启动顺序（通常是在BIOS设置菜单中配置的）尝试从指定的存储设备中加载引导加载程序。

• 读取引导扇区：BIOS会尝试读取引导设备的第一个扇区，也称为引导扇区（Boot Sector）。这个扇区通常包含引导加载程序的信息，如位置、大小等。
• 加载引导加载程序：BIOS会将引导加载程序加载到内存中，并准备将其执行。引导加载程序是一个小型的程序，它的主要任务是加载操作系统内核并启动它。

4. 加载操作系统内核

引导加载程序被加载到内存中后，它会开始执行，并将操作系统内核加载到内存中。

• 查找操作系统内核：引导加载程序会在硬盘上搜索操作系统内核的位置。这通常是通过读取文件系统的元数据来实现的。
• 加载内核：一旦找到操作系统内核的位置，引导加载程序会将其加载到内存中。这个过程可能涉及读取多个文件，并将它们组合成一个完整的内核映像。
• 传递控制权：加载完成后，引导加载程序会将控制权传递给操作系统内核。此时，操作系统内核开始执行，并接管计算机的控制权。

5. 操作系统初始化

操作系统内核开始运行后，会进行一系列的初始化操作。

• 初始化设备驱动程序：操作系统会加载并初始化必要的设备驱动程序，以确保硬件设备能够正常工作。这些驱动程序通常存储在硬盘的特定目录中。
• 启动系统服务：操作系统会启动一系列的系统服务，如网络服务、打印服务等。这些服务为用户提供了各种功能支持。
• 配置网络堆栈：如果计算机连接到网络，操作系统会配置网络堆栈，以便进行网络通信。
• 读取配置文件：操作系统会读取各种配置文件，如系统配置文件、用户配置文件等。这些文件包含了系统的默认设置和用户自定义的设置。
• 设置环境变量：操作系统会设置一系列的环境变量，这些变量用于控制程序的运行环境和行为。

6. 显示登录界面

当初始化完成后，操作系统就正式进入了运行状态。此时，用户通常会看到操作系统的启动画面或登录界面。

• 启动画面：操作系统会显示一个启动画面，通常包含操作系统的名称、版本信息、制造商的徽标等。
• 登录界面：如果用户需要登录系统，操作系统会显示一个登录界面。用户可以在此输入用户名和密码来验证身份。一旦验证成功，用户就可以开始使用计算机系统了。