BIOS是怎么?刷BIOS有啥用?美高梅手机登录网站

作者:电脑系统

2.加电之后BIOS具体的过程

这部分负责启动电脑,具体有三个部分:

作为一个Android开发者,了解整个系统架构是必须的,所以这篇就总结一下Android手机从按下开机键到启动这一过程发生了什么。

第一个部分是用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测,也叫做加电自检(Power On Self Test,简称POST),功能是检查电脑是否良好,通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。

基于Linux的pc启动过程

我们都知道,所有的程序软件包括操作系统都是运行在内存中的,然而我们的操作系统一般是存放在硬盘上的,当我们按下开机键的时候,此时内存中什么程序也没有,因此需要借助某种方式,将操作系统加载到内存中,而完成这项任务的就是BIOS

装过系统的人一定知道BIOS这个东西,那么它究竟是什么呢?

BIOS:Basic Input/Output System(基本输入输出系统),在IBM PC兼容系统上,是一种业界标准的固件接口(来自维基百科)。有点难以理解,其实BIOS是我们电脑启动时加载的第一个程序,这个程序不是由Java语言编写也不是由C语言编写,一般是汇编程序。

BIOS程序固化在主板上的一块芯片上,是连接计算机硬件与操作系统的桥梁,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。

那么问题来了,BIOS程序又是怎么启动的?BIOS的启动,是由硬件完成的,Intel 80x86
系列的cpu的硬件都设计为加电(即开机瞬间)就进入16位实模式状态运行,此时将cpu的硬件逻辑设计为强行将CS的值设置为0xFFFF,IP的值设置为0x0000,这样CS:IP就指向了0xFFFF0这个位置,而这个位置就是BIOS程序的入口地址。

因此这是一个硬件厂商之间的约定,所有的BIOS程序入口地址均为0xFFFF0,这样在开机的时候,就找到这个地址,如果该地址并没有代码段,那么计算机将会死机,如果这个地址处有代码段,将会执行这个代码段,并由此执行下去,即BIOS程序开始启动。

补充:
CS:代码段寄存器,存在于CPU中,指向CPU当前执行代码在内存中所在的区域。

IP:指令寄存器,存在于CPU中,记录将要执行的指令在代码段内的偏移地址,与CS组合即为将要执行的指令的内存地址。

当BIOS程序启动时,就会检测硬件设备,比如我们的显卡、内存等信息。BIOS会在内存中建立中断向量表和中断服务程序。中断向量表中有256个中断向量,每个中断向量占4个字节,每个中断向量指向一个中断服务程序,这些中断服务程序完成了将操作系统由硬盘加载到内存中的任务。

基于linux的操作系统而言,计算机将分三批逐次加载操作系统的代码,第一批由BIOS中断int 0x19将第一扇区bootsect的内容加载到内存;第二批和第三批在bootsect的指挥下,分别加载后面扇区的内容到内存中。

经过执行一系列的BIOS代码后,计算机完成了自检等操作,计算机硬件体系会与BIOS联合操作,让cpu接收到一个int 0x19中断,cpu接收到这个中断后,会立即在中断向量表中找到int 0x19中断向量,此时会找到对应的中断服务程序,并由该中断服务程序将硬盘中第一个扇区的引导程序加在到内存中的指定位置。

随后,在引导程序的作用下,陆续将操作系统的其他程序载入内存,完成实模式到保护模式的转变,为执行操作系统的入口函数main做准备,后面就是操作系统的初始化工作了,最后完成计算机的启动。

1.BIOS是?

第二个部分是初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等,其中很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数,当电脑启动时会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动。

Android手机的启动过程

Android系统虽然也是基于linux系统的,但是由于Android属于嵌入式设备,并没有像pc那样的BIOS程序。

取而代之的是Bootloader——系统启动加载器。它类似于BIOS,在系统加载前,用以初始化硬件设备,建立内存空间的映像图,为最终调用系统内核准备好环境。

在Android里没有硬盘,而是ROM,它类似于硬盘存放操作系统,用户程序等。ROM跟硬盘一样也会划分为不同的区域,用于放置不同的程序,在Android中主要划分为一下几个分区:

  • /boot:存放引导程序,包括内核和内存操作程序

  • /system:相当于电脑c盘,存放Android系统及系统应用

  • /recovery:恢复分区,可以进入该分区进行系统恢复

  • /data:用户数据区,包含了用户的数据:联系人、短信、设置、用户安装的程序

  • /cache:安卓系统缓存区,保存系统最常访问的数据和应用程序

  • /misc:包含一些杂项内容,如系统设置和系统功能启用禁用设置

  • /sdcard:用户自己的存储区,可以存放照片,音乐,视频等文件

那么Bootloader是如何被加载的呢?我们可以想到,应该跟pc一样,当开机加电的时候,cpu会从cpu制造厂商预设的地址上取指令,这个地址是各厂商约定俗称的,类似于上面80x86架构里的0xFFFF0地址,因此Android手机会将固态存储设备ROM预先映射到该地址上,当开机加电的时候,cpu就会从该地址执行/boot分区下的Bootloader程序,载入linux内核到RAM中。

当linux内核启动后会初始化各种软硬件环境,加载驱动程序,挂载根文件系统,并开始执行根文件系统的init程序,init程序是Android启动过程中最重要的核心程序。

init进程是Android系统中用户进程的鼻祖进程。init进程会启动各种系统本地服务,如:Media Server、Service Manager、bootanim(开机动画)等。init进程会在解析init.rc文件后fork出Zygote,而Zygote是所有Java进程的父进程,我们的App都是由Zygote fork出来的。

Zygote进程主要包含:

  • 加载ZygoteInit类,注册Zygote Socket服务端套接字;

  • 加载虚拟机;

  • 预加载Android核心类

  • 预加载系统资源

随后Zygote进程会fork出System Server进程,System Server进程负责启动和管理整个framework,包括Activity Manager,PowerManager等服务。

当System Server将系统服务启动就绪后,就会通知ActivityManager启动首个Android程序Home即我们看到的桌面程序。

至此,从Android手机开机到看到桌面程序所有过程分析完了。

最后附一张整体流程图,帮助更好理解(出处在下面参考链接中)

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参考:


文/littleKang(简书作者)
原文链接:
著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权,并标注“简书作者”。

 BIOS是个人电脑启动时加载的第一个软件,并用于电脑开机时运行系统各部分的加电检测(Power On Self Test),并加载 引导程序(IPL)或储存在主存的操作系统

第三个部分是引导程序,功能是引导DOS或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备,如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入电脑,在电脑启动成功后,BIOS的这部分任务就完成了。

要了解Android手机启动过程,我们先来了解一下基于linux系统的电脑从按下电源键的那一刻起,发生了什么,这样类比可以更好的理解Android手机的启动过程。

系统自举装载程序:在自检成功后将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存,让其运行以装入DOS系统;

学习链接:

主要I/O设备的驱动程序和中断服务; 由于BIOS直接和系统硬件资源打交道,因此总是针对某一类型的硬件系统,而各种硬件系统又各有不同,所以存在各种不同种类的BIOS,随着硬件技术的发展,同一种BIOS也先后出现了不同的版本,新版本的BIOS比起老版本来说,功能更强。

在我们计算机上使用的BIOS程序根据制造厂商的不同分为:AWARD BIOS程序、AMI BIOS程序、PHOENIX BIOS程序以及其它的免跳线BIOS程序和品牌机特有的BIOS程序,如IBM等等,当前PHOENIX已经被AWARD收购,所以最新的主板BIOS只有AWARD和AMI两家提供商。因此在台式机主板方面,其虽然标有AWARD-PHOENIX,其实际还是AWARD的BIOS的。 Phoenix BIOS 多用于高档的586原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁, 便于操作。从功能上看,BIOS分为三个部分:

 

(一)自检及初始化

 

自诊断程序:通过读取CMOS RAM中的内容识别硬件配置,并对其进行自检和初始化;

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BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略语,直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。它的全称应该是ROM-BIOS,意思是只读存储器基本输入输出系统。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、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。 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。BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的,只有在开机时才可以进行设置。CMOS主要用于存储BIOS设置程序所设置的参数与数据,而BIOS设置程序主要对计算机的基本输入输出系统进行管理和设置,使系统运行在最好状态下,使用BIOS设置程序还可以排除系统故障或者诊断系统问题。 有人认为既然BIOS是"程序",那它就应该是属于软件,感觉就像自己常用的Word或Excel。但也很多人不这么认为,因为它与一般的软件还是有一些区别,而且它与硬件的联系也是相当地紧密。形象地说,BIOS应该是连接软件程序与硬件设备的一座"桥梁",负责解决硬件的即时要求。主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片,一般它是一块32针的双列直插式的集成电路,上面印有"BIOS"字样。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失),不能随便撕下。586以后的ROM BIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM),通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘,可以对EEPROM进行重写,方便地实现BIOS升级。 计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。一块主板性能优越与否,很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进。

BIOS,(Basic Input/Output System)基本输入输出系统;

编辑本段BIOS的功能

在计算机系统中CPU用于计算,内存用于存储代码和数据,I/O设备用于输入输出。

BIOS芯片是主板上一块长方型或正方型芯片,BIOS中主要存放:

内存又分为RAM和ROM

CMOS设置程序:引导过程中,用特殊热键启动,进行设置后,存入CMOS RAM中;

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2.计算机加电之后执行的第一条命令

 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。

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关键词: 日记本 Android 计算机