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,主要内容硬盘的文件结构启动过程分析,硬盘的结构文件,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区，例如分区为UNIX。,硬盘的分区结构,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。,2DOS主分区 DOS分区由FORMAT形成，从1面0道开始，首先是DOS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。,大硬盘的容量限制问题,硬盘容量的限制点528 MB2.1 GB8.4 GB,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,采用LBA寻址方式后，大多数主板的BIOS能够使用： 10位数表示柱面数 8位数表示磁头数 6位数表示扇区数,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,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。,文件分配表有FAT16、FAT32和NTFS三种：1FAT16FAT16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。,2FAT32 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：,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）,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（16KB）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。,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。,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。,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(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。,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 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,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,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。,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。,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。,第六步：所有硬件检测配置完毕后，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。,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Update ESCD. Success这样的信息。,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