淺談計算機啟動過程中的故障

摘要：計算機許多故障的大部分都發生在啟動過程中，尤其是硬件方面的故障。由于計算機啟動后要進行一系列的檢測步驟，故要排除故障，應該了解計算機啟動的具體過程，由此可以很快的找到故障發生的部件，進而能快速準確的解決故障，本文從計算機啟動的順序入手，在揭示計算機啟動的原理的同時介紹了相關故障的處理方式，具有一定的適用性。

關鍵詞：計算機 硬件 啟動 故障

筆者在教學過程中長期做計算機維護工作，經常遇到計算機各種故障，但計算機許多故障的大部分都發生在啟動過程中，尤其是硬件方面的故障。由于計算機啟動后要進行一系列的檢測步驟，故要排除故障，應該了解計算機啟動的具體過程，先后順序，因為它能幫助我們迅速地判斷計算機故障具體出在哪個環節、哪個設備上，進而能快速準確的解決故障。

下面結合計算機啟動過程的順序逐一談談相關內容。

第一步：當按下電源開關時，電源就開始向主板和其它設備供電，此時電壓還不太穩定，主板上的控制芯片組會向CPU發出并保持一個RESET（重置）信號，讓 CPU內部自動恢復到初始狀態而不會馬上執行指令。當芯片組檢測到電源已經開始穩定供電了（當然從不穩定到穩定的過程只是一瞬間的事情），它便撤去RESET信號（如果是手工按下計算機面板上的Reset按鈕來重啟機器，那么松開該按鈕時芯片組就會撤去RESET信號），CPU馬上就從地址 FFFF0H處開始執行指令（一條跳轉指令，跳到系統BIOS中真正的啟動代碼處）。

此過程發生故障，先檢查一下計算機的各個線路有沒有問題，如果線路正常，那有可能是計算機的電源或是主板出了問題，可以打開機箱用電表一測便知。如果兩個測試后都沒問題，那還有一個可能是CPU出了故障，可以更換別的CPU進行測試。

當然有時按鈕不靈也會產生這種情況，如復位按鍵彈簧不能回彈，導至復位線路一直接通而計算機一直處于復位狀態而失去響應。

第二步：系統BIOS的啟動代碼首先要做的事情就是進行POST（Power-On Self Test，加電后自檢），POST的主要任務是檢測系統中一些關鍵設備是否存在和能否正常工作，例如內存和顯卡等設備，也就是計算機最小配置工作狀態。由于POST是最早進行的檢測過程，此時顯卡還沒有初始化，如果系統BIOS在進行POST的過程中發現了一些致命錯誤，例如沒有找到內存或者內存有問題（此時只會檢查640K常規內存），那么系統BIOS就會直接控制喇叭發聲來報告錯誤，聲音的長短和次數代表了錯誤的類型。在正常情況下，POST過程進行得非常快，我們幾乎無法感覺到它的存在，POST結束之后就會調用其它代碼來進行更完整的硬件檢測。

此過程中發生故障時，系統的喇叭會發出刺耳的警報聲，那就有可能是內存條有問題，具體的錯誤一般可以從警報聲的長短和次數來判斷。但此時的警報聲應依具具體BIOS生產產商來確定，不同廠商警報聲不一樣。

第三步：接下來系統BIOS將查找顯卡的BIOS，系統BIOS在C0000H處找到顯卡 BIOS之后就調用它的初始化代碼來初始化顯卡，此時多數顯卡都會在屏幕上顯示出一些初始化信息、介紹生產廠商、圖形芯片類型等內容，持續時間很短。系統BIOS接著會查找其它設備的BIOS程序，找到之后同樣要調用這些BIOS內部的初始化代碼來初始化相關的設備。當查找完所有其它設備的BIOS之后，系統BIOS將顯示出它自己的啟動畫面，其中包括有系統BIOS的類型、序列號和版本號等內容。接著系統BIOS將檢測和顯示CPU的類型和工作頻率，然后開始測試所有的RAM，并同時在屏幕上顯示內存測試的進度，我們可以在CMOS設置中自行決定使用簡單耗時少或者詳細耗時多的測試方式。

此過程不易產生故障。此時產生的故障多為相關設備的BIOS芯片松動或引腳氧化，BIOS芯片損壞的可能性比較小。

第四步： 內存測試通過之后，系統BIOS將開始檢測系統中安裝的一些標準硬件設備，包括硬盤、CD-ROM、串口、并口、軟驅等設備，另外絕大多數較新版本的系統BIOS在這一過程中還要自動檢測和設置內存的定時參數、硬盤參數和訪問模式等。

此過程不易產生故障。但一些設備與主機連接不通或損壞可能會導致檢測中止，標準設備檢測完畢后，系統BIOS內部支持即插即用的代碼將開始檢測和配置系統中安裝的即插即用設備。這時最常出現的不能啟動故障就是找不到硬盤，除線路接觸不好外，一般找不到硬盤的原因，主要是硬盤物理損壞，也有可能是硬盤主引導區信息被病毒破壞了。

第五步： 標準設備檢測完畢后，系統BIOS內部的支持即插即用的代碼將開始檢測和配置系統中安裝的即插即用設備，每找到一個設備之后，系統BIOS都會在屏幕上顯示出設備的名稱和型號等信息，同時為該設備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。到止，所有硬件都已經檢測配置完畢了，多數系統BIOS會重新清屏并在屏幕上方顯示出一個表格，其中概略地列出了系統中安裝的各種標準硬件設備，以及它們使用的資源和一些相關工作參數。

此過程不易產生故障。

第六步： 接下來系統BIOS將更新ESCD（Extended System Configuration Data，擴展系統配置數據）。ESCD是系統BIOS用來與操作系統交換硬件配置信息的一種手段，這些數據被存放在CMOS（一小塊特殊的RAM，由主板上的電池來供電）之中。通常ESCD數據只在系統硬件配置發生改變后才會更新，所以不是每次啟動機器時我們都能夠看到\"Update ESCD... Success\"這樣的信息，不過，某些主板的系統BIOS在保存ESCD數據時使用了與Windows 9x不相同的數據格式，于是Windows 9x在它自己的啟動過程中會把ESCD數據修改成自己的格式，但在下一次啟動機器時，即使硬件配置沒有發生改變，系統BIOS也會把ESCD的數據格式改回來，如此循環，將會導致在每次啟動機器時，系統BIOS都要更新一遍ESCD，這就是為什么有些機器在每次啟動時都會顯示出相關信息的原因。

此過程不易產生故障。

第七步： ESCD更新完畢后，系統BIOS的啟動代碼將進行它的最后一項工作，即根據用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅啟動。將控制權交由系統控制。

此過程后產生的故障多為軟件故障，多可通重新安裝軟件的方式來解決。軟件故障的具體原因很多，概括起來一般無外乎是引導文件、系統文件丟失或被惡意修改，不過由于硬盤磁道損害而導致系統文件讀取失敗的原因也不能排除。

完成上述各項檢測后，系統進入Windows并執行各種應用程序的啟動，這樣整個啟動過程就結束了。此前發生的故障多為硬件故障，此后發生的故障多為軟件故障。

參考文獻：

[1]譚元穎.計算機組成使用維護（第二版）[M].重慶大學出版社，2011（1）

[2]張曉華.計算機基礎（第一版）[M].重慶大學出版社，2009（1）

[3]謝建全.計算機與外部設備維修技術（第1版）[M].北京：電子工業出版社，2000，（3）