计算机执行过程的基础,计算机基础之运行流程

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-09-01 07:39 139阅读 0赞

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一、基本概念

1、BIOS(基本输入输出系统)

系统BIOS

显卡BIOS

2、内存地址

内存是编址的存储单元，每一个8bit赋予一个地址，以便CPU访问 。32MB的地址范围用十六进制数表示就是0～1FFFFFFH，其中0～FFFFFH的低端1MB内存非常特殊，因为最初的8086处理器能够访问的内存最大只有1MB，这1MB的低端640KB被称为基本内存，而A0000H～BFFFFH要保留给显示卡的显存使用，C0000H～FFFFFH则被保留给BIOS使用，其中系统BIOS一般占用了最后的64KB或更多一点的空间，显卡BIOS一般在C0000H～C7FFFH处，IDE控制器的BIOS在C8000H～CBFFFH处。

二、BIOS启动顺序

1、电源就开始向主板和其它设备供电，主板上的控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET(重置)信号，让CPU内部自动恢复到初始状态，但CPU在此刻不会马上执行指令。当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了(当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情)，它便撤去RESET信号(如果是手工按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器，那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号)，CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令。

2、系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST(Power－On Self Test，加电后自检)，POST的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作，例如内存和显卡等设备。由于POST是最早进行的检测过程，此时显卡还没有初始化，如果系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误，例如没有找到内存或者内存有问题(此时只会检查640K常规内存)，那么系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误，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它的存在，POST结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。

3、接下来系统BIOS将查找显卡的BIOS，前面说过，存放显卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常设在C0000H处，系统BIOS在这个地方找到显卡BIOS之后就调用它的初始化代码，由显卡BIOS来初始化显卡，此时多数显卡都会在屏幕上显示出一些初始化信息，介绍生产厂商、图形芯片类型等内容，不过这个画面几乎是一闪而过。系统BIOS接着会查找其它设备的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相关的设备。

4、查找完所有其它设备的BIOS之后，系统BIOS将显示出它自己的启动画面，其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。

5、接着系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率，然后开始测试所有的RAM，并同时在屏幕上显示内存测试的进度，我们可以在CMOS设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。

6、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，包括硬盘、CD－ROM、串口、并口、软驱等设备，另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。

7、标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备，每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。

8、到这一步为止，所有硬件都已经检测配置完毕了，多数系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格，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。

9、接下来系统BIOS将更新ESCD

10、ESCD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

三、计算机内部运算基础

1、计算机内部计算在处理器、存储器和IO之间完成

a.基出知识

忙等：由CPU守户，CPU处于忙等状态，准备好一个取一个。

中断：由IO控制器通知CPU。

DMA：由程序代替CPU执行存取，可以理解为虚拟CPU

由程序员编写程序通过外部IO自身的控制器通知CPU将数据(存/取)于内存的哪一个地址空间。CPU从内存中取出需要进行运算的数据放置寄存器内再取第二个数据进行计算，并将计算结果回存到内存中。

2、处理器

早期批处理：

job1$$$$$$$$$$$$$$$$$job2$$$$$$$$$$$$job3$$$$$$$$jobn

处理器在处理程序当遇到$符，此为第一个程序执行完毕接着执行的是第二个程序

CTSS：分时系统

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CTSS的方式为执行的程序分配时间，时间到了强制执行第二个程序以此循环， CPU完成分时。

MMU：内存保护机器

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使运行在CPU中的程序互不受影响，第一个程序不能垮界访问第二个程序的内存地址，由虚拟空间MMU代替程序访问真实存储器地址空间，当某程序要访问内存中某段地址时，CPU就划分一块虚拟空间代替程序去完成寻址操作，由此完成内存保护及内存护拟化。

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