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DAY 13
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電腦到底是怎麼運作的?一起來認識作業系統吧!系列 第 13

Day13 從按下電源鍵到進入主畫面,電腦做了些什麼事?

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當電腦從開機到進入操作系統的主畫面時,中間會出現很多畫面,那在進到畫面前電腦做了哪些步驟?這些步驟涉及硬體檢查、啟動程式載入以及最終進入操作系統。以下是電腦開機到進入主畫面的具體運作過程:

1.按下電源鍵
當你按下電源按鈕後,電腦的電源供應單元(PSU)開始工作,為主板、CPU、內存、硬碟等部件提供電力。這時候。系統開始進行硬體初始化。

2.BIOS/UEFI啟動

  • 電腦的主板上有一個小型固件叫做BIOS(基本輸入輸出系統)或較新的UEFI(統一可延伸韌體接口)。這些系統會先初始化並進行硬體檢測。
  • POST(Power-On Self Test):BIOS/UEFI會執行自檢過程,檢查CPU、內存、顯示卡、硬碟等基本硬件是否正常運作。如果發現問題,電腦可能會發出警報聲,並停止啟動。

3.加載啟動引導程式

  • 在POST檢查完成並確定硬體正常後,BIOS/UEFI會找到硬碟中包含操作系統的啟動裝置(通常是硬碟或SSD),並加載一個叫做「啟動引導程式」的軟件。
  • BIOS/UEFI會從存儲設備中讀取第一個可啟動區塊,這通常是主引導記錄(MBR)或GUID分區表(GPT)。

4.加載操作系統內核

  • 啟動引導程式(如GRUB、Windows Boot Manager等)負責找到並加載操作系統的內核,這是操作系統的核心部分。
  • 一旦內核被加載到RAM中,操作系統就會開始初始化更多的硬體設備,如鍵盤、鼠標、網路卡等。

5.操作系統初始化

  • 操作系統內核開始接管系統的控制權,並開始啟動各種服務和驅動程式:
    (1)驅動程式加載:操作系統會加載必要的硬體驅動程式,使硬體能與操作系統正常溝通和工作。
    (2)檔案系統掛載:操作系統會加載硬碟上的檔案系統,讓電腦能讀取和存取資料。
    (3)背景服務啟動:同時,操作系統會啟動一些必須的背景服務,如網路、音訊、圖形介面等。
  1. 顯示登錄畫面
  • 當操作系統完成基本初始化後,會啟動圖形使用者界面(GUI)。這時候,你會看到登錄畫面或主畫面。
  • 如果操作系統設定了用戶登入,系統會等待用戶輸入帳號和密碼。輸入正確後,系統會加載用戶的個人資料,包括桌面環境、設定、應用程式等。
  1. 進入桌面環境(主畫面)
  • 完成登錄後,操作系統會進入桌面環境,載入預設的應用程式及背景服務,顯示任務欄、桌面圖標和其他桌面元素。
  • 這時候,所有主要的系統功能已經準備就緒,你可以開始使用電腦。

總結一下前面的過程,從按下電源鍵到進入桌面的整個過程會涉及到硬體、固件和軟件的密切配合,讓電腦從無法運行的狀態逐步進入功能完整的操作環境, 是不是覺得很神奇?明天我們來看看在開機的過程中會碰到的「黑屏」。


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