一、计算机架构
下图是一台台式机机箱内部样子:
总的来说,计算机由5大基本组件组成:算术运算器,逻辑控制器,内存,输入设备,输出设备。其中算术运算器和逻辑控制器封装在CPU之中;内存是CPU计算数据的直接来源与计算结果的暂存地;输入设备常见有扫描仪、鼠标、键盘等;输出设备常见有打印机、显示屏、音响等。其中值得一提的是,这些设备都是通过主板联系在一起,并相互协作的。主板上是各种控制芯片,这些控制芯片就像翻译员,翻译CPU的指令以便外部设备能根据CPU指令工作。
二、硬盘组成及容量计算
下图是常见机械式硬盘的构成:
硬盘的数据存储在一个个的盘片上,每个盘片由多个同心圆磁轨组成,每个磁轨又由多个扇区组成。扇区是数据存储的基本单位,人为规定每个扇区大小为512KB。硬盘可以有多个盘片,每个盘片上相同的磁轨组成了磁柱,而磁柱是分区的基本单位。所以,硬盘容量的计算公式为:
硬盘容量=磁头数*磁轨数*扇区数*扇区大小(512KB)
三、开机过程
笔记本开机过程中主要涉及到的硬件有CMOS,EC,BIOS,硬盘。CMOS是一块存储体,里面存储有当前系统硬件的各项参数,可以通过特定的程序(存储在BIOS芯片内)进行读写。EC是嵌入式芯片,负责CPU等高速设备的上电,键盘鼠标控制等。BIOS也是一块存储芯片,主要存储有开机上电自检以及读取硬盘第一个扇区以加载系统等功能。硬盘是我们操作系统实际存储的位置。
所以,大体的开机过程是:当我们按下开机键,EC检测到开机键,然后就对CPU上电;CPU上电完成获得控制权,开始读取BIOS芯片内的程序和CMOS中的参数,完成对系统所有设备的上电和自检工作;上电自检完成,CPU根据BIOS的设置顺序找到第一个可开机的设备,并读取它的第一个扇区;第一个扇区大小512KB,主要由两部分组成“boot loader”和“磁盘分区表”,CPU运行boot loader程序,boot loader程序则根据分区表,找到可启动分区,加载内核,从而完成开机。