전원 버튼을 누를 때 컴퓨터의 작동 방식을 설명합니다.
컴퓨터 전원 켜기
전원 버튼을 처음 누르면 컴퓨터가 컴퓨터 전원 공급 장치에 신호를 보내 AC(교류)를 DC(직류)로 변환합니다. 이 전원은 컴퓨터와 그 구성 요소에 적절한 양의 전압과 전기를 공급합니다.
컴퓨터와 그 구성 요소에 충분한 전력이 공급되고 전원 공급 장치에서 오류가 보고되지 않으면 신호(트랜지스터 사용)를 마더보드와 CPU(중앙 처리 장치)로 보냅니다. 이 과정에서 프로세서는 메모리 레지스터에 남아 있는 모든 데이터를 지우고 CPU 프로그램 카운터에 F000 16 진수를 제공합니다. 이 숫자는 CPU에 BIOS(기본 입출력 시스템)에 포함된 이 위치에서 명령을 처리할 준비가 되었음을 알려줍니다.
BIOS 및 POST
컴퓨터가 BIOS를 처음 볼 때 POST(Power-On Self-Test)를 시작합니다. 이 시퀀스는 필요한 구성 요소가 존재하고 제대로 작동하는지 확인합니다. 컴퓨터가 이러한 테스트 중 어느 것도 통과하지 못하면 불규칙한 POST를 갖게 됩니다. 불규칙한 POST는 표준 1~2회의 비프음과 다른 비프음 코드 입니다. 예를 들어, 불규칙한 POST는 비프음을 전혀 생성하지 않거나 여러 가지 비프음을 조합하여 오류의 원인을 나타낼 수 있습니다.
컴퓨터가 POST를 통과하면 CMOS 칩에 있는 첫 64바이트의 메모리를 살펴봅니다. 이 칩은 컴퓨터가 꺼져 있어도 CMOS 배터리에 의해 작동합니다. 이 칩에는 시스템 시간 및 날짜와 컴퓨터에 설치된 모든 하드웨어에 대한 정보와 같은 정보가 들어 있습니다.
CMOS 정보를 로드한 후 POST는 시스템 설정을 검사하고 컴퓨터에 설치된 것과 비교하기 시작합니다. 오류가 발견되지 않으면 하드 드라이브, 키보드, 마우스 및 플로피 드라이브와 같은 하드웨어에 대한 기본 장치 드라이버와 인터럽트 핸들러를 로드합니다. 이러한 기본 드라이버를 통해 CPU는 이러한 하드웨어 장치와 통신하고 컴퓨터가 부팅 프로세스를 계속할 수 있습니다.
다음으로, POST는 RTC (실시간 시계) 또는 시스템 타이머와 시스템 버스를 검사하여 둘 다 작동하는지 확인합니다. 마지막으로, POST가 디스플레이 어댑터에 메모리를 로드한 후 디스플레이에 그림이 표시됩니다.
다음으로 BIOS는 메모리 주소 0000:0472를 보고 콜드 부팅인지 웜 부팅(리부팅)인지 확인합니다. 1234h가 보이면 BIOS는 이것이 리부팅임을 알고 나머지 POST 단계를 건너뜁니다.
1234h가 보이지 않으면 BIOS는 이것이 콜드 부팅임을 알고 추가 POST 단계를 계속 실행합니다. 다음으로, 각 칩에 쓰기를 통해 컴퓨터에 설치된 컴퓨터 메모리(RAM)를 테스트합니다. 초기 컴퓨터는 부팅 중에 메모리가 계산되었기 때문에 이 단계를 표시했습니다.
마지막으로, POST는 테스트를 위해 컴퓨터 광학 드라이브와 하드 드라이브에 신호를 보냅니다. 모든 드라이브가 테스트를 통과하면 POST가 완료되고 컴퓨터에 운영 체제를 로드하도록 지시합니다.
운영 체제 로딩
컴퓨터가 POST를 통과한 후 부팅 프로세스를 시작합니다. 이 프로세스는 운영 체제와 모든 관련 시스템 파일을 로드하는 역할을 합니다. Microsoft Windows가 가장 일반적으로 사용되는 운영 체제이므로 이 섹션에서는 Microsoft Windows 로드를 다룹니다.
BIOS는 먼저 부트스트랩 로더에 제어권을 넘기고, 부트스트랩 로더는 하드 드라이브의 부트 섹터를 살펴봅니다. CMOS 설정의 부트 시퀀스가 하드 드라이브를 먼저 살펴보도록 설정되어 있지 않으면 사용 가능한 첫 번째 부트 미디어(예: DVD (Digital Versatile Disc) 또는 플래시 드라이브 )에서 부팅할 수 있습니다.
이 예에서 Microsoft Windows 10 bootmgr (Windows 부팅 관리자)은 부트 섹터에서 발견됩니다. 그것은 컴퓨터에 하드 드라이브에서 남은 코드를 어디에서 찾을지 알려줍니다. 다음으로 Windows가 로드되고 Windows 시작 화면으로 시작하여 Windows 레지스트리를 로드합니다. 레지스트리를 로드한 후 Windows는 운영 체제를 구성하는 많은 저수준 프로그램을 메모리에 로드하기 시작합니다. 처음에 로드된 프로그램 중 다수는 Windows가 필수 하드웨어 및 컴퓨터에서 실행되는 다른 프로그램과 통신할 수 있도록 하는 것입니다.
레지스트리가 로드된 후, 초기 기본 하드웨어 장치는 플러그 앤 플레이 장치, PCI (Peripheral Component Interconnect), ISA (Industry Standard Architecture) 장치를 로드하기 시작합니다. 이러한 모든 장치를 로드한 후 Windows는 하드 드라이브, 파티션 및 기타 모든 디스크 드라이브에 대한 전체 지원을 로드한 다음 설치된 다른 모든 드라이버로 이동합니다.
마지막으로 위의 단계를 완료하면 필요한 추가 서비스가 로드되고 Windows가 시작됩니다.
컴퓨터와 통신하는 하드웨어 장치
컴퓨터가 운영 체제를 로드한 후, 컴퓨터에 연결된 하드웨어는 CPU와 통신할 수 있어야 합니다. 하드웨어 통신은 인터럽트 요청(IRQ)을 사용하여 수행됩니다. 인터럽트 컨트롤러는 요청(INTR)을 CPU로 보내 새로운 하드웨어 요청을 처리하기 위해 수행 중인 작업을 중지합니다. CPU가 수행하는 모든 작업은 보류되고 메모리 스택에 메모리 주소로 저장됩니다. 그런 다음 현재(더 시급한) 작업이 완료되면 해당 작업이 다시 시작됩니다.
