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【摘 要】在教学过程中学生经常遇到微机开机故障，而学生在实际中很难根据书本介绍举一反三，割裂了学校所学和实际应用之间的联系。本文从实际出发，介绍微机启动过程中的故障现象判明故障原因，为我们正常使用电脑提供了基础，也是对学以致用的有效尝试……
【关键词】微机；启动；诊断；机器故障
微机启动过程是个很复杂的过程，它主要完成的是一个完善的硬件自检过程，通过自检检查硬件是否正常，了解电脑的启动过程，才能根据故障现象，准确判断故障原因。
第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不太稳定，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，它便撤去RESET信号，CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令，这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内，放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。
这一步，系统BIOS的启动代码还未执行，所以屏幕上应无任何提示信息，也无报警声。若这步有问题，直观现象是开机黑屏，无任何提示信息。由步骤可知，故障原因有：线路连接不好、电源故障或供电不足、主板上CPU供电芯片坏、控制芯片组坏、CPU坏、BIOS芯片坏。除了线路连接不好，其它故障均较为严重。
第二步：系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行加电自检（POST Power－OnSelfTest），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。
由此可见，此时显卡还没有初始化，若系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误，系统BIOS只能控制喇叭发声来报告错误，声音的长短和次数代表了错误类型，而屏幕上也无任何显示信息，其现象是开机黑屏，但有报警声。此时故障原因：一、没有找到内存或内存有问题（此时只会检查640K常规内存），二、显卡故障。若这一步正常，POST过程会进行得非常快，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。
第三步：系统BIOS查找显卡的BIOS，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，介紹生产厂商、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。
明显这一步若不正常，其现象就是，屏幕显示该设备自检信息时死机或重启，原因只有一个，该设备故障。
第四步：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。
第五步：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。
若这一步不能正常通过，那就不是内存接触不良的问题，而可能是内存存储颗粒故障，注意和以上第二步相区别。如果屏幕提示“内存奇偶校验出错”，那往往是电源供电有问题。
第六步：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。
此时，常会遇到一种现象，就是找不到硬盘，但往往不是硬盘本身的问题，而是CMOS芯片电池掉电了。
第七步：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。
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。
第八步：接下来系统BIOS将更新ESCD（Extended System Configuration Data扩展系统配置数据）。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段，这些数据被存放在CMOS芯片中。通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新，所以不是每次启动机器时我们都能够看到"Update ESCD Success"这样的信息，不过，某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows9x不相同的数据格式，于是Windows9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据修改成自己的格式，但在下一次启动机器时，即使硬件配置没有发生改变，系统BIOS也会把ESCD的数据格式改回来，如此循环，将会导致在每次启动机器时，系统BIOS都要更新一遍ESCD，这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示出相关信息的原因。
第九步：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。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是DOS和Windows9x最基本的系统文件。Windows9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始化工作。
能到这一步，可判断机器无硬件故障。也就是说只要我们能看到蓝天白云画面，机器再出现死机都不会是太严重问题，往往是操作系统故障，应属于软件故障。
系统之中安装有引导多种操作系统的工具软件，通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码，这些代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并执行该操作系统的基本引导代码（DOS和Windows的基本引导代码就是分区引导记录）。上面介绍的便是计算机在打开电源开关（或按Reset键）进行冷启动时所要完成的各种初始化工作，如果我们在DOS下按Ctrl＋Alt＋Del组合键（或从Windows中选择重新启动计算机）来进行热启动，那么POST过程将被跳过去，直接从第三步开始，而且第五步的检测CPU和内存测试也不会再进行。
综上所述，无论是冷启动还是热启动，系统BIOS都一次又一次地重复进行单调的硬件检测，这些步骤为我们能够正常使用电脑提供了基础，其原理为我们对微机故障的诊断提供了有力的理论支持。
【参考文献】
[1]《计算机组成原理》
[2]《新编计算机硬件及维护实用教程》
[3]《电脑装机DIY与维护教程》
【关键词】微机；启动；诊断；机器故障
微机启动过程是个很复杂的过程，它主要完成的是一个完善的硬件自检过程，通过自检检查硬件是否正常，了解电脑的启动过程，才能根据故障现象，准确判断故障原因。
第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不太稳定，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，它便撤去RESET信号，CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令，这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内，放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。
这一步，系统BIOS的启动代码还未执行，所以屏幕上应无任何提示信息，也无报警声。若这步有问题，直观现象是开机黑屏，无任何提示信息。由步骤可知，故障原因有：线路连接不好、电源故障或供电不足、主板上CPU供电芯片坏、控制芯片组坏、CPU坏、BIOS芯片坏。除了线路连接不好，其它故障均较为严重。
第二步：系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行加电自检（POST Power－OnSelfTest），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。
由此可见，此时显卡还没有初始化，若系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误，系统BIOS只能控制喇叭发声来报告错误，声音的长短和次数代表了错误类型，而屏幕上也无任何显示信息，其现象是开机黑屏，但有报警声。此时故障原因：一、没有找到内存或内存有问题（此时只会检查640K常规内存），二、显卡故障。若这一步正常，POST过程会进行得非常快，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。
第三步：系统BIOS查找显卡的BIOS，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，介紹生产厂商、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。
明显这一步若不正常，其现象就是，屏幕显示该设备自检信息时死机或重启，原因只有一个，该设备故障。
第四步：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。
第五步：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。
若这一步不能正常通过，那就不是内存接触不良的问题，而可能是内存存储颗粒故障，注意和以上第二步相区别。如果屏幕提示“内存奇偶校验出错”，那往往是电源供电有问题。
第六步：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。
此时，常会遇到一种现象，就是找不到硬盘，但往往不是硬盘本身的问题，而是CMOS芯片电池掉电了。
第七步：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。
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。
第八步：接下来系统BIOS将更新ESCD（Extended System Configuration Data扩展系统配置数据）。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段，这些数据被存放在CMOS芯片中。通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新，所以不是每次启动机器时我们都能够看到"Update ESCD Success"这样的信息，不过，某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows9x不相同的数据格式，于是Windows9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据修改成自己的格式，但在下一次启动机器时，即使硬件配置没有发生改变，系统BIOS也会把ESCD的数据格式改回来，如此循环，将会导致在每次启动机器时，系统BIOS都要更新一遍ESCD，这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示出相关信息的原因。
第九步：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。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是DOS和Windows9x最基本的系统文件。Windows9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始化工作。
能到这一步，可判断机器无硬件故障。也就是说只要我们能看到蓝天白云画面，机器再出现死机都不会是太严重问题，往往是操作系统故障，应属于软件故障。
系统之中安装有引导多种操作系统的工具软件，通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码，这些代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并执行该操作系统的基本引导代码（DOS和Windows的基本引导代码就是分区引导记录）。上面介绍的便是计算机在打开电源开关（或按Reset键）进行冷启动时所要完成的各种初始化工作，如果我们在DOS下按Ctrl＋Alt＋Del组合键（或从Windows中选择重新启动计算机）来进行热启动，那么POST过程将被跳过去，直接从第三步开始，而且第五步的检测CPU和内存测试也不会再进行。
综上所述，无论是冷启动还是热启动，系统BIOS都一次又一次地重复进行单调的硬件检测，这些步骤为我们能够正常使用电脑提供了基础，其原理为我们对微机故障的诊断提供了有力的理论支持。
【参考文献】
[1]《计算机组成原理》
[2]《新编计算机硬件及维护实用教程》
[3]《电脑装机DIY与维护教程》