[PConline 杂谈]对于身边我们早已习认为常的事情，往往会疏忽其背后更多原理，但是被人突然问起来原因的时候，却又说不出其所以然，不知道大家有没有这样体验？正如有人问你，电脑是如何开机呢？信任你确定会很干脆答复道，“按下开机建。”
那问题来了，你有没有想过电脑开机背后原理呢？按下了开机键后硬件部分会产生什么反响？又是如何通过CPU、内存、显卡、主板等硬件将硬盘搭载的体系启动，以便我们应用呢？
如果你组装过电脑或看过电脑组装视频，可能对机箱线路构成有大概印象，它们分离负责硬盘指导灯、音频接口、开机和重启的指导灯、机箱上面USB接口及开机按键的正常工作。
当你按下电脑电源键的时候，其实是将主板上的两个负责开机的针脚进行“短接”。于是涌现按下电源键开不了机的情形时，一些专业人士会将主板的衔接线拔掉，再通过螺丝刀将主板的电源开关线“PowerSW”来衔接两个接线柱，实现“短接”开机。有趣的是，这两个接口不能一直衔接在一起，否则电脑会关机。
说到接口方面，主机的主板供给CPU、AGP、PCI插槽、USB端口以及PS/2接口等在通讯速度存在比拟大的差别。如何解决不同插槽通讯速度差别？主板给CPU、SATA、USB装备供给不同的时钟频率，从而保证这些硬件能正常运行。
此外，当你按下电脑电源键给微掌握器发出了Reset信号的时候，主板会经过一系列的转换后，开端启动电脑里面的一块芯片，这块芯片里面有一个程序叫做“根本输出输入体系”，也就是我们常说的BIOS。
此时，BIOS会先检讨，也就是“硬件自检”，重要是检讨电脑的硬件能不能满足电脑正常运行的根本条件，如果硬件涌现问题，主板会发出不同含义的蜂鸣，电脑也不会正常启动。
BIOS自检完毕后将依照BOOT次序列表逐一检讨。如果光驱/软驱在前，BIOS会主动检测是否有光盘/软盘在内，如果有光盘/软盘，BIOS会尝试应用光盘软盘对体系进行引诱，USB启动亦是如此。
如果当前光盘/软盘/USB存储装备内没有相干的引诱文件，BIOS会主动跳转到下一个BOOT项目，一直依照BOOT次序表进行到有可履行的项目为止。接着，BIOS把掌握权转交给下一阶段的启动程序，再到启动体系的阶段。
此时，BIOS须要知道，"下一阶段的启动程序"具体寄存在哪一个装备，等于BIOS须要有一个外部储存装备的排序，排在前面的装备就是优先转交掌握权的装备。这种排序叫做"启动次序"，打开BIOS的操作界面，里面有一项就是"设定启动次序"。
当BIOS依照硬盘的次序启动后，这时候电脑把掌握权转交给了第一位的硬盘，给到硬盘搭载的体系来掌握，读取该装备的第一个扇区，也就是读取最前面的512个字节，称作“主引诱记载”。如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA，表明这个装备可以用于启动。如果不是，表明装备不能用于启动，掌握权于是被转交给"启动次序"中的下一个装备。
“主引诱记载”仅起到引诱的作用，告知电脑要去硬盘中的哪一个部分去寻找操作体系，“主引诱记载”还有一部分记载了硬盘的分区表，也就是将硬盘里面的分区情形记载了下来，由于每个区可以安装不同的操作体系，这是时候，“主引诱记载”必需知道将掌握权转交给哪个区。
如果每个扇区为512个字节，这意味着单个分区最大不超过2TB，斟酌到扇区的逻辑地址是32位，所以单个硬盘可应用的空间最大也不超过2TB。如果想应用更大的硬盘，只有2个办法，一是进步每个扇区的字节数，二是增长扇区总数。
由于盘算机的掌握权就要转交给硬盘的某个分区，会涌现了三种情形。
第一种情形，卷引诱记载。盘的四个主分区里面，只有一个是激活的。盘算机遇读取激活分区的第一个扇区，叫做卷引诱记载。而卷引诱记载的作用重要是告知电脑，操作体系在这个分区里的地位后，盘算机就会加载操作体系了。
第二种情形，扩大分区和逻辑分区。随着硬盘容量越来越大，四个主分区已经不够了，须要更多的分区。不过火区表只有四项，因此规定有且仅有一个区可以被定义成扩大分区。所谓扩大分区指的是这个区里面又分成多个区，而这种分区里面的分区，就叫做逻辑分区。
电脑先读取扩大分区的第一个扇区被称为“扩大引诱记载”，它里面也包括一张64字节的分区表，但最多只有两个逻辑分区，盘算机接着读取第二个逻辑分区的第一个扇区，再从里面的分区表中找到第三个逻辑分区的地位，以此类推，直到某个逻辑分区的分区表只包括它自身为止。从这里看到，扩大分区可以包括无数个逻辑分区，但在日常中很少通过这种方法启动操作体系，除非操作体系确切安装在扩大分区，否则采取第三种情形。
第三种情形，启动管理器。在启动管理器后，盘算机读取"主引诱记载"前面446字节的机器码之后，不再把掌握权转交给某一个分区，而是运行事先安装的"启动管理器"（bootloader），由用户选择启动哪一个操作体系。
到了这一阶段，掌握权交给了操作体系后，操作体系的内核将载入内存。内核加载胜利后，第一个运行的程序。这时依据配置文件发生init过程。然后，init线程加载体系的各个模块，比如窗口程序和网络程序，直至跳出登录界面，期待用户输入用户名和密码。
总结
看完上面介绍后，大家对电脑按下开机键发生一系列奥妙的变更有了更深的感知，不知道有没有被这精密的设计震动到呢？小小的按钮，大大的世界，愿望大家拥有一双擅长发明“美”的眼睛，还能持续摸索俏丽背后的原理，做个生涯视察家。
