1.4硬盤的工作原理與啟動(dòng)過程
    1.4.1硬盤的基本工作原理
    硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是根據(jù)電、磁轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)的，硬盤由一個(gè)或幾個(gè)表面鍍有磁性物質(zhì)的金屬或玻璃等物質(zhì)盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應(yīng)的控制電路組成。其中，盤片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。
    硬盤工作時(shí)，盤片以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)整旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在盤片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動(dòng)到指定位置，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或讀取出來。當(dāng)系統(tǒng)向硬盤寫入數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭中“寫數(shù)據(jù)”電流產(chǎn)生磁場(chǎng)使盤片表面磁性物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變，并在寫電流磁場(chǎng)消失后仍能保持，這樣數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)下來了。當(dāng)系統(tǒng)從硬盤中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭經(jīng)過盤片指定區(qū)域，盤片表面磁場(chǎng)使磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流或線圈阻抗產(chǎn)生變化，經(jīng)相關(guān)電路處理后還原成數(shù)據(jù)。因此，只要能將盤片表面處理得更平滑，將磁頭設(shè)計(jì)得更精密，以及盡量提高盤片旋轉(zhuǎn)速度，就能造出容量更大、讀寫數(shù)據(jù)速度更快的硬盤。這是因?yàn)楸P片表面處理得越平，轉(zhuǎn)速就越快，能使磁頭離盤片表面越近，從而提高讀、寫靈敏度和速度；磁頭設(shè)計(jì)得越小越精密，就能使磁頭在盤片上占用的空間越小，從而使磁頭在一張盤片上建立更多的磁道以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。

    1.4.2硬盤的初始化
    1．硬盤初始化的基本過程
    硬盤初始化基本過程可分為以下四個(gè)步驟，可用聽聲音的方法確定，即在啟動(dòng)過程中聲音不同。
    ①硬盤加速旋轉(zhuǎn)；
    ②勻速旋轉(zhuǎn)；
    ③磁頭尋跡的聲音；
    ④待機(jī)過程。
    2．硬盤初始化的步驟
    （1）接上電源，自動(dòng)診斷。
    ①接上電源。
    ②測(cè)定供應(yīng)的電源電壓比額定值高還是低，若處于正常的狀態(tài)，就向MPU處理器、電動(dòng)機(jī)網(wǎng)路等供電。如果發(fā)現(xiàn)供電異常，就中斷運(yùn)行。
    ③硬盤自身診斷。
    檢查包括主電源在內(nèi)的所有不安全因素，若無異常則全部Reset
    （2）主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
    ①發(fā)送“Spindle Motor Start”指令。
    ②主軸電動(dòng)機(jī)開始做加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到約1000r/min后，磁頭開始處于飛行狀態(tài)，在數(shù)秒鐘內(nèi)達(dá)到正常速度，磁頭保持正常的飛行高度。
    ③確認(rèn)正常速度。
    硬盤電機(jī)控制器在工作時(shí)向驅(qū)動(dòng)控制器回路發(fā)送硬盤準(zhǔn)備好信號(hào)。
    （3）磁頭的動(dòng)作狀態(tài)。
    ①磁頭開始從啟停區(qū)（landingzone）向外沿著磁盤做徑向移動(dòng)，校準(zhǔn)位置 （ Position Calibration）并讀出磁片中必要的數(shù)據(jù)。最后把磁頭移動(dòng)到0磁道上，并把“OK”信息發(fā)送給控制電路。磁頭搜尋（循跡）結(jié)束后，把信息（搜尋結(jié)束）發(fā)送到控制部。
    ②處于待機(jī)狀態(tài)（Ready）。基于對(duì)硬盤正常工作時(shí)的幾個(gè)條件的理解，判斷一個(gè)硬盤是否能夠被檢測(cè)到，可以通過如下三個(gè)條件來判斷：
    a．能聽到主軸電機(jī)（Spindle Motor）由靜止?fàn)顟B(tài)加速的聲音。
    b．主軸電機(jī)達(dá)到勻速后并保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的聲音。
    c．在這之后緊接著應(yīng)能聽到磁頭正常尋跡的聲音。
只要這三個(gè)條件正常，一般硬盤都能夠檢測(cè)得到。

    1.4.3系統(tǒng)啟動(dòng)過程
    1．開機(jī)
    接通電源，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器即可進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。
    2. BIOS加電自檢
    （1） BIOS加電自檢（Power On SeIf Test， POST），內(nèi)存地址為0ffff :0000
    （2）將硬盤第一個(gè)扇區(qū)（0頭0道1扇區(qū)，即BootSector）讀入內(nèi)存地址0000:7c00處。
    （3）檢查（WORD） 0000 : 7 dfe是否等于0xaa55，若不等于，則轉(zhuǎn)去嘗試其他啟動(dòng)介質(zhì)，如果沒有其他啟動(dòng)介質(zhì)則顯示“No ROM BASIC”然后死機(jī)。
    （4）跳轉(zhuǎn)到0000:7c00處執(zhí)行MBR中的程序。
    3.跳轉(zhuǎn)程序
    （1） MBR首先將自己復(fù)制到0000:0600處，然后繼續(xù)執(zhí)行。
    （2）在主分區(qū)表中搜索標(biāo)志為活動(dòng)的分區(qū)。如果發(fā)現(xiàn)沒有活動(dòng)分區(qū)或有不止一個(gè)活動(dòng)分區(qū)，則轉(zhuǎn)停止。
    （3）將活動(dòng)分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)讀入內(nèi)存地址0000:7c00處。
    4．檢查
    （1）檢查（WORD） 0000: 7dfe是否等于0xaa55。若不等于，則顯示Missing
Operating System，然后停止，或嘗試軟盤啟動(dòng)。
    （2）跳轉(zhuǎn)到0000:7c00處繼續(xù)執(zhí)行特定系統(tǒng)的啟動(dòng)程序。
    一般多系統(tǒng)引導(dǎo)程序（如SmartFDISK，BootStar，PQBoot等）都是將標(biāo)準(zhǔn)主引導(dǎo)記錄替換成自己的引導(dǎo)程序，在運(yùn)行系統(tǒng)啟動(dòng)程序之前讓用戶選擇要啟動(dòng)的分區(qū)。而某些系統(tǒng)自帶的多系統(tǒng)引導(dǎo)程序（如lilo、NT Loader等）則可以將自己的引導(dǎo)程序放在系統(tǒng)所處分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)中，在Linux中即為SuperBlook其實(shí)SuperBlook是兩個(gè)扇區(qū)）。
    注意：以上各步驟中使用的是標(biāo)準(zhǔn)MBR，其他多系統(tǒng)引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過程與此不同。

    5. Windows系統(tǒng)的啟動(dòng)流程
    不同的操作系統(tǒng)啟動(dòng)流程不盡相同，其基本的啟動(dòng)流程如下。
    第一階段：系統(tǒng)加電自檢（POST），， POST是Power On Self Test的縮寫，也就是加電自檢的意思，指計(jì)算機(jī)執(zhí)行內(nèi)存FFFFOH處的程序（這里是一段固化的ROM程序），對(duì)系統(tǒng)的硬件（包括內(nèi)存）進(jìn)行檢查。
    第二階段：讀取分區(qū)記錄和引導(dǎo)記錄，當(dāng)計(jì)算機(jī)檢查到硬件正常并與CMOS設(shè)置相符后，按照CMOS設(shè)置從相應(yīng)設(shè)備啟動(dòng)（這里假設(shè)從硬盤啟動(dòng)），讀取硬盤的分區(qū)記錄（DPT）和主引導(dǎo)記錄（MBR）。
    第三階段：讀取DOS引導(dǎo)記錄。計(jì)算機(jī)正確讀取分區(qū)記錄和主引導(dǎo)記錄后，如果主引導(dǎo)記錄和分區(qū)表校驗(yàn)正確，則執(zhí)行主引導(dǎo)記錄并進(jìn)一步讀取DOS引導(dǎo)記錄（位于每一個(gè)主分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)），然后執(zhí)行該DOS引導(dǎo)記錄。
    第四階段：裝載系統(tǒng)隱含文件。將DOS系統(tǒng)的隱含文件10. SYS讀入內(nèi)存，加載基本的文件系統(tǒng)FAT。這時(shí)二般會(huì)出現(xiàn)StartingWindowsX的標(biāo)志，I0. SYS將MS. SYS讀入內(nèi)存，并處理System. dat和User. dat文件，加載磁盤壓縮程序。
    第五階段：實(shí)現(xiàn)DOS模式配置。系統(tǒng)隱含文件裝載完成，計(jì)算機(jī)將執(zhí)行系統(tǒng)隱含文件，并執(zhí)行系統(tǒng)配置文件（Config. sys），加載Config. sys中定義的各種驅(qū)動(dòng)程序。
    第六階段：調(diào)入命令解釋程序（Command. com）。系統(tǒng)裝載命令管理程序，以便對(duì)系統(tǒng)的各種操作命令進(jìn)行協(xié)調(diào)管理（Dir、Copy：等內(nèi)部命令就是由Command. co提供的）。
    第七階段：執(zhí)行批處理文件（Autoexec. bat）。計(jì)算機(jī)將一步一步地執(zhí)行批處理文件中的各條命令。
    第八階段：加載Win. Com。Win. com負(fù)責(zé)將Windows下的各種驅(qū)動(dòng)程序和啟動(dòng)執(zhí)行文件加以執(zhí)行，至此啟動(dòng)完畢。

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