การทำงานในการเปิดเครื่องของคอมพิวเตอร์

สวัสดีค่ะ วันนี้เราจะมาอธิบายการทำงานเมื่อเริ่มเปิดคอมพิวเตอร์กันนะคะ ไม่รอช้า งั้นไปกันเลยยยยย

การเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์  Powering on the computer

1. เมื่อเรากดเปิดเครื่องที่ปุ่ม power โดยใช้ไขควงแตะตรงพินที่เรียกว่า power switch (ไฟ 3V) บน panel 6 กับ 8 ก็จะช็อตลงกราวน์ ส่งผลให้พิน power switch (ไฟ 5V) บน ATX power connector ช็อตลงกราวน์

2. จะส่งสัญญาณไปยัง power supply บน ATX power connector ช็อตลงกราวน์ที่พินที่ 14 สายสีดำ และ สายกราวน์ สายสีดำ ทำให้พินตัวอื่นๆ สามารถทำงานได้ power supply จะทำการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (AC) เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ด้วยปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม

3. เมื่อคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบต่าง ๆ ได้รับพลังงานที่เพียงพอ และแหล่งจ่ายไฟไม่มีข้อผิดพลาดก็จะส่งสัญญาณ (โดยใช้ทรานซิสเตอร์) ไปยังเมนบอร์ดและซีพียู

4. เมื่อซีพียูเริ่มทำงาน ซีพียูจะล้างข้อมูลในหน่วยความจำภายในซีพียู หรือที่เรียกกันว่า รีจิสเตอร์ (register) ให้ว่างเปล่า จากนั้นกำหนดให้ริจิสเตอร์ตัวหนึ่งที่ชื่อว่า program counter มีค่าแอสเดรสหรือตำแหน่งที่เลขฐานสิบหกที่ F000 ซึ่งเป็นตำแหน่งเริ่มต้นของโปรแกรมบูต (program counter ทำหน้าที่จดจำหมายเลขหน่วยความจำที่จะทำการดึงคำสั่งโปรแกรมขึ้นมาทำงาน) และเป็นการบอกให้ซีพียูพร้อมที่จะประมวลผลคำสั่งที่อยู่ในไบออส (BIOS : basic input/output system)

BIOS ย่อมาจาก Basic  Input Output System

ไบออส คือโปรแกรมเล็กๆ ที่ถูกเก็บไว้ในชิป ROM ทำหน้าที่ในการตรวจสอบและควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ บนเมนบอร์ดและมีส่วนสำคัญมากในการบู๊ตเครื่อง  เพราะไบออสจะคอยตรวจสอบอุปกรณ์ทั้งหมด หากอุปกรณ์ตัวไหนมีการทำงานผิดพลาด  ไบออสก็จะรายงานหรือส่งสัญญาณเสียงให้เราได้ทราบทันที

5. กระบวนการ POST ของเมนบอร์ด คือ การตรวจสอบความพร้อมของระบบโดยรวมของตัวเมนบอร์ดและอุปกรณ์ที่สำคัญของระบบ ก่อนที่จะทำการเริ่มระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์ ถ้ากระบวนการ POST ไม่ผ่าน ไม่ว่าจะด้วยสาเหตุใดก็ตาม จะไม่สามารถเริ่มระบบปฏิบัติการได้ และจะแจ้งเตือนเป็นรหัสเสียง (Beep code) แบบต่าง ๆ ออกมา เพื่อให้ทราบสาเหตุ

ตารางแสดงรหัสเสียงที่พบบ่อยครั้งของไบออส Award

เสียง	ความหมาย
เสียงบี๊บสั้นๆ 1 ครั้ง (Beep)	เครื่องทำงานปกติดี , POST ผ่าน
เสียงบี๊บสั้นๆ 2 ครั้ง / (Beep Beep)	เครื่องทำงานผิดปกติ , POST ไม่ผ่าน
เสียงบี๊บสั้นๆ หลายครั้งอย่างต่อเนื่อง (Beep Beep Beep Beep Beep)	แหล่งจ่ายไฟ (PowerSupply) หรือเมนบอร์ดมีปัญหา
เสียงบี๊บยาวๆ 1 ครั้ง และสั้นๆ 1 ครั้ง (Beep... Beep)	เมนบอร์ดมีปัญหา
เสียงบี๊บยาวๆ 1 ครั้ง และสั้นๆ 3 ครั้ง (Beep... Beep Beep Beep)	การ์ดจอเสียบไม่แน่น หรือการ์ดจอเสีย
เสียงบี๊บยาวๆ หลายครั้งอย่างต่อเนื่อง (Beep... Beep... Beep... Beep... Beep...)	แรมเสียบไม่แน่น หรือหน้าสัมผัสสกปรก
ไม่มีเสียง...	BIOS ล่ม, power supply มีปัญหา, หรือเมนบอร์ดเสีย

ตารางแสดงรหัสเสียงที่พบบ่อยครั้งของไบออส AMI

จำนวนครั้ง	ความหมาย
1	เครื่องทำงานปกติดี, POST ผ่าน
2	หน่วยความจำส่วนแรกสุด (64k) มีปัญหา ตรวจสอบ partition ไม่ผ่าน
3	การทดสอบการอ่าน/เขียนข้อมูลในหน่วยความจำมีปัญหา
4	วงจรตั้งเวลาตัวหลักบนเมนบอร์ดมีปัญหา
5	CPU มีปัญหา
6	ตัวชิปที่ควบคุมการทำงานของ keyboard มีปัญหา
7	เกิดปัญหาในการเปลี่ยน mode การทำงานของ CPU
8	หน่วยความจำบนการ์ดจอมีปัญหา (การ์ดเสีย) หรือการ์ดเสียบไม่แน่น หน้าสัมผัสสกปรก
9	BIOS มีปัญหา
10	CMOS มีปัญหา ไม่สามารอ่านเขียน CMOS ได้
11	หน่วยความจำ cache มีปัญหา

ตารางแสดงรหัสเสียงที่พบบ่อยครั้งของไบออส Phoenix

เสียง	ความหมาย
1-1-3	CMOS มีปัญหาไม่สามารถอ่านเขียน CMOS ได้
1-1-4	BIOS มีปัญหา
1-2-1	วงจรตั้งเวลาตัวหลักบน mainboard มีปัญหา
1-2-2	mainboard มีปัญหา
1-2-3	mainboard มีปัญหา
1-3-1	mainboard มีปัญหา
1-3-3	RAM มีปัญหา
1-3-4	RAM มีปัญหา หรือ mainboard มีปัญหา
1-4-1	RAM มีปัญหา หรือ mainboard มีปัญหา
1-4-2	RAM มีปัญหา
2-1-1 / 2-1-2	RAM มีปัญหา
2-1-3 / 2-1-4	RAM มีปัญหา
3-1-0	chip บน mainboard มีปัญหา
3-1-1 / 3-1-2	mainboard มีปัญหา
3-1-3 / 3-1-4	Interrupt มีปัญหา
3-2-4	chip บน mainboard มีปัญหา (ทำงานผิดพลาด)
3-3-4 / 3-4-0	การ์ดจอมีปัญหา
3-4-1 / 3-4-2	การ์ดจอมีปัญหา
4-2-1	chip บน mainboard มีปัญหา
4-2-2 / 4-2-3	chip ควบคุมการทำงานบน keyboard เสีย
4-2-4	อุปกรณ์การ์ด หรือ mainboard มีปัญหา
4-3-1	mainboard มีปัญหา
4-3-2 / 4-3-3	mainboard มีปัญหา
4-3-4	ไม่สามารถตั้งเวลาได้ แบตเตอรี่บน mainboard หมด
4-4-1	Serial port มีปัญหา
4-4-2	parallel Port มีปัญหา
4-4-3	CPU เสีย

6. ถ้าคอมพิวเตอร์ผ่านการ POST ผลลัพธ์จากกระบวนการ POST นี้ จะถูกนำมาตรวจสอบ (inspecting) และเปรียบเทียบ (comparing) กับข้อมูลที่อยู่ใน CMOS ระหว่างค่าระบบที่เราตั้งไว้กับสิ่งที่ติดตั้งจริงในคอมพิวเตอร์ในขณะนั้น ซึ่งถ้าถูกต้องตรงกันหรือไม่พบข้อผิดพลาดก็จะโหลดโปรแกรมควบคุมอุปกรณ์พื้นฐาน (Basic device drivers) และตัวจัดการขัดจังหวะ (interrupt handlers) สำหรับฮาร์ดแวร์ เช่น hard drive, keyboard, mouse, floppy drive ซึ่งไดรเวอร์พื้นฐานเหล่านี้ช่วยให้ซีพียูสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ และช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์ดำเนินกระบวนการบู๊ตต่อไปได้

CMOS (ซีมอส)

ย่อมาจาก "Complementary Metal Oxide Semiconductor" เป็นชิปไอซีที่ใช้เก็บข้อมูลที่เป็นค่าเฉพาะของแต่ละระบบ เพื่อให้ Bios (ไบออส) นำไปใช้ในการบู๊ตระบบ ข้อมูลที่ถูกเก็บอยู่ใน CMOS เช่น เวลา และวันที่ของระบบ ค่าของฮาร์ดดิสก์ และไดร์ซีดี/ดีวีดี, การปรับค่าความเร็วในการอ่านเขียนของแรม เป็นต้น

7. หลังจากคอมพิวเตอร์ผ่านกระบวนการ POST คอมพิวเตอร์ก็จะเริ่มต้นกระบวนการของการโหลดระบบปฏิบัติการ à BIOS จะพยายามบู๊ตจากอุปกรณ์ตัวแรกที่ระบุไว้ในลำดับการบู๊ต (boot order) หากไม่สามารถบู๊ตได้ BIOS จะบู๊ตจากอุปกรณ์ที่ในลำดับที่สองและอื่น ๆ ต่อไป

การเริ่มต้นระบบปฏิบัติการใหม่นั้นจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทก็คือ

1.       โคลด์บูต (Cold Boot) ซึ่งเป็นการเปิดเครื่องเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด

2.       วอร์มบูต (Warm Boot) ซึ่งเป็นการเริ่มต้นระบบแค่บางส่วนหรือที่เรียกกันว่า Re-Start

8. kernel คือ แก่นซึ่งเป็นส่วนที่สำคัญของระบบปฏิบัติการ ซึ่งคอยดูแลบริหารทรัพยากรของระบบ และติดต่อกับฮาร์ดแวร์และ ซอฟต์แวร์ เนื่องจากว่าเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบปฏิบัติการ เคอร์เนล นั้นเป็นฐานล่างสุดในการติดต่อกับทรัพยากรต่างๆ เช่น หน่วยความจำ หน่วยประมวลผลกลาง และ อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต 

สรุปขั้นตอนการทำงานในการเปิดเครื่องของคอมพิวเตอร์

ที่อธิบายมาดิฉันเข้าใจแบบนี้นะคะ ถ้าหากมีข้อมูลเพิ่มเติม หรือแนะนำก็มาคอมเม้นเลยนะคะ มีคนรออยู่ ขอบคุณทุกคนที่เข้ามาอ่านนะคะ ^_^