วันอาทิตย์ที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2559

กระบวนการเริ่มต้นระบบคอมพิวเตอร์ (Booting up)

"สวัสดีคะมาพบกันอีกเช่นเคยนะคะวันนี้ เพื่อนๆหลายคนอาจจะสงสัยว่า เจออีกแล้ววันนี้จะมีอะไรมาให้ชมอีกนา แต่ขอบอกเพื่อนๆไว้เลยว่าสิ่งที่เราจะนำมาให้เพื่อนๆชมมีแต่สาระความรู้ทั้งนั้นเลยไม่ว่าจะเป็นบทความก่อนหน้านี้บทความนี้หรือบทความต่อๆไปก็จะมีแต่สาระทั้งนั้น อาจจะมีนอกสาระบ้างก็แค่นิดหน่อยนะคะ พูดไปเยอะก็ยิ่งออกนอกเรื่องเฮ้ยย งั้นเพื่อเป็นการไม่เสียเวลาเรามาเข้าเรื่องของวันนี้กันเลยคะ วันนี้เราจะมาอธิบายหรือบอกกระบวนการเริ่มต้นระบบคอมพิวเตอร์หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งที่เป็นภาษาอังกฤษว่า การ Booting up ต่อไปจะขอเรียกว่าการ Booting up แล้วกันนะคะจะได้ไม่สับสนเดี๋ยวก็พูดอีกอย่างสลับกันไปสลับกันมามันจะงง 555(ขอหัวเราะแป๊ป) ต่อคะต่ออย่านอกเรื่องสิเฮ้ยมาเริมกันเลยดีกว่าคะ"


การทำงานของคอมพิวเตอร์ ( Booting Up ) ก่อนที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะทำงานได้นั้นจะต้องนำเอาระบบปฏิบัติการเข้าไปเก็บไว้ยังหน่วยความจำของเครื่องเสียก่อน กระบวนการนี้เรียกว่า การบู๊ตเครื่อง ( boot ) นั่นเอง ซึ่งจะเริ่มทำงานทันทีตั้งแต่เปิดสวิทซ์เครื่อง มีขั้นตอนที่พอสรุปได้ดังนี้ คือ

ขั้นตอนแบบสรุปพอสังเขป

"ต่อไปเราจะมาอธิบายขั้นตอนต่างๆกัน"
1. เมื่อเพาเวอร์ซัพพลายส่งสัญญาณไปให้ซีพียูเริ่มทำงาน ในคอมพิวเตอร์จะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า เพาเวอร์ซัพพลาย ( power supply ) ทำหน้าที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าไปให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยจะเริ่มต้นทำงานทันทีเมื่อเรากดปุ่มเปิด ( Power ON ) และเมื่อเริ่มทำงานก็จะมีสัญญาณส่งไปบอกซีพียูด้วย (เรียกว่าสัญญาณ Power Good )
2. ซีพียูจะสั่งให้ไบออสทำงาน ทันทีที่มีกระแสไฟฟ้าจ่ายมายังคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบต่างๆได้รับพลังงานเพียงพอและแหล่งจ่ายไฟไม่มีข้อผิดพลาดก็จะส่งสัญญาณไปยังเมนบอร์ดและหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์ขณะเดียวกัน หน่วยประมวลผลจะทำการล้างข้อมูลที่หลงดหลือในรีจิสเตอร์หน่วยความจำและมีผลทำให้โปรแกรมเคาน์เตอร์ในซีพียูมีค่าเท่ากับ F000 และเป็นการบอกให้ หน่วยประมวลกลางหรือซีพียูเริ่มเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ในไบออสเพื่อทำงานตามชุดคำสั่งที่เก็บไว้โดยทันที
3. เริ่มทำงานตามกระบวนการที่เรียกว่า POST เพื่อเช็คอุปกรณ์ต่าง ๆ กระบวนการ POST (power on self test) เป็นโปรแกรมส่วนหนึ่งในไบออสซึ่งทำหน้าที่ตรวจสอบความพร้อมของอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ในเครื่อง ไม่ว่าจะเป็นเมนบอร์ด , RAM , ซีพียู รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ เช่น คีย์บอร์ดหรือเมาส์ ซึ่งเราสามารถสังเกตผลการตรวจสอบนี้ได้ทั้งจากข้อความที่ปรากฏบนจอภาพในระหว่างบู๊ต และจากเสียงสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ส่งออกมา (ซึ่งเป็นประโยชน์ในการที่แสดงผลทางจอภาพไม่ขึ้น) โดยปกติถ้าการตรวจสอบเรียบร้อยและไม่มีปัญหาใด ๆ ก็จะส่งสัญญาณปี๊บสั้น ๆ 1 ครั้ง แต่หากมีอาการผิดปกติจะส่งสัญญาณที่มีรหัสเสียงสั้นและยาวต่างกันแล้วแต่ข้อผิดพลาด (error ) ที่พบ เช่น ถ้าเป็นข้อผิดพลาดเกี่ยวกับการ์ดแสดงผลจะส่งสัญญาณเป็นเสียงยาว 1 ครั้ง สั้น 3 ครั้ง ทั้งนี้ไบออสแต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อก็จะมีรหัสสัญญาณที่แตกต่างกัน
4. ผลลัพธ์จากกระบวนการ POST จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับข้อมูลที่อยู่ในซีมอส ข้อมูลของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้งแล้วในเครื่องหรือค่า configuration จะถูกเก็บอยู่ในหน่วยความจำที่เรียกว่า ซีมอส (CMOS – complementary metal oxide semiconductor ) ซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าปริมาณเล็กน้อยในการหล่อเลี้ยง โดยใช้แบตเตอรี่ตัวเล็ก ๆ บนเมนบอร์ด เพื่อให้เครื่องสามารถจำค่าต่าง ๆ ไว้ได้ ผลลัพธ์จากกระบวนการ POST นี้ จะถูกนำมาตรวจสอบกับข้อมูลซีมอส ถ้าถูกต้องตรงกันก็ทำงานต่อได้ ไม่เช่นนั้นต้องแจ้งผู้ใช้ให้แก้ไขข้อมูลก่อน
5. ไบออสจะอ่านโปรแกรมสำหรับบู๊ตจากฟล็อปปี้ดิสก์ ซีดีหรือฮาร์ดดิสก์ ขั้นถัดไปไบออสจะเข้าไปอ่านโปรแกรมสำหรับการบู๊ตระบบปฏิบัติการจากเซกเตอร์แรกของฮาร์ดดิสก์ ฟล็อปปี้ดิสก์ หรือซีดีรอม โดยที่ไบออสจะมีความสามารถในการติดต่อกับอุปกรณ์เหล่านั้นได้
6. โปรแกรมส่วนสำคัญจะถูกถ่ายค่าลงหน่วยความจำ RAM เมื่อไบออสรู้จักระบบไฟล์ของไดรว์ที่บู๊ตได้แล้วก็จะไปอ่านโปรแกรมส่วนสำคัญของระบบปฏิบัติการที่เรียกว่าเคอร์เนล ( kernel ) เข้ามาเก็บในหน่วยความจำหลักหรือ RAM ของคอมพิวเตอร์เสียก่อน
7. ระบบปฏิบัติการในหน่วยความจำเข้าควบคุมเครื่องและแสดงผลลัพธ์ เคอร์เนลที่ถูกถ่ายโอนลงหน่วยความจำนั้นจะเข้าไปควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์โดยรวมและโหลดค่า configuration ต่าง ๆ พร้อมทั้งแสดงผลออกมาที่เดสก์ท็อปของผู้ใช้เพื่อรอรับคำสั่งการทำงานต่อไป ซึ่งปัจจุบันในระบบปฏิบัติการใหม่ ๆ จะมีส่วนประสานงานกับผู้ใช้แบบกราฟิกหรือ GUI เพื่อสนับสนุนให้การใช้งานกับคอมพิวเตอร์ง่ายขึ้นกว่าเดิมอีก
ประเภทของการบู๊ตเครื่อง ดังที่อธิบายแล้วว่าการบู๊ตเครื่อง คือ ขั้นตอนที่คอมพิวเตอร์เริ่มทำการโหลดระบบปฏิบัติการเข้าไปไว้ในหน่วยความจำ RAM ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น ลักษณะด้วยกัน คือ
  • โคลด์บู๊ต ( Cold boot ) เป็นการบู๊ตเครื่องที่อาศัยการทำงานของฮาร์ดแวร์ โดยการกดปุ่มเปิดเครื่อง ( Power On ) แล้วเข้าสู่กระบวนการทำงานโดยทันที ปุ่มเปิดเครื่องนี้จะอยู่บนตัวเคสของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ปิดเปิดการทำงานโดยรวมของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเหมือนกับสวิทช์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป
  • วอร์มบู๊ต ( Warm boot ) เป็นการบู๊ตเครื่องโดยทำให้เกิดกระบวนการบู๊ตใหม่หรือที่เรียกว่า การรีสตาร์ทเครื่อง ( restart ) โดยมากจะใช้ในกรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานต่อไปได้ (เครื่องแฮงค์) ซึ่งจำเป็นต้องมีการบู๊ตเครื่องกันใหม่ 
          (*** ขั้นตอนการทำงานของของไบออสเพื่อตรวจสอบการบู๊ตว่าเป็นโคลด์บู๊ตหรื่อวอร์มบู๊ต โดยไบออสจะทำการดูที่ตำแหน่งที่อยู่ในหน่วยความจำ 0000:0472 ถ้าเห็นเป็น 1234h ไบออสจะรู้ว่าเป็นการรีบูตหรือการรีสตาร์ทเครื่องนั้นเองแต่ถ้าหน่สยความจำไม่เห็นเป็น 1234h แสดงว่าเป็นการโคลด์บู๊ตหรือเป็นการเปิดเครื่องครั้งแรกนั้นเอง*** )

           "สุดท้ายนี้ขอขอบคุณเพื่อนๆที่ได้เข้ามาอ่านบทความอันมีสาระนี้ หากผิดพลาดประการใดต้องขออภัย ณ ที่นี้ด้วยนะคะ หรือหากมีข้อติชมโปรดแสดงความคิดเห็นได้เลยคะ ขอบคุณคะที่เข้ามาอ่านบทความ"




ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น