Bài giảng kiến trúc máy tính chương 2 trường đại học công nghiệp tp hcm

Chương 2: Nguyên lý làm việc phần cứng phần mềm Mục tiêu Trong chương này, bạn học: • Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng • Cách tài nguyên hệ thống hỗ trợ việc trao đổi thơng tin phần cứng phần mềm • Các bước trình khởi động máy Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng • Hệ điều hành điều khiển máy tính – Quản l{ phần cứng – Chạy ứng dụng – Cung cấp giao diện cho người dùng – Lưu trữ, đọc xử l{ tệp tin Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng (tiếp) Hình 2-1 Người sử dụng ứng dụng liên hệ với tất thành phần phần cứng qua hệ điều hành Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng (tiếp) Hình 2-2 Một hệ điều hành liên hệ với phần cứng thông qua BIOS chương trình điều khiển (driver) thiết bị Cách hệ điều hành sử dụng trình điều khiển thiết bị • Được lưu ổ cứng • Được cài đặt sau cài đặt hệ điều hành lần lắp đặt phần cứng • Thường viết riêng cho hệ điều hành Cách hệ điều hành sử dụng trình điều khiển thiết bị • Ba loại 16-bit chế độ thực: Windows 95, Windows 98 32-bit chế độ bảo vệ: Windows 95, 98, ME, NT/2000/XP, WIN7 64 bit chế độ bảo vệ: Win 7, Win • Phải kiểm tra tính tương thích với phần cứng hệ điều hành cài đặt thiết bị hệ thống Windows 2000/XP/WIN7 Cách hệ điều hành sử dụng trình điều khiển thiết bị Hình 2-3 Một thiết bị ví dụ ổ CD-ROM đóng gói với trình điều khiển thiết bị lưu đĩa mềm thiết bị vật lý khác Thay vào đó, sử dụng trình điều khiển thiết bị xây dựng hệ điều hành Cách hệ điều hành sử dụng trình điều khiển thiết bị Hình 2-4 Tải trình điều khiển thiết bị từ Web site nhà sản xuất 10 Khởi động điều khiển BIOS - bước trình khởi động Hệ điều hành cấu hình hệ thống hồn thành việc nạp thân Nạp phần mềm ứng dụng thực thi 41 Khởi động điều khiển BIOS - bước trình khởi động Hình 2-17 Bước khởi động 1: Chương trình khởi động ROM BIOS khảo sát tài nguyên cầu ổ cứng xếp tài nguyên hệ thống để thoả mãn nhu cầu 42 POST việc gán tài nguyên hệ thống • Khi bật điện, đồng hồ hệ thống bắt đầu tạo xung nhịp đồng hồ • CPU bắt đầu làm việc khởi động thân (đặt lại giá trị bên CPU) 43 POST việc gán tài nguyên hệ thống • CPU đến địa nhớ FFFF0h – Địa nhớ gán cho lệnh chương trình khởi động ROM BIOS • Lệnh thị CPU chạy trình POST 44 POST việc gán tài nguyên hệ thống • POST Kiểm tra chương trình BIOS gọi Sau kiểm tra CMOS RAM • Kiểm tra xem pin hoạt động 45 POST việc gán tài nguyên hệ thống • Các ngắt phần cứng bị vô hiệu – Nhấn nút bàn phím sử dụng thiết bị nhập liệu bất kz thời điểm khơng có tác dụng • Việc kiểm tra chạy CPU – CPU khởi động tiếp 46 POST việc gán tài nguyên hệ thống • Việc kiểm tra xác định có phải khởi động lạnh • Nếu đúng: – 16K RAM kiểm tra – Các thiết bị phần cứng lắp máy tính kiểm kê so sánh với thông tin cấu hình 47 POST việc gán tài nguyên hệ thống – Màn hình, nhớ, bàn phím, ổ mềm, ổ cứng, cổng thiết bị phần cứng khác kiểm tra cấu hình – IRQ, địa vào/ra, việc gán DMA thực – Hệ điều hành sau hồn tất q trình 48 POST việc gán tài nguyên hệ thống • Một số thiết bị đặt chế độ “ngủ” để tiết kiệm điện • Bộ điều khiển DMA kiểm tra • Bộ điều kiển ngắt kiểm tra 49 POST việc gán tài ngun hệ thống • Chương trình thiết lập CMOS (là chương trình BIOS dùng để thay đổi thơng tin thiết lập CMOS) chạy có u cầu • BIOS bắt đầu tìm kiếm hệ điều hành 50 Cách BIOS tìm nạp hệ điều hành • BIOS khởi động kiểm tra thiết lập CMOS để xác định thiết bị khởi động • Tìm kiếm Master Boot Record (MBR) có chương trình khởi động bảng phân vùng 51 Cách BIOS tìm nạp hệ điều hành • Bản ghi khởi động hệ điều hành nạp tệp chương trình – Windows NT/2000/XP/Win7: Ntldr – Windows 9x: Io.sys • Chương trình nạp hệ điều hành bắt đầu trình nạp hệ điều hành vào nhớ 52 Cách BIOS tìm nạp hệ điều hành (tiếp) Hình 2-18 BIOS dùng CMOS RAM để xác định vị trí tìm kiếm OS 53 Cách BIOS tìm nạp hệ điều hành phần đầu ổ cứng Ổ cứng Chương trình MBR Bảng phân vùng cung cấp thông tin vị trí ổ logíc Xác định ổ khởi động Ổ C bắt đầu với ghi khởi động hệ điều hành Hình 2-19 Một ổ cứng chứa nhiều ổ logíc; bảng thành phần đầu ổ chứa thơng tin vị trí ổ logíc, rõ ổ khởi động, giữ chương trình khởi động chủ vốn để khởi động quy trình tải hệ điều hành 54 Tóm tắt nội dung học • Cách hệ điều hành quản l{ phần cứng – Các trình điều khiển thiết bị BIOS hệ thống • Tài nguyên hệ thống – IRQ, Địa nhớ, Địa vào/ra, loại Cache • Các công cụ kiểm tra hệ thống hệ điều hành • Khởi động máy tính – BIOS khởi động, POST, hệ điều hành 55