ຄອມພິວເຕີເຮັດວຽກແນວໃດ? (How does a computer work?)

ການເປີດເຄື່ອງຄອມພີວເຕີ(Powering on the computer)

     ເມື່ອທ່ານກົດປຸ່ມເປີດເຄື່ອງທໍາອິດ, ຄອມພິວເຕີຈະສົ່ງສັນຍານໄປຫາແຫຼ່ງສະຫນອງພະລັງງານຂອງຄອມພິວເຕີ, ເຊິ່ງປ່ຽນ AC (ກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ) ເປັນ DC (ກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ). ພະລັງງານນີ້ສະຫນອງໃຫ້ຄອມພິວເຕີແລະອົງປະກອບຂອງມັນ ດ້ວຍຈໍານວນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເຫມາະສົມ. 

ເມື່ອຄອມພີວເຕີ ແລະ ສວນປະກອບຕ່າງໆ ມີພະລັງງານພຽງພໍ ແລະ ແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟລາຍງານວ່າບໍ່ມີຂໍ້ຜິດພາດ ຄອມພີວເຕີຈະສົ່ງສັນຍານ (ໂດຍໃຊ້ທານຊິດເຕີ) ໄປຍັງເມນບອດ ແລະ ໂພເຊດເຊີຂອງຄອມພີວເຕີ (CPU) ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງນີ້ກໍາລັງເກີດຂື້ນໂພເຊັດເຊີຈະລ້າງຂໍ້ມູນທີ່ເຫຼືອໃນການລົງທະບຽນໜ່ວຍຄວາມຈໍາ ແລະ ໃຫ້ໂພເຊັດເຊີ ແລະ ໃຫ້ໂປຣແກຣມ CPU ນັບເລກຖານສີບຫົກ F000 ຕົວເລກນີ້ບອກ CPU ວ່າພ້ອມທີ່ຈະປະມວນຜົນຄໍາສັງທີ່ຕໍາແໜ່ງນີ້ເຊີງມີຢູ່ໃນລະບົບນໍາເຂົ້າຂໍ້ມູນ/ນໍາອອກຂໍ້ມູນພື້ນຖານ (Bios). 

BIOS ແລະ POST

ເມື່ອຄອມພິວເຕີເບິ່ງ BIOS ທໍາອິດ, ມັນຈະເລີ່ມການທົດສອບການເປີດເຄື່ອງດ້ວຍຕົນເອງ (POST). ລໍາດັບນີ້ເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າອົງປະກອບທີ່ຈໍາເປັນແມ່ນມີຢູ່ແລະເຮັດວຽກຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ຖ້າຄອມພິວເຕີບໍ່ຜ່ານການທົດສອບໃດໆ, ມັນຈະພົບກັບ POST ທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີ. POST ທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີແມ່ນລະຫັດ beep ທີ່ແຕກຕ່າງຈາກມາດຕະຖານຫນຶ່ງຫຼືສອງ beeps. ຕົວຢ່າງ, POST ທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີສາມາດສ້າງບໍ່ມີ beeps ຫຼືປະສົມປະສານຂອງ beeps ທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອຊີ້ບອກສາເຫດຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວ.

ຖ້າຄອມພິວເຕີຜ່ານ POST, ມັນເບິ່ງຢູ່ໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ 64-bytes ທໍາອິດທີ່ຢູ່ໃນຊິບ CMOS. ຊິບນີ້ຖືກຮັກສາໄວ້ໂດຍແບດເຕີຣີ CMOS ເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ຄອມພິວເຕີຖືກປິດ. ຊິບນີ້ມີຂໍ້ມູນເຊັ່ນ: ເວລາຂອງລະບົບ ແລະວັນທີ ແລະຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຮາດແວທັງໝົດທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຄອມພິວເຕີຂອງທ່ານ.

ຫຼັງຈາກການໂຫຼດຂໍ້ມູນ CMOS, POST ເລີ່ມຕົ້ນການກວດສອບແລະປຽບທຽບການຕັ້ງຄ່າລະບົບກັບສິ່ງທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຄອມພິວເຕີ. ຖ້າບໍ່ພົບຂໍ້ຜິດພາດ, ມັນຈະໂຫລດໄດເວີອຸປະກອນພື້ນຖານແລະຕົວຈັດການຂັດຂວາງສໍາລັບຮາດແວເຊັ່ນ: ຮາດໄດ, ແປ້ນພິມ, ເມົາສ໌, ແລະ floppy drive. ໄດເວີພື້ນຖານເຫຼົ່ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ CPU ຕິດຕໍ່ສື່ສານກັບອຸປະກອນຮາດແວເຫຼົ່ານີ້ແລະອະນຸຍາດໃຫ້ຄອມພິວເຕີສືບຕໍ່ຂະບວນການ boot ຂອງຕົນ.

ຕໍ່ໄປ, POST ກວດເບິ່ງໂມງເວລາຈິງ (RTC) ຫຼືໂມງຈັບເວລາຂອງລະບົບແລະລົດເມຂອງລະບົບເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າທັງສອງເຮັດວຽກ. ສຸດທ້າຍ, ທ່ານຈະໄດ້ຮັບຮູບພາບໃນຈໍສະແດງຜົນຂອງທ່ານຫຼັງຈາກທີ່ POST ໄດ້ໂຫລດຫນ່ວຍຄວາມຈໍາທີ່ມີຢູ່ໃນອະແດບເຕີສະແດງຜົນ.

ຕໍ່ໄປ, BIOS ກວດເບິ່ງວ່າມັນກໍາລັງດໍາເນີນການ cool boot ຫຼື warm boot (reboot) ໂດຍເບິ່ງທີ່ຢູ່ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ 0000: 0472. ຖ້າມັນເຫັນ 1234h, BIOS ຮູ້ວ່ານີ້ແມ່ນ reboot, ແລະຂ້າມຂັ້ນຕອນທີ່ຍັງເຫຼືອຂອງ POST.

ຖ້າບໍ່ເຫັນ 1234h, BIOS ຮູ້ວ່ານີ້ແມ່ນການໃສ່ເກີບເຢັນແລະສືບຕໍ່ແລ່ນຂັ້ນຕອນ POST ເພີ່ມເຕີມ. ຕໍ່ໄປ, ມັນທົດສອບຄວາມຊົງຈໍາຂອງຄອມພິວເຕີ (RAM) ທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຄອມພິວເຕີໂດຍການຂຽນໃສ່ແຕ່ລະຊິບ. ຄອມພິວເຕີຕົ້ນໆຈະສະແດງຂັ້ນຕອນນີ້ຍ້ອນວ່າຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຖືກນັບໃນລະຫວ່າງການ boot.

ສຸດທ້າຍ, POST ຈະສົ່ງສັນຍານໄປຍັງຄອມພິວເຕີ optical drive ແລະ hard drive ສໍາລັບການທົດສອບ. ຖ້າໄດທັງຫມົດຜ່ານການທົດສອບ, POST ແມ່ນສໍາເລັດແລະສັ່ງໃຫ້ຄອມພິວເຕີເລີ່ມຕົ້ນການໂຫຼດລະບົບປະຕິບັດການ.

ການໂຫລດລະບົບປະຕິບັດການ (Loading the operating system)

    ຫຼັງຈາກຄອມພິວເຕີຜ່ານ POST, ມັນຈະເລີ່ມຂະບວນການ boot. ຂະບວນການນີ້ແມ່ນຮັບຜິດຊອບສໍາລັບການໂຫຼດລະບົບປະຕິບັດການແລະໄຟລ໌ລະບົບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງທັງຫມົດ. ເນື່ອງຈາກວ່າ Microsoft Windows ເປັນລະບົບປະຕິບັດການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດ, ພາກນີ້ກວມເອົາການໂຫຼດ Microsoft Windows.

    BIOS ທໍາອິດຈະຄວບຄຸມຕົວໂຫລດ bootstrap, ເຊິ່ງເບິ່ງຢູ່ໃນຂະແຫນງການບູດຂອງຮາດດິດ. ຖ້າລໍາດັບບູດຂອງທ່ານໃນການຕິດຕັ້ງ CMOS ບໍ່ໄດ້ຕັ້ງໃຫ້ເບິ່ງຮາດໄດກ່ອນ, ມັນອາດຈະບູດຈາກສື່ບູດທໍາອິດທີ່ມີຢູ່ (ເຊັ່ນ: DVD ຫຼື flash drive).

    ໃນຕົວຢ່າງນີ້, Microsoft Windows 10 Bootmgr (Windows boot manager) ພົບເຫັນຢູ່ໃນຂະແຫນງການບູດ. ມັນບອກຄອມພິວເຕີບ່ອນທີ່ຈະຊອກຫາລະຫັດທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນຮາດໄດ. ຕໍ່ໄປ, Windows ຖືກໂຫລດ, ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຫນ້າຈໍ Windows splash ແລະການໂຫຼດ Windows registry. ຫຼັງຈາກການໂຫຼດລີຈິດຊີ, Windows ເລີ່ມໂຫຼດບັນດາໂຄງການລະດັບຕ່ໍາຫຼາຍທີ່ເຮັດໃຫ້ລະບົບປະຕິບັດງານເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ. ຫຼາຍໆໂປລແກລມທີ່ໂຫລດໃນເບື້ອງຕົ້ນແມ່ນສິ່ງທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ Windows ຕິດຕໍ່ສື່ສານກັບຮາດແວທີ່ສໍາຄັນ, ແລະໂຄງການອື່ນໆທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄອມພິວເຕີ.

    ຫຼັງຈາກລີຈິດຊີໄດ້ໂຫລດ, ອຸປະກອນຮາດແວພື້ນຖານເບື້ອງຕົ້ນ, ມັນຈະເລີ່ມການໂຫຼດອຸປະກອນສຽບແລະຫຼິ້ນ, PCI, ແລະອຸປະກອນ ISA. ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ໂຫຼດ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​ທັງ​ຫມົດ​, Windows ໂຫຼດ​ສະ​ຫນັບ​ສະ​ຫນູນ​ຢ່າງ​ເຕັມ​ທີ່​ຂອງ​ຮາດ​ດິດ​, ການ​ແບ່ງ​ປັນ​, ແລະ​ການ​ຂັບ​ແຜ່ນ​ອື່ນໆ​, ແລະ​ຫຼັງ​ຈາກ​ນັ້ນ​ຍ້າຍ​ໄປ​ທຸກ​ຄົນ​ຂັບ​ອື່ນໆ​ທີ່​ຕິດ​ຕັ້ງ​.

    ສຸດທ້າຍ, ຫຼັງຈາກສໍາເລັດຂັ້ນຕອນຂ້າງເທິງ, ການບໍລິການທີ່ຕ້ອງການເພີ່ມເຕີມແມ່ນໂຫລດ, ແລະ Windows ເລີ່ມຕົ້ນ.

ອຸປະກອນຮາດແວທີ່ສື່ສານກັບຄອມພິວເຕີ (Hardware devices communicating with the computer)

    ຫຼັງຈາກຄອມພິວເຕີໄດ້ໂຫຼດລະບົບປະຕິບັດການແລ້ວ, ຮາດແວທີ່ຕິດຢູ່ກັບຄອມພິວເຕີຈະຕ້ອງສາມາດສື່ສານກັບ CPU ໄດ້. ການສື່ສານຮາດແວແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍການຮ້ອງຂໍການຂັດຂວາງ (IRQ). ຕົວຄວບຄຸມການຂັດຂວາງຈະສົ່ງຄໍາຮ້ອງຂໍ (INTR) ໄປຫາ CPU ເພື່ອຢຸດສິ່ງທີ່ມັນກໍາລັງດໍາເນີນການເພື່ອດໍາເນີນການຮ້ອງຂໍຮາດແວໃຫມ່. ສິ່ງໃດແດ່ທີ່ CPU ຖືກປະຕິບັດແມ່ນຖືກຍຶດໄວ້ແລະເກັບໄວ້ເປັນທີ່ຢູ່ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໃນ stack ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ວຽກງານນັ້ນຈະກັບຄືນມາເມື່ອວຽກງານປະຈຸບັນ (ຮີບດ່ວນກວ່າ) ສໍາເລັດ.

ອ້າງອີງຈາກ: How does a computer work? (computerhope.com)