การทำงานของคอมพิวเตอร์ ( Boot Up )
สวัสดีค่ะ พบกันอีกแล้ว สำหรับการเขียนบล็อกครั้งนี้จะมาอธิบายเกี่ยวกับกระบวนการเริ่มต้นระบบคอมพิวเตอร์ Booting
Up จะเป็นอย่างไรนั้น เราก็มาดูกันเลยค่ะ
การทำงานของคอมพิวเตอร์ ( Boot Up )
ก่อนที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะทำงานได้นั้นจะต้องนำเอาระบบปฏิบัติการเข้าไป
เก็บไว้ยังหน่วยความจำของเครื่องเสียก่อน กระบวนการนี้เรียกว่า
การบู๊ตเครื่อง ( boot ) นั่นเอง
ซึ่งจะเริ่มทำงานทันทีตั้งแต่เปิดสวิทซ์เครื่อง
มีขั้นตอนที่พอสรุปได้ดังนี้ คือ
ขั้นตอนการบู๊ตเครื่องในคอมพิวเตอร์
1. พาวเวอร์ซัพพลายส่งสัญญาณไปให้ซีพียูเริ่มทำงาน
ในคอมพิวเตอร์จะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า พาวเวอร์ซัพพลาย ( power supply )
ทำหน้าที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าไปให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์
โดยจะเริ่มต้นทำงานทันทีเมื่อเรากดปุ่มเปิด ( Power ON )
และเมื่อเริ่มทำงานก็จะมีสัญญาณส่งไปบอกซีพียูด้วย (เรียกว่าสัญญาณ Power
Good )
2. ซีพียูจะสั่งให้ไบออสทำงาน
ทันทีที่มีกระแสไฟฟ้าจ่ายมายังคอมพิวเตอร์และมีสัญญาณให้เริ่มทำงาน
หน่วยประมวลกลางหรือซีพียูจะพยายามเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ในไบออสเพื่อทำงาน
ตามชุดคำสั่งที่เก็บไว้โดยทันที
ไบออส(Bios)
Bios (ไบออส) นั้นมีความสำคัญกับระบบคอมพิวเตอร์อย่างมาก
เรียกได้ว่าไม่มีไม่ได้ เพราะเมื่อเรากดปุ่มเปิดเครื่อง
ระบบก็จะเริ่มต้นที่ Bios (ไบออส) นี้แหละครับ โดยโครงสร้างหลักๆ ของเจ้า
BIOS (ไบออส) นั้นมีส่วนประกอบหลักๆ อยู่สองอย่างคือ…
ตัวโปรแกรมของไบออส จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำแบบ ROM เพราะจำได้นานไม่มีลืมเหมือนกับ RAM
ทำให้เราสามารถเรียกใช้เจ้า BIOS ได้ทันทีเมื่อเปิดเครื่อง
แต่เราไม่สามารถเขียนข้อมูลลงไปใน ROM ได้
ส่วนตัวข้อมูลจะถูกเก็บไว้ที่
CMOS RAM เป็นหน่วยความจำชนิดหนึ่งที่สามารถเชขียนไฟล์ทับได้ คล้ายกับ RAM
แต่ต้องใช้ไฟเลี้ยง ถ้าไม่มีไฟ ระบบจะลืมช้อมูลทันที
โดยไฟที่ว่านี้มาจากก้อนแบตเตอรี่เล็กติดอยู่บนเมนบอร์ด ถ้าแบตเตอรี่นี้หมด
เครื่องก็จะมีปัญหา
ในโปรแกรม BIOS มีหน้าจอให้เรากำหนดค่าต่างๆ
เพื่อใช้กำหนดค่าเริ่มต้นของคอมพิวเตอร์เรา
เช่นให้บูตระบบจากซีดีรอมก่อนหรือจากฮาร์ดดิสก่อน กำหนดวันเวลา เป็นต้น
นอกจากหน้าที่แม่บ้านแล้ว BIOS ยังมีหน้าที่อื่นๆ ที่มีความสำคัญอีกเช่น
กำหนดการทำงานของซีพียู
เป็นตัวเชื่อมและสนับสนุนการทำงานพื้นฐานของซอฟท์แวร์ที่เราติดตั้ง
3. เริ่มทำงานตามกระบวนการที่เรียกว่า POST เพื่อเช็คอุปกรณ์ต่าง ๆ
กระบวนการ POST (power on self test)
เป็นโปรแกรมส่วนหนึ่งในไบออสซึ่งทำหน้าที่ตรวจสอบความพร้อมของอุปกรณ์ที่ติด
ตั้งอยู่ในเครื่อง ไม่ว่าจะเป็นเมนบอร์ด , RAM , ซีพียู
รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ เช่น คีย์บอร์ดหรือเมาส์
ซึ่งเราสามารถสังเกตผลการตรวจสอบนี้ได้ทั้งจากข้อความที่ปรากฏบนจอภาพใน
ระหว่างบู๊ต และจากเสียงสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ส่งออกมา
(ซึ่งเป็นประโยชน์ในการที่แสดงผลทางจอภาพไม่ขึ้น)
โดยปกติถ้าการตรวจสอบเรียบร้อยและไม่มีปัญหาใด ๆ ก็จะส่งสัญญาณปี๊บสั้น ๆ 1
ครั้ง
แต่หากมีอาการผิดปกติจะส่งสัญญาณที่มีรหัสเสียงสั้นและยาวต่างกันแล้วแต่ข้อ
ผิดพลาด (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
ขั้นถัดไปไบออสจะเข้าไปอ่านโปรแกรมสำหรับการบู๊ตระบบปฏิบัติการจากเซกเตอร์
แรกของฮาร์ดดิสก์ ฟล็อปปี้ดิสก์ หรือซีดีรอม
โดยที่ไบออสจะมีความสามารถในการติดต่อกับอุปกรณ์เหล่านั้นได้
6. โปรแกรมส่วนสำคัญจะถูกถ่ายค่าลงหน่วยความจำ RAM
เมื่อไบออสรู้จักระบบไฟล์ของไดรว์ที่บู๊ตได้แล้วก็จะไปอ่านโปรแกรมส่วนสำคัญ
ของระบบปฏิบัติการที่เรียกว่าเคอร์เนล ( kernel )
เข้ามาเก็บในหน่วยความจำหลักหรือ RAM ของคอมพิวเตอร์เสียก่อน
7. ระบบปฏิบัติการในหน่วยความจำเข้าควบคุมเครื่องและแสดงผลลัพธ์
เคอร์เนลที่ถูกถ่ายโอนลงหน่วยความจำนั้นจะเข้าไปควบคุมการทำงานของ
คอมพิวเตอร์โดยรวมและโหลดค่า configuration ต่าง ๆ
พร้อมทั้งแสดงผลออกมาที่เดสก์ท็อปของผู้ใช้เพื่อรอรับคำสั่งการทำงานต่อไป
ซึ่งปัจจุบันในระบบปฏิบัติการใหม่ ๆ
จะมีส่วนประสานงานกับผู้ใช้แบบกราฟิกหรือ GUI
เพื่อสนับสนุนให้การใช้งานกับคอมพิวเตอร์ง่ายขึ้นกว่าเดิมอีก
ประเภทของการบู๊ตเครื่อง
ดังที่อธิบายแล้วว่าการบู๊ตเครื่อง คือ
ขั้นตอนที่คอมพิวเตอร์เริ่มทำการโหลดระบบปฏิบัติการเข้าไปไว้ในหน่วยความจำ
RAM ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น2ลักษณะด้วยกันคือ
- โคลด์บู๊ต ( Cold boot )
เป็นการบู๊ตเครื่องที่อาศัยการทำงานของฮาร์ดแวร์ โดยการกดปุ่มเปิดเครื่อง (
Power On ) แล้วเข้าสู่กระบวนการทำงานโดยทันที
ปุ่มเปิดเครื่องนี้จะอยู่บนตัวเคสของคอมพิวเตอร์
ทำหน้าที่ปิดเปิดการทำงานโดยรวมของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเหมือนกับสวิทช์ของ
อุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป
- วอร์มบู๊ต ( Warm boot )
เป็นการบู๊ตเครื่องโดยทำให้เกิดกระบวนการบู๊ตใหม่หรือที่เรียกว่า
การรีสตาร์ทเครื่อง ( restart )
โดยมากจะใช้ในกรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานต่อไปได้
(เครื่องแฮงค์) ซึ่งจำเป็นต้องมีการบู๊ตเครื่องกันใหม่
สามารถทำได้สามวิธีคือ
- กดปุ่ม Reset บนตัวเครื่อง (ถ้ามี)
- กดปุ่ม Ctrl + Alt + Delete จากแป้นพิมพ์ แล้วเลือกคำสั่ง restart จากระบบปฏิบัติการที่ใช้
- สั่งรีสตาร์ทเครื่องจากเมนูบนระบบปฏิบัติการ
