為什麼計算機不能像電燈一樣瞬時開啟?

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計算機的開機過程複雜得多,硬體的加電,時鐘產生訊號,主機板硬體復位。進入計算機軟啟動,CPU進行開機自檢,並生成系統硬體配置資訊。系統會從硬碟上載入載入程式,並啟動作業系統。作業系統載入驅動程式和服務程式,完成初始化。最後系統會啟動會話管理並開始登入。

為什麼計算機不能像電燈一樣瞬時開啟?

你是否曾抱怨過——每次開啟計算機都要等上好一會兒,看著進度條像負重的蝸牛一樣艱難地向前爬而無能為力。也許你會想,要是計算機能像電燈一樣可以瞬時開啟該多好啊。

這是因為普通電燈的開關通常是一個簡單的串聯電路,開關燈就是接通和斷開電路的過程。以開燈為例,從接通電源開關到電燈點亮的時間,取決於電場的傳播速度和導線的長度。電場的傳播速度為30萬千米/秒,而一般家用電燈導線的長度不超過10米,因此開啟開關瞬間就可以接通電源,點亮電燈。而計算機的開機過程則複雜得多,導通電源只是完成了開機的第一步。那麼,當你按下電源按鈕後,計算機還要做哪些事情才能完成啟動呢?可以以家用PC機為例來說明計算機的開機啟動過程。

為什麼計算機不能像電燈一樣瞬時開啟? 第2張

首先是計算機的硬啟動,包括各個硬體電路的加電,時鐘電路產生時鐘訊號,然後主機板上的硬體裝置復位(一般是對數位電路置零)。復位後,進入計算機軟啟動過程。CPU從固定的記憶體地址開始執行,進行開機自檢——檢測記憶體、顯示卡和硬碟,以及其他關鍵裝置是否能正常執行,並生成系統硬體配置資訊,為載入作業系統軟體作準備。最後,系統會根據使用者指定的啟動順序,從硬碟(或其他裝置)上載入載入程式,它將載入並啟動作業系統(如Windows、Ubuntu等)。作業系統核心根據前一階段產生的硬體配置資訊來載入各項硬體裝置的驅動程式和服務程式,並完成核心的初始化和裝置的初始化。最後,作業系統核心啟動會話管理並準備使用者登入。

在經過一個如此漫長的歷程後,你終於可以看到登入視窗了。輸入使用者名稱和密碼之後——彆著急,你還得再次等待。原來計算機中有一些應用程式被稱為啟動專案,系統啟動後會自動載入這些啟動專案。完成啟動項的載入後,你才能真正開始使用計算機。

那麼,如果事情做好了,你想關掉計算機節省電能,可以像關燈一樣直接切斷電源嗎?不!這樣做很危險。關機一定要按步驟進行,你可以通過系統介面上的關機按鈕來關機。因為計算機在執行時,作業系統和很多應用程式的資料放在記憶體當中,或者在快取中,還沒有回寫到磁碟。要知道,快取和記憶體中資料一旦斷電就丟失了,必須寫到硬碟中才能長久儲存。因此,如果此時強行關機,計算機來不及儲存資料,很容易引起資料不一致,導致下次計算機不能啟動。那麼正常關機時計算機需要執行哪些步驟呢?簡單地說,系統會幫你關閉當前使用者的程式視窗,並關閉所有執行的應用程式和系統服務;然後完成磁碟的讀寫操作,清除磁碟快取並停止硬體驅動程式;最後計算機會自動切斷主機板和各個硬體裝置的電源,完成關機。

為什麼計算機不能像電燈一樣瞬時開啟? 第3張

也許你會想,難道就沒有什麼辦法能讓開關機快一點嗎?人們已經發明瞭各種新技術使得計算機快速啟動,包括CPU和硬碟效能的升級,以及作業系統的優化等。還有計算機的“休眠”技術,能讓你不用重啟計算機,只需在不用計算機的時候讓它“睡眠”,等到要用的時候再“喚醒”它即可。雖然休眠技術能幫我們節省很多時間,但以目前的技術水平,即便是採用休眠技術,開機啟動時間也遠遠超出開關燈所需的時間。

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