กระบวนการเริ่มต้นระบบคอมพิวเตอร์

             ฮัลโหลลลล...สวัสดีค่ะ กลับมาพบมาเจอกันอีกครั้งนะคะสำหรับเพื่อน ๆ ชาวไอทีทุกคน  ตามที่สัญญากันในบล็อกก่อนหน้านี้ว่าจะนำเอาสาระดี ๆ มาฝากเพื่อน ๆ ทุกคน วันนี้ก็มีมาฝากอีกเช่นเคยคะ  ว่าแต่ว่าสาระดีๆที่ว่าจะเป็นอะไรนั้น ไปติดตามในวิดีโอข้างล่างนี้ได้เลยค้า^_^

การตรวจสอบตนเองก่อนเปิดเครื่อง (Power-On-Self-Test)

เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์จะสังเกตุเห็นว่าหน้าจอคอมพิวเตอร์นั้นยังไม่มีอะไรเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายวินาที จริงๆ แล้ว คอมพิวเตอร์ไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่กำลังทำงานอยู่ งานที่เป็นงานซับซ้อน ประกอบด้วยการจัดการสิ่งต่างๆ มากมาย เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทุกชิ้นทำงานอย่างถูกต้อง และตรวจสอบว่ามีอุปกรณ์อะไรต่ออยู่กับตัวมันเองบ้าง และถ้ามีบางอย่างผิดพลาดคอมพิวเตอร์ก็จะแสดงข้อความเตือนขึ้นมา การทำงานดังกล่าวนี้เป็นการเริ่มต้นของการทำงานที่ซับซ้อนต่างๆ มากมาย เราเรียกกระบวนการนี้ว่า การบูตอัพ (boot-up) หรือเรียกสั้นๆ ว่า การบูต (boot) ขั้นตอนการบูตเป็นขั้นตอนที่สำคัญ ซึ่งเป็นขั้นตอนการดึงระบบปฏิบัติที่เก็บอยู่ในฮาร์ดดิสก์ของเครื่องมาทำงาน ระบบปฏิบัติการเป็นชุดของคำสั่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวประสานการทำงานระหว่างอุปกรณ์ต่างๆของคอมพิวเตอร์ โปรแกรมประยุกต์ และมนุษย์  แต่ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะดึงระบบปฏิบัติการมาทำงานนั้น จะต้องแน่ใจก่อนว่าอุปกรณ์ต่างๆ นั้นทำงานถูกต้อง และซีพียูและหน่วยความจำทำงานถูกต้อง การทำงานดังกล่าวเรียกว่า การตรวจสอบตนเองก่อนเปิดเครื่อง (POST ย่อมาจาก Power-On-Self-Test) 

ถ้ามีบางอย่างผิดพลาด หน้าจอจะขึ้นข้อความเตือน หรือส่งสัญญาณเสียง “ปี้บ” ซึ่งมีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับชนิดของความผิดพลาดที่เกิดขึ้น จริงๆ แล้ว ข้อความเตือนความผิดพลาดหรือสัญญาณเสียงปี้บ นั้น อาจไม่ได้เกิดจากข้อผิดพลาดนั้นๆ โดยตรง แต่ก็พอจะบอกได้ว่าอุปกรณ์ใดมีปัญหา จุดประสงค์โดยทั่วไปก็คือตรวจสอบว่าคอมพิวเตอร์มีความผิดพลาดเกิดขึ้นหรือไม่
แต่ถ้าไม่มีข้อความเตือนหรือเสียงปี้บ ก็ไม่ได้หมายความว่าอุปกรณ์ต่างๆ ทำงานถูกต้องสมบูรณ์ทั้งหมด เนื่องจากการตรวจสอบตนเองก่อนเปิดเครื่องนั้นสามารถตรวจสอบข้อผิดพลาดทั่วๆไปได้เท่านั้น ซึ่งอาจบอกได้เพียงว่าอุปกรณ์ที่จำเป็นพื้นฐานเช่น แป้นพิมพ์ การ์ดแสดงผล ได้ต่ออยู่กับเครื่องหรือไม่ เท่านั้น อาจจะดูเหมือนว่าการตรวจสอบตนเองก่อนเปิดเครื่องนั้นไม่มีประโยชน์อะไรมากนัก นั้นเพราะว่าคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ทำงานได้ปกติ แต่ถ้าไม่มีขั้นตอนนี้แล้วจะไม่สามารถรู้ได้เลยว่ามีอุปกรณ์ใดยังไม่ได้ต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์และทำงานปกติดีหรือไม่

การทำงาน

เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ กระแสไฟฟ้าจะวิ่งไปตามเส้นทางที่ได้กำหนดไว้ไปยัง ซีพียู เพื่อลบข้อมูลเก่าที่ยังคงค้างอยู่ใน หน่วยความจำของซีพียู หรือเรียกว่า เรจิสเตอร์ (Register) สัญญาณทางไฟฟ้าจะไปตั้งค่าเรจิสเตอร์ของซีพียูตัวหนึ่ง มีชื่อว่า ตัวนับโปรแกรม หรือ Program counter ค่าที่ตั้งให้นั้น ค่าที่ตั้งนั้นเป็นค่าที่บอกให้ ซีพียู รู้ตำแหน่งของคำสั่งถัดไปที่จะต้องทำ ซึ่งตอนเปิดเครื่อง ตำแหน่งที่ต้องส่งไปก็คือตำแหน่งเริ่มต้นของคำสั่งบูต ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมบูตจะเก็บอยู่ในหน่วยความจำที่เรียกว่า ไบออส (BIOS ย่อมาจาก Basic Input/Output System)  
ขั้นต่อไปคือการตรวจสอบหน่วยความจำที่อยู่ในการ์ดแสดงผลและสัญญาณวิดีโอที่ควบคุมการแสดงผลบนหน้าจอ ต่อจากนั้นจะสร้างรหัสไบออสให้การ์แสดงผลเป็นส่วนหนึ่งของระบบ ถึงขั้นตอนนี้คุณจะเห็นมีบางสิ่งบางอย่างปรากฏบนหน้าจอคุณ
การตรวจสอบต่อไปคือการตรวจสอบ แรมชิบ (RAM Chip) โดยซีพียูจะเขียนข้อมูลลงในชิบ แล้วอ่านออกมาเทียบกับข้อมูลที่ส่งไปเขียนตอนแรก และเริ่มนับจำนวนความจุของหน่วยความจำที่ถูกตรวจสอบแล้ว ซึ่งในระหว่างนี้ก็จะมีการแสดงผลขึ้นบนหน้าจอด้วย
ต่อไปซีพียูจะตรวจสอบคีย์บอร์ดว่าได้ต่ออยู่กับคอมพิวเตอร์หรือไม่ และตรวจสอบว่ามีการกดแป้นคีย์บอร์ดหรือไม่
ต่อมาก็จะส่งสัญญาณไปตามเส้นทางบัส เพื่อหาไดร์ฟต่างๆ และคอยจนกว่าจะได้สัญญาณตอบกลับเพื่อเป็นการตรวจสอบว่าไดร์ฟทำงานได้หรือไม่

คอมพิวเตอร์ของจะไม่สามารถทำงานใดๆ ได้เลย  ถ้าไม่มีซอฟต์แวร์ระบบ หรือ ระบบปฏิบัติการ ที่เป็นโปรแกรมที่คอยประสานการทำงานของ โปรแกรมอื่น ให้สามารถทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์ได้ แต่ก่อนที่ระบบปฏิบัติการจะทำงานได้นั้น จะต้องถูกดึงมาไว้ที่หน่วยความจำหลักเสียก่อน เราเรียกกระบวนการนี้ว่า บูตสแทรบ (Bootstrab) หรือเรียกสั้นๆ ว่า บูต (Boot) ซึ่งเป็นคำสั่งสั้นๆ ที่จะต้องมีอยู่ในคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง  การที่เราเรียกว่า “บูตสแทรบ” เพราะมันเป็นการทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานต่างๆ ได้ด้วยตัวเอง ขั้นตอนการบูตไม่ได้ทำอะไรมากนัก จริงๆ แล้วมีการทำงานเพียง 2 อย่างเท่านั้น คือ การตรวจสอบตนเองก่อนเปิดเครื่อง และการค้นหาไดร์ฟ ที่เก็บระบบปฏิบัติการ เมื่อการทำงานเสร็จสมบูรณ์ เครื่องก็จะรู้ว่าระบบปฏิบัติการถูกเก็บไว้ที่ไหน ก็จะทำการดึงระบบปฏิบัติการโดยการอ่านไฟล์ระบบปฏิบัติการและคัดลอกไปไว้ในหน่วยความจำหลักของเครื่อง หรือ แรม (Random Access Memory : RAM)  ระบบปฏิบัติการในปัจจบันมีให้เลือกมากมาย ได้แก่ ไมโครซอฟต์วินโดว์ (Microsoft Window) ลินุกซ์ (Linux) เป็นต้น

                จากนั้น ซีพียูจะส่งสัญญาณไปตามบัส (Bus) ซึ่งเป็นวงจรทีเชื่อมอุปกรณ์ทุปอย่างเข้าด้วยกัน เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทุกอย่างทำงานในคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าๆ จะมีโปรแกรมที่ทำหน้าที่ตรวจสอบการทำงานของซีพียูเพื่อให้แน่ใจว่า การทำงานนั้นเป็นไปตามจังหวะของสัญญาณนาฬิกาของระบบ

......รูปแสดงการทำงาน......

ขอบคุณเพื่อนชาวไอทีทุกคนที่สนใจและเข้ามาดู วันนี้เจ้าของกระทู๊ลาไปก่อนแล้ว ไว้เจอกันใหม่นะค่ะ สวัสดีค่ะ ^^