Bagaimana Komputer Saya Boleh Mulakan Semula Ia?

Ia adalah satu aktiviti tempat biasa yang kebanyakannya mungkin tidak pernah berhenti untuk memikirkannya: restart automatik. Sama ada pengguna atau aplikasi yang dimulakan, apa yang berlaku apabila komputer anda memacu kuasa sendiri?

Sesi Soalan & Jawapan hari ini datang kepada kami dengan hormat SuperUser-satu bahagian pembahagian Stack Exchange, kumpulan pemanduan komuniti laman web Q & A.

Soalan

Pembaca SuperUser Seth Carnegie tertanya-tanya mengenai pengurusan kuasa komputer:

Bagaimanakah komputer boleh dimulakan semula? Selepas itu, bagaimana ia memberitahu dirinya untuk kembali lagi? Apa jenis perisian yang boleh melakukan ini?

Betulkah? Apa gabungan sihir perisian / perkakasan menjadikannya berlaku?

Jawapan

Penyumbang SuperUser Jcrawfordor menawarkan kedua-dua respons yang kental dan terperinci terhadap persoalan yang lebih daripada sekadar membahas soalan:

Terlalu lama, tidak membaca jawapannya: Kuasa menyatakan di dalam komputer anda dikawal oleh pelaksanaan ACPI (konfigurasi lanjutan dan antara muka kuasa). Pada penghujung proses penutupan, sistem operasi anda menetapkan arahan ACPI yang menunjukkan bahawa komputer harus reboot. Sebagai tindak balas, motherboard mengeset semula semua komponen menggunakan arahan atau baris seting masing-masing, dan kemudian mengikuti proses bootstrap. Motherboard tidak pernah benar-benar dimatikan, ia hanya mengeset semula pelbagai komponen dan kemudian berkelakuan seolah-olah butang kuasa baru ditekan.

Lama dan bertele-tele tetapi (pada pandangan saya) jawapan yang lebih menarik:

Kuasa Lembut dan Bagaimana Ia Berfungsi

Pada zaman dahulu (baik, baiklah, kepada seorang pelajar kolej seperti saya '90an sudah lama dahulu), kami mempunyai papan induk AT (Advanced Technology) dengan AT kuasa pengurusan. Sistem kuasa AT amat sangat mudah. Tombol kuasa pada komputer anda adalah toggle perkakasan (mungkin di belakang kes) dan masukan 120vac anda melaluinya. Secara fizikalnya kuasa menghidupkan dan mematikan bekalan kuasa anda, dan apabila suis ini berada di kedudukan Off segala-galanya dalam komputer anda telah mati sepenuhnya (ini menjadikan baterai CMOS sangat penting, kerana tanpa itu tidak ada bekalan kuasa untuk menyimpan perkakasan jam berdetik). Kerana suis kuasa adalah mekanisme fizikal, tidak ada cara perisian untuk menghidupkan dan mematikan kuasa. Windows akan memaparkan mesej "Sekarang selamat untuk mematikan komputer anda" kerana walaupun segala-galanya telah diparkir dan bersedia untuk dimatikan, tidak mungkin OS sebenarnya menukar suis kuasa. Konfigurasi ini kadang-kadang dirujuk sebagai kuasa keras, kerana ia semua perkakasan.

Hari ini berbeza, kerana keajaiban ATX motherboard dan Kuasa ATX (itulah Teknologi Lanjutan yang dicadangkan jika anda mengesan). Bersama dengan beberapa kemajuan lain (mini-DIN PS / 2, siapa pun?), ATX dibawa kuasa lembut. Kuasa lembut bermakna kuasa ke komputer boleh dikawal oleh perisian. Ini membawa beberapa perubahan import:

Kuasa siap sedia: anda mungkin melihat penyambung "5v SB" atau "penyambung 5v" yang dilabelkan dalam pinouts bekalan kuasa. The bekalan kuasa siap sedia adalah garis 5v ke motherboard anda yang sentiasa aktif, walaupun komputer dimatikan. Inilah sebabnya mengapa penting untuk mencabut atau mematikan suis keras PSU (jika ada) semasa menyelenggara komputer moden, kerana walaupun ia tidak berfungsi, anda mungkin berpotensi menyingkat 5v SB dan merosakkan motherboard. Ini juga mengapa bateri CMOS tidak begitu penting lagi - 5v SB digunakan untuk menggantikan bateri CMOS setiap kali bekalan kuasa mempunyai kuasa utama, jadi bateri CMOS hanya digunakan apabila anda mencabut komputer sepenuhnya. Barisan 5v SB yang penting membolehkan komponen komputer anda (yang paling penting ialah BIOS dan adapter rangkaian) untuk terus menjalankan beberapa perisian mudah walaupun komputer dimatikan.
Kawalan bekalan kuasa pintar. Jika anda melihat pinout untuk penyambung motherboard (P1) bekalan kuasa anda, anda akan melihat dua pin biasanya dilabelkan PS_ON dan PS_RDY. Ini bermaksud "bekalan kuasa" dan "bekalan kuasa siap". Sekiranya anda ingin mencuba, ambil bekalan kuasa bukan di komputer, pasangkannya, dan gariskan garis bawah dengan teliti (satu wayar hitam) dengan garis PS_ON (dawai hijau). Bekalan kuasa akan kelihatan, dengan peminat berputar. Komponen motherboard yang terputus dari + 5v SB sebenarnya menghidupkan dan mematikan bekalan kuasa anda dengan menyambungkan kuasa ke pin PS_ON. Kerana terdapat beberapa kapasitor dan komponen lain dalam bekalan kuasa yang mengambil masa untuk mengecas, tegasan dari output utama bekalan kuasa mungkin tidak stabil sejurus selepas PSU dihidupkan. Ini adalah pin PS_RDY untuk, apabila logik dalaman bekalan kuasa menentukan bahawa bekalan kuasa "siap" dan akan memberikan kuasa yang stabil. Papan induk menunggu sehingga PS_RDY dihidupkan untuk meneruskan boot.

Oleh itu, suis kuasa anda tidak lagi "menghidupkan" komputer. Sebaliknya, ia disambungkan kepada pengawal asas papan induk anda, yang mengesan bahawa butang telah ditekan dan melaksanakan beberapa langkah untuk menyediakan sistem itu, termasuk menyalakan PS_ON supaya kuasa akan tersedia. Butang kuasa bukan satu-satunya cara untuk mencetuskan proses permulaan, peranti pada bas pengembangan anda juga boleh melakukannya. Ini penting kerana penyesuai rangkaian ethernet anda sebenarnya kekal apabila komputer anda dimatikan dan mencari paket yang sangat khusus yang sering disebut sebagai "paket Magic." Jika mereka mengesan paket ini yang ditujukan kepada alamat MAC mereka, mereka akan mencetuskan proses permulaan . Inilah cara "Wake-on-LAN" (WoL) berfungsi. Jam juga boleh memulakan boot (kebanyakan BIOS membenarkan anda menetapkan waktu yang komputer hendak boot setiap hari), dan peranti USB dan FireWire boleh mencetuskan boot, walaupun saya tidak mengetahui sebarang pelaksanaan ini.

Memahami Kawalan Kuasa

Baiklah, saya menerangkan perkara Power Soft kerana saya fikir ia menarik (selalu merupakan sebab utama saya menjelaskan perkara) dan kerana ia membolehkan anda memahami bagaimana kuasa dan menjalankan / off komputer anda semua dikawal oleh perisian. Dalam komputer yang paling terkini, sistem perisian ini adalah pelaksanaan Konfigurasi Lanjutan dan Antara Muka Kuasa, atau ACPI. ACPI adalah sistem bersatu yang bersatu yang membenarkan perisian mengendalikan sistem kuasa komputer anda. Anda mungkin pernah mendengar tentang Kuasa ACPI menyatakan. Mekanisme dasar kawalan kuasa adalah "kuasa kuasa" ini, sistem operasi anda beralih melalui mod kuasa dengan menyediakan suis (proses shutdown / hibernate yang berlaku sebelum kuasa sebenarnya mematikan), kemudian memerintahkan motherboard untuk menukar keadaan kuasa . Kuasa kuasa kelihatan seperti ini:

G0: Bekerja (keadaan "di" komputer anda)
G1: Tidur (keadaan siaga komputer anda, dibahagikan kepada substrat S)
- S1: kuasa ke CPU dan RAM tetap pada, tetapi CPU tidak melaksanakan arahan. Peranti peranti dipadamkan.
- S2: CPU dimatikan, RAM dikekalkan
- S3: Semua komponen diturunkan kecuali RAM dan peranti yang akan mencetuskan resume (papan kekunci). Apabila anda memberitahu OS anda untuk "Tidur", ia akan menghentikan proses dan kemudian masukkan mod ini.
- S4: Hibernasi. Semuanya semuanya dimatikan. Apabila anda memberitahu sistem operasi anda kepada Hibernate, ia menghentikan proses, menyimpan kandungan RAM ke cakera, dan kemudian memasuki mod ini.
G2: Soft Off. ini adalah "keadaan" komputer anda. Kuasa dimatikan untuk semua kecuali peranti yang boleh mencetuskan but.
G3: Mekanikal off.

Bagaimana penetapan semula sebenarnya berlaku

Anda akan menyedari bahawa reboot bukan salah satu negeri ini. Jadi apa yang sebenarnya berlaku ketika komputer anda ketika reboot? Jawapannya mungkin mengejutkan, kerana dari perspektif pengurusan kuasa itu hampir tiada. Terdapat arahan semula ACPI. Apabila anda memberitahu sistem operasi anda untuk reboot, ia mengikuti proses penutupan biasa (menghentikan semua proses anda, melakukan sedikit penyelenggaraan, melepaskan sistem fail anda, dan lain-lain), dan kemudian sebagai langkah terakhir, dan bukannya menghantar mesin ke keadaan kuasa G2 (kerana jika anda hanya mengatakan kepada Shut Down) ia menetapkan arahan Reset. Ini biasanya dirujuk sebagai "Reset register", kerana seperti kebanyakan antara muka ACPI itu hanya alamat yang nilai tertentu harus ditulis untuk untuk meminta tetapan semula. Saya akan memetik spesifikasi 2.0 mengenai apa yang ia lakukan:

Mekanisme reset ACPI pilihan menentukan mekanisme standard yang menyediakan tetapan sistem lengkap. Apabila dilaksanakan, mekanisme ini mesti menetapkan semula seluruh sistem. Ini termasuk pemproses, logik teras, semua bas, dan semua peralatan. Dari perspektif OSPM, menegaskan bahawa mekanisme penetapan semula adalah bersamaan logikal dengan kuasa berbasikal mesin. Apabila mendapat kawalan selepas penetapan semula, OSPM akan melakukan tindakan dengan cara yang sama untuk boot yang sejuk.

Jadi, apabila daftar penetapan ditetapkan, beberapa perkara berlaku dalam urutan.

Semua logik adalah semula. Ini bermakna menghantar arahan set semula masing-masing kepada pelbagai bit perkakasan termasuk CPU, pengawal memori, pengawal periferi, dan lain-lain. Dalam kebanyakan kes, ini hanya bermakna menyalakan wayar RST fizikal, seperti yang ditunjukkan AndrejaKo di atas.
Komputer itu kemudiannya bootstrapped. Ini adalah bahagian "melakukan tindakan dengan cara yang sama dengan but angin sejuk". Papan induk melakukan langkah yang sama seperti jika bekalan kuasa sudah siap setelah butang kuasa ditekan.

Kesan akhir dari kedua-dua langkah ini (yang sebenarnya memecah masuk ke banyak langkah lagi) adalah bahawa ia kelihatan kepada segala-galanya seperti komputer hanya dilancarkan, tetapi kuasa itu sebenarnya sepanjang masa. Ini bermakna kurang masa yang diperlukan untuk menutup dan memulakan (kerana anda tidak perlu menunggu bekalan kuasa untuk menjadi siap), dan pentingnya membolehkan bootup dimulakan oleh sistem operasi yang ditutup. Ini bermakna pencetus permulaan yang lain tidak perlu digunakan (WoL dll), dan membolehkan anda menggunakan Reboot sebagai cara yang berkesan untuk menetapkan semula sistem dari jauh, apabila anda tidak mempunyai cara untuk mencetuskan boot.

Itulah jawapan yang panjang. Tetapi hei, mudah-mudahan anda tahu lebih banyak mengenai pengurusan kuasa komputer sekarang. Saya pasti belajar beberapa perkara yang meneliti ini.