按下开机键后的4.98秒

• 人一定是大牛，大牛要么不回答这个问题，要么就不会简单地回答这个问题。而我呢，自认为刚好处于两者之间，现在又特别想把自己知道的分享出来，所以你在这里找到了答案。

我想当你探寻这个问题的答案时，搜到的大多数是这样的描述：

BIOS 按照“启动顺序”，把控制权转交给排在第一位的存储设备：硬盘。然后在硬盘里寻找主引导记录的分区，这个分区告诉电脑操作系统在哪里，并把操作系统被加载到内存中，然后你就能看到经典的启动界面了，这个开机过程也就完成了。

这种描述简直太魔幻了，为什么是 BIOS 主导这一切？怎么叫按照启动顺序？这个分区咋就被加载到内存了，又咋告诉电脑操作系统在哪里了？我无法忍受这样的魔幻描述，我非要把它说得清清楚楚。

首先学一个东西，一定要有一个前置的知识，我们把它当做已知的，我不可能从原子组成分子开始讲原理。那学习计算机启动过程的前置知识是什么呢？我要求你已知以下几点：

1.  内存是存储数据的地方，给出一个地址信号，内存可以返回该地址所对应的数据。
2.  CPU 的工作方式就是不断从内存中取出指令，并执行。
3.  CPU 从内存的哪个地址取出指令，是由一个寄存器中的值决定的，这个值会不断进行 +1 操作，或者由某条跳转指令指定其值是多少。

好了，只需要知道这三点前置知识，你就能专业地解释计算机的启动过程了。

一、为什么是 BIOS 主导？

都说开机后，BIOS 就开始运行自己的程序了，又硬件自检，又加载启动区的。我就不服了，为什么开机后是执行 BIOS 里的程序？为啥不是内存里的？为啥不是硬盘里的？

好的，不要怀疑前置知识，CPU 的工作方式，就是不断从内存中取指令并执行，那为什么会说是执行 BIOS 里的程序呢？这就不得不说说内存映射了。

二、内存映射

CPU 地址总线的宽度决定了可访问的内存空间的大小。比如 16 位的 CPU 地址总线宽度为 20 位，地址范围是 1M。32 位的 CPU 地址总线宽度为 32 位，地址范围是 4G。你可以算算我们现在的 64 位机的地址范围。

可是，可访问的内存空间这么大，并不等于说全都给内存使用，也就是说寻址的对象不只有内存，还有一些外设也要通过地址总线的方式去访问，那怎么去访问这些外设呢？就是在地址范围中划出一片片的区域，这块给显存使用，那块给硬盘控制器使用，等等 。

这样说，其实就不符合我们的前置知识了，所以可以有一种不太正确的理解方式，那就是内存中的这块位置就是显存，那块位置就是硬盘控制器。我们在相应的位置上读取或者写入，就相当于在显存等外设的相应位置上读取或者写入，就好像这些外设的存储区域，被映射到了内存中的某一片区域一样。这样我们就不用管那些外设啦，关注点仍然是一个简简单单的内存。这就是所谓的内存映射。

（编辑：常州站长网）

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