Miten tietokoneeni voi käynnistää itsensä uudelleen?

Se on niin yleinen paikka, että useimmat meistä eivät ole koskaan lopettaneet edes ajatella sitä: automaattinen uudelleenkäynnistys. Olipa käyttäjä tai sovellus käynnistynyt, mitä tapahtuu, kun tietokone pyörittää omaa tehoaan?

Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUser-Stack Exchange -palvelun osa-alueesta..

Kysymys

SuperUser-lukija Seth Carnegie ihmettelee tietokoneen virranhallintaa:

Miten tietokone käynnistyy uudelleen? Kun se on pois päältä, miten se kertoo itsensä palata uudelleen? Millaista ohjelmistoa se voi tehdä?

Kuinka todella? Minkälaista ohjelmisto- ja laitteistomagian yhdistelmää tapahtuu?

Vastaus

SuperUserin avustaja Jcrawfordor tarjoaa sekä tiivistetyn että yksityiskohtaisen vastauksen kysymykseen, jossa käsitellään enemmän kuin riittävästi kysymystä:

Liian pitkä, ei lukenut vastausta: Tietokoneen virransäästötiloja ohjataan ACPI: n (Advanced Configuration and Power interface) avulla. Sammutusprosessin päätyttyä käyttöjärjestelmä asettaa ACPI-komennon, joka ilmaisee, että tietokoneen pitäisi käynnistyä uudelleen. Vastauksena emolevy nollaa kaikki komponentit niiden vastaavien nollauskomentojen tai -linjojen avulla ja seuraa sitten käynnistyksen käynnistysprosessia. Emolevy ei koskaan kytkeydy pois päältä, se nollaa vain eri osat ja käyttäytyy kuin virtapainike juuri painettuna.

Pitkä ja hämmentävä, mutta mielestäni mielenkiintoisempi vastaus:

Pehmeä teho ja miten se toimii

Vanhoina aikoina (hyvin, kunnossa, opiskelijan kaltaiselle opiskelijalle kuin 90-luvulla oli kauan sitten), meillä oli AT (Advanced Technology)-emolevyt AT-teho hallinta. AT-voimajärjestelmä oli hyvin yksinkertainen. Tietokoneen virtapainike oli laitteistokytkin (luultavasti kotelon takana) ja 120vac-tulo meni sen läpi. Se käänsi fyysisesti virtalähteen virran päälle ja pois, ja kun tämä kytkin oli Pois-asennossa, kaikki tietokoneessa oli täysin kuollut (tämä teki CMOS-akun erittäin tärkeäksi, koska ilman sitä ei ollut virransyöttöä laitteiston säilyttämiseksi kello). Koska virtakytkin oli fyysinen mekanismi, ohjelmistoa ei voitu kytkeä päälle ja pois päältä. Windows näyttää kuuluisan sanoman "Tietokoneen sammuttaminen on nyt turvallista", koska vaikka kaikki oli pysäköity ja valmis sammumaan, käyttöjärjestelmä ei voinut kääntää virtakytkintä. Tätä konfiguraatiota kutsuttiin joskus nimellä kova teho, koska se on kaikki laitteisto.

Nykyään asiat ovat erilaisia, koska ATX-emolevyjen ja ATX-teho (se on edistyksellistä teknologiaa, jos se on seurattavissa). ATX toi markkinoille useita muita edistysaskeleita (mini-DIN PS / 2, kuka tahansa?) pehmeä teho. Pehmeä teho tarkoittaa, että tietokoneeseen voidaan ohjata virtaa ohjelmistolla. Tämä toi muutamia tuontimuutoksia:

• Valmiustila: olet saattanut nähdä ”5v SB” tai “5v valmiustila” -liitännän, joka on merkitty virtalähteeseen. valmiustilan virtalähde on 5v linja emolevyllesi, joka on aina päällä, vaikka tietokone olisi sammutettu. Siksi on tärkeää irrottaa tai sammuttaa PSU-kova kytkin (jos sellainen on), kun huollat ​​nykyaikaisia ​​tietokoneita, koska vaikka se olisi pois päältä, voit mahdollisesti lyhentää 5v SB: tä ja vahingoittaa emolevyä. Tästä syystä CMOS-paristot eivät enää ole yhtä tärkeitä - 5v SB: tä käytetään korvaamaan CMOS-akku aina, kun virtalähteellä on verkkovirta, joten CMOS-akkua käytetään vain, kun irrotat tietokoneen kokonaan. 5v SB -linja mahdollistaa tietokoneen komponenttien (ennen kaikkea BIOS- ja verkkosovittimien) jatkuvan käytön yksinkertaisen ohjelmiston käynnissä, vaikka tietokone olisi sammutettu.
• Älykäs virtalähde. Jos tarkastelet virtalähdettä emolevyn (P1) liittimestä, huomaat kaksi tapaa, jotka on tyypillisesti merkitty PS_ON ja PS_RDY. Nämä ovat “virtalähde” ja ”virtalähde valmiina”. Jos haluat kokeilla, ota virtalähde tietokoneeseen, kytke se ja lyhennä varovasti maajohtoa (yksi mustista johdoista) PS_ON-riville (vihreä johto). Virtalähde kytkeytyy näkyviin, kun puhallin pyörii. + 5v SB: n emolevyn komponentit todella kytkevät virtalähteen päälle ja pois kytkemällä virran PS_ON-nastaan. Koska virtalähteessä on joitakin kondensaattoreita ja muita komponentteja, jotka vievät hetken latausta varten, virtalähteen päälähtöjen jännitteet eivät ehkä ole stabiileja välittömästi PSU: n käynnistymisen jälkeen. Tämä on PS_RDY-pin, sillä se tulee päälle, kun virtalähteen sisäinen logiikka määrittää, että virtalähde on "valmis" ja tarjoaa vakaan tehon. Emolevy odottaa, kunnes PS_RDY on käynnissä käynnistyksen jatkamiseksi.

Niinpä virtakytkin ei enää kytkeydy päälle. Sen sijaan se on kytketty emolevyn perusohjaimiin, jotka havaitsevat, että painiketta on painettu, ja suorittaa useita vaiheita järjestelmän valmistelemiseksi, mukaan lukien PS_ON-valaistus, jotta teho on käytettävissä. Virtapainike ei ole ainoa tapa käynnistää käynnistysprosessi, laajennusbussin laitteet voivat myös tehdä niin. Tämä on tärkeää, koska ethernet-verkkosovittimet pysyvät päällä, kun tietokone on sammutettu ja etsit hyvin tiettyä pakettia, jota usein kutsutaan ”magneettipaketiksi”. Jos he havaitsevat tämän MAC-osoitteeseen osoitetun paketin, ne käynnistävät käynnistysprosessin . Näin Wake-on-LAN (WoL) toimii. Kello voi myös käynnistää käynnistyksen (useimmat BIOSin avulla voit asettaa ajan, jonka tietokone käynnistää joka päivä), ja USB- ja FireWire-laitteet voivat käynnistää käynnistysprosessin, vaikka en ole tietoinen tämän toteutuksesta..

Power Controlin ymmärtäminen

No, selitän Soft Powerin asiaa sekä siksi, että mielestäni se on mielenkiintoista (aina tärkein syy, miksi selitän asioita) ja koska se antaa sinulle mahdollisuuden ymmärtää, miten tietokoneesi virtaa ja käynnissä / pois päältä -tilaa ohjataan ohjelmistolla. Useimmissa nykyisissä tietokoneissa tämä ohjelmistojärjestelmä on Advanced Configuration ja Power Interface, tai ACPI. ACPI on standardoitu, yhtenäinen järjestelmä, jonka avulla ohjelmisto pystyy hallitsemaan tietokoneen sähköjärjestelmää. Olet ehkä kuullut ACPI: n tehotilat. Virranhallinnan perusmekanismi on nämä ”valta-tilat”, käyttöjärjestelmäsi vaihtaa virrankulutuksen avulla valmistautumalla kytkimeen (sammutus- / horrostapahtumaprosessit, jotka tapahtuvat ennen tehon kääntämistä pois päältä), ja sitten käsketään emolevyä vaihtamaan tehon tiloja . Tehotilat näyttävät tältä:

• G0: työskentely (tietokoneen "päällä" tila)
• G1: Sleeping (tietokoneen valmiustilat, jotka on jaettu S-alaosiin)
  • S1: CPU: n ja RAM: n teho pysyy päällä, mutta CPU ei suorita ohjeita. Oheislaitteet on kytketty pois päältä.
  • S2: CPU: n virrankatkaisu, RAM-muistia
  • S3: Kaikki komponentit sammuvat lukuun ottamatta RAM-muistia ja laitteita, jotka käynnistävät uudelleen (näppäimistö). Kun kerrot käyttöjärjestelmäsi lepotilaan, se lopettaa prosessit ja siirtyy sitten tähän tilaan.
  • S4: Lepotila. Ehdottomasti kaikki on pois päältä. Kun kerrot käyttöjärjestelmälle lepotilaan, se lopettaa prosessit, tallentaa RAM-muistin levylle ja siirtyy sitten tähän tilaan.
• G2: Pehmeä. tämä on tietokoneen “pois” tila. Virta on pois päältä kaikkeen paitsi laitteisiin, jotka voivat käynnistää käynnistyksen.
• G3: Mekaaninen pois päältä.

Miten nollaus todella tapahtuu

Huomaat, että uudelleenkäynnistys ei ole yksi näistä tiloista. Joten mitä todella tapahtuu, kun tietokone käynnistyy uudelleen? Vastaus voi olla yllättävää, koska tehonhallinnan näkökulmasta se on melkein ei mitään. On ACPI-reset-komento. Kun kerrot käyttöjärjestelmälle uudelleenkäynnistyksestä, se seuraa normaalia sammutusprosessia (pysäyttää kaikki prosessit, suorittaa vähän ylläpitoa, purkaa tiedostojärjestelmäsi jne.) Ja sitten viimeisenä askeleena sen sijaan, että lähettäisit koneen virransäästötilaan G2 (kuten jos olisit yksinkertaisesti kertonut sen Sammuta) se asettaa Reset-komennon. Tätä kutsutaan yleensä "Reset-rekisteriksi", koska useimpien ACPI-käyttöliittymien tavoin se on vain osoite, johon on kirjoitettava tietty arvo palauttamista varten. Mainitsen 2.0-eritelmän siitä, mitä se tekee:

Valinnainen ACPI-nollausmekanismi määrittää vakiomekanismin, joka tarjoaa täydellisen järjestelmän nollauksen. Kun tämä mekanismi toteutetaan, sen on palautettava koko järjestelmä. Tähän kuuluvat prosessorit, ydinlogiikka, kaikki väylät ja kaikki oheislaitteet. OSPM-näkökulmasta resetointimekanismin vahvistaminen on looginen vastaava koneen sykli. Saatuaan ohjauksen palautuksen jälkeen OSPM suorittaa samankaltaisia ​​toimia kylmäkäynnistykseen.

Joten kun palautusrekisteri on asetettu, tapahtuu muutamia asioita peräkkäin.

• Kaikki logiikka nollataan. Tämä tarkoittaa, että vastaavat reset-komennot lähetetään laitteiston eri bitteihin, mukaan lukien CPU, muistiohjain, oheisohjaimet jne. Useimmissa tapauksissa tämä tarkoittaa vain fyysisen RST-johdon valaistusta, kun AndrejaKo näytti edellä.
• Tietokone käynnistetään sitten. Tämä on "suorita samankaltaisia ​​toimia kylmäkäynnistysosaan". Emolevy suorittaa samat vaiheet kuin jos virtalähde olisi juuri valmistunut virtapainikkeen painamisen jälkeen.

Näiden kahden vaiheen lopputulos (joka todella hajottaa paljon enemmän vaiheita) on se, että se näyttää kaiken aivan kuten tietokone käynnistettiin, mutta teho oli todella koko ajan. Tämä tarkoittaa vähemmän aikaa, joka tarvitaan sammuttamiseen ja käynnistämiseen (koska sinun ei tarvitse odottaa, että virtalähde on valmis), ja tärkeintä on käynnistää käynnistyskäynnistys. Tämä tarkoittaa, että toista käynnistysliipaisinta ei tarvitse käyttää (WoL jne.), Ja voit käyttää Rebootia tehokkaana tapana palauttaa järjestelmä etäältä, kun sinulla ei ole tapaa käynnistää käynnistys.

Se oli pitkä vastaus. Mutta hei, toivottavasti tiedät enemmän tietokoneen virranhallinnasta. Olen varmasti oppinut asioita, jotka tutkivat tätä.