相信很多人和我一样，从接触计算机开始，就一直在思考这个问题，当按下电脑的开机键之后，到底发生了什么，为什么这样就能启动电脑了？这篇文章我试着分析一下计算器的启动原理和过程。
CPU
CPU全称是中央处理器，是计算机的核心，包括控制单元，运算单元，存储单元和时钟等，它的主要功能是解释计算机指令以及处理各类数据。包括基本的算术操作，从存储器或者各个接口卡（外设）读取或者写入数据等。
CPU内部包含若干个寄存器，用来暂存数据或者指导CPU的运行，8086中常见的寄存器有，AX，BX，CX，DX，CS，DS，SS，ES,DI,SI,SP,BP,IP,Flag等。
我们都知道计算机只能识别二进制数据，例如指令101110000000是把寄存器ax的值设为0，因为二进制指令比较难以理解，所以人们发明了汇编语言，上述指令用汇编语言（Intel写法）描述就是mov ax,0。
存储器
存储器就是我们所说的内存，CPU是计算机的核心，但没有存储器是万万不行的，因为CPU需要操作的指令和数据没有地方存放。CPU通过地址总线，数据总线和控制总线和存储器连接，以便于CPU从内存的指定位置取出或者写入数据。上课的时候，老师告诉我们内存是易失性存储器(RAM)，就是内存必须通电才能保证数据的完整性，掉电数据即不复存在，所以在这里的时候，我们会产生一个疑问，既然内存没有电就没有数据，CPU又不能自己产生数据，那么开机时，CPU的数据是从哪里来的？答案是ROM。
非易失性存储器
说道非易失性存储器，我们想到的可能就是类似U盘，硬盘或者光盘等类似的写入数据就能永久保存的数据，实际上还有一种叫ROM，它掉电以后内容不会消失，被用做存储永久数据，计算机很多设备中都有ROM，例如显卡，但最常见的是主板上的ROM，用来存储BIOS(（基本输入输出设备）。ROM也是存储器的一种，也是通过三根总线和CPU相连，所以CPU能直接读取ROM的数据，不同的是CPU不能往ROM里写入数据。
计算机的启动
说到这里，似乎就好理解了，只要我们事先往ROM里写入一些数据，开机的时候让CPU直接执行ROM里的指令，不就行了？实际正式如此，过程如下：
1，按下电源键，主板开始给CPU供电，待电源稳定之后，CPU把CS寄存器的值设为0xFFFF，IP寄存的值设为0x0000，意味着CPU要执行0xFFFF0处的指令，0xFFFF0位于ROM中，所以有数据。
2，FFFF0H的数据一般是一条jmp指令，用以跳转到BIOS在ROM中真正的位置处。
3，BIOS要做的事情是加电自检（POST），就是我们常见的开机启动后，系统自检的画面。到这里，实际上电脑已经启动起来了。
4，在完成系统检查之后，BIOS会把系统的管理权交给下一阶段的设备中存放的程序。
在BIOS中，会有一个设备启动的顺序，如硬盘，U盘或者光盘，BIOS会依次读取这些设备的第一个扇区（前512字节）到内存0x7C00，并检查其最后两个字节是否为0x55,0xaa，如果是，则从0x7c00处执行，如果不是，则检查下一个启动设备。
启动设备的第一个512byte的扇区我们称之为MBR（主引导记录），包含调用系统的代码，设备的分区表和2字节的签名（0x55,0xaa），MBR的作用是把操作系统自己的引导程序读入内存，然后跳转到操作系统的引导程序，操作系统引导程序加载操作系统，并把CPU设置为保护模式，系统就启动完成了。
更详细的启动流程，请看下图:
综上，计算机启动过程中，有几个关键点:
1, ROM事先就储存了启动程序。
2，CPU加电之后，会首先执行某一个固定位置的程序。
3，启动设备上的MBR负责第一阶段加载启动设备上的启动程序。
实际上对于我们来说，ROM和CPU都已经固定了，MBR就是整个系统的关键点，下面我们来完成一个MBR，不依赖操作系统，用来在系统启动时打印出”Welcome to https://www.hitoy.org/”。
DISADDR EQU 0xb800
DISCOLOR EQU 0x02
LOADADDR EQU 0x7c00
section .code vstart=LOADADDR
_start:
;注意:实模式下不能设置CS段地址
;mov ax,LOADADDR
;mov cs,ax
;data addr
mov ax,string
mov si,ax
;display segment
;and AR
mov ax,DISADDR
mov ds,ax
mov bx,0
show:
;Copy Char to CL
mov cl,[cs:si]
mov ch,0
cmp cx,0
je end
mov ch,DISCOLOR
mov [ds:bx],cx
inc si
add bx,2
jmp show
end:
jmp $
string: db "Welcome to https://www.hitoy.org/",0
times 510-($-$$) db 0
db 0x55,0xaa
用nasm编译成bin格式文件，然后写入启动设备第一个扇区，可以看到开机时文字已经被显示出来了。
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