Wie kann sich mein Computer neu starten?

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Wie kann sich mein Computer neu starten?
Wie kann sich mein Computer neu starten?
Anonim
Es ist eine so gewöhnliche Aktivität, dass die meisten von uns wahrscheinlich nie darüber nachgedacht haben: der automatische Neustart. Unabhängig davon, ob Sie vom Benutzer oder von der Anwendung initiiert werden, was passiert genau, wenn Ihr Computer seine eigene Energieversorgung ausschaltet?
Es ist eine so gewöhnliche Aktivität, dass die meisten von uns wahrscheinlich nie darüber nachgedacht haben: der automatische Neustart. Unabhängig davon, ob Sie vom Benutzer oder von der Anwendung initiiert werden, was passiert genau, wenn Ihr Computer seine eigene Energieversorgung ausschaltet?

Die heutige Question & Answer-Sitzung wird von SuperUser zur Verfügung gestellt - einer Unterteilung von Stack Exchange, einer Community-Gruppe von Q & A-Websites.

Die Frage

Super-User-Leser Seth Carnegie wundert sich über das Power Management von Computern:

How can a computer restart itself? After it’s off, how does it tell itself to come back on again? What kind of software is it that can do this?

Wie in der Tat Welche Kombination von Software / Hardware-Magie macht es möglich?

Die Antwort

Der Superuser-Mitwirkende Jcrawfordor bietet eine komprimierte und detaillierte Antwort auf die Frage, die die Frage mehr als angemessen beantwortet:
Der Superuser-Mitwirkende Jcrawfordor bietet eine komprimierte und detaillierte Antwort auf die Frage, die die Frage mehr als angemessen beantwortet:

Die zu lange, las es nicht Antwort: Die Stromzustände in Ihrem Computer werden durch eine Implementierung von ACPI (erweiterte Konfiguration und Stromschnittstelle) gesteuert. Am Ende eines Herunterfahrenprozesses legt Ihr Betriebssystem einen ACPI-Befehl fest, der angibt, dass der Computer neu gestartet werden muss. Als Reaktion setzt das Motherboard alle Komponenten mit ihren jeweiligen Rücksetzbefehlen oder -linien zurück und folgt dann dem Bootstrap-Prozess. Das Motherboard schaltet sich nie wirklich aus, es setzt nur verschiedene Komponenten zurück und verhält sich dann so, als ob der Netzschalter gerade gedrückt worden wäre.

Lange und weitläufige, aber (meiner Meinung nach) interessantere Antwort:

Soft Power und wie es funktioniert

In früheren Zeiten (na gut, okay, für einen College-Studenten wie mich waren die 90er Jahre vor langer Zeit), hatten wir AT-Motherboards (Advanced Technology) AT macht Verwaltung. Das AT-System war sehr, sehr einfach. Der Netzschalter an Ihrem Computer war ein Hardware-Kippschalter (wahrscheinlich auf der Rückseite des Gehäuses), und Ihr 120-VAC-Eingang ging direkt durch. Dadurch wurde die Stromversorgung der Stromversorgung physisch ein- und ausgeschaltet, und als dieser Schalter in der Position Aus war, war alles in Ihrem Computer vollständig leer (dies machte den CMOS-Akku sehr wichtig, da ohne die Stromversorgung keine Hardware für die Hardware vorhanden war.) Uhr tickt). Da es sich bei dem Netzschalter um einen physischen Mechanismus handelt, gab es keine Möglichkeit, die Stromversorgung ein- und auszuschalten. Windows würde die berühmte Meldung "Es ist jetzt sicher, Ihren Computer auszuschalten" anzeigen, da zwar alles geparkt und zum Ausschalten bereit war, das Betriebssystem jedoch nicht den Netzschalter betätigen konnte. Diese Konfiguration wurde manchmal als bezeichnet starke Kraft, da es sich um die gesamte Hardware handelt.

Heutzutage ist es anders, aufgrund der Wunder von ATX-Motherboards und ATX-Leistung (Das ist die Advanced Technology, wenn Sie den Überblick behalten). Zusammen mit einer Reihe anderer Fortschritte (Mini-DIN PS / 2, wer?) Hat ATX mitgebracht leichte Kraft. Soft Power bedeutet, dass die Stromversorgung des Computers per Software gesteuert werden kann. Dies brachte einige Importänderungen mit sich:

  • Standby-Strom: Möglicherweise haben Sie einen 5V-SB- oder 5V-Standby-Anschluss in den Pinbelegungen des Netzteils gesehen. Das Standby-Stromversorgung ist eine 5-V-Leitung zu Ihrem Motherboard, die immer eingeschaltet ist, auch wenn der Computer ausgeschaltet ist. Aus diesem Grund ist es wichtig, den Netzteilschalter der PSU (falls vorhanden) abzutrennen oder auszuschalten, wenn Sie moderne Computer warten, da Sie möglicherweise den 5-V-SB kurzschließen und das Motherboard beschädigen können. Aus diesem Grund sind CMOS-Akkus nicht mehr so wichtig, denn der 5-V-SB wird verwendet, um den CMOS-Akku zu ersetzen, wenn das Netzteil mit Strom versorgt wird. Daher wird der CMOS-Akku nur verwendet, wenn Sie den Computer vollständig vom Netz trennen. Die 5-V-SB-Leitung ermöglicht es den Komponenten Ihres Computers (vor allem des BIOS und der Netzwerkadapter), einige einfache Software auszuführen, auch wenn der Computer ausgeschaltet ist.
  • Intelligente Stromversorgungssteuerung. Wenn Sie sich eine Pinbelegung für den Motherboard-Anschluss (P1) Ihres Netzteils ansehen, werden Sie feststellen, dass zwei Pins normalerweise beschriftet sind PS_ON und PS_RDY. Diese stehen für „Stromversorgung ein“und „Stromversorgung bereit“. Wenn Sie gerne experimentieren, nehmen Sie ein Netzteil, das sich nicht in einem Computer befindet, schließen Sie es an und schließen Sie eine Masseleitung (eines der schwarzen Kabel) sorgfältig an die PS_ON-Leitung (das grüne Kabel) an. Die Stromversorgung wird sichtbar eingeschaltet und der Lüfter läuft hoch. Die Komponenten des Motherboards, die von + 5 V SB ausgehen, schalten Ihre Stromversorgung ein und aus, indem Sie den PS_ON-Pin mit Strom versorgen. Da sich im Netzteil einige Kondensatoren und andere Komponenten befinden, die einen Moment zum Aufladen benötigen, sind die Spannungen an den Hauptausgängen des Netzteils möglicherweise nicht sofort nach dem Einschalten der PSU stabil. Dafür gibt es den PS_RDY-Pin. Er leuchtet auf, wenn die interne Logik des Netzteils feststellt, dass das Netzteil "bereit" ist und eine stabile Stromversorgung liefert. Das Motherboard wartet, bis PS_RDY eingeschaltet ist, um mit dem Booten fortzufahren.

So schaltet der Netzschalter den Computer nicht mehr ein. Stattdessen ist er mit den Basis-Controllern Ihres Motherboards verbunden, die erkennen, dass die Taste gedrückt wurde, und eine Reihe von Schritten ausführen, um das System vorzubereiten, einschließlich des Einschaltens von PS_ON, sodass die Stromversorgung verfügbar ist. Der Netzschalter ist nicht die einzige Möglichkeit, den Startvorgang auszulösen. Geräte am Erweiterungsbus können dies auch tun.Dies ist wichtig, da Ihre Ethernet-Netzwerkadapter tatsächlich eingeschaltet bleiben, wenn Ihr Computer ausgeschaltet ist und nach einem bestimmten Paket sucht, das oft als "Magic-Paket" bezeichnet wird. Wenn dieses Paket an seine MAC-Adresse adressiert wird, wird der Startvorgang ausgelöst. So funktioniert „Wake-on-LAN“(WoL). Die Uhr kann auch einen Startvorgang initiieren (die meisten BIOS ermöglichen es Ihnen, eine Uhrzeit festzulegen, zu der der Computer täglich hochfahren soll), und USB- und FireWire-Geräte können einen Startvorgang auslösen, obwohl mir dies noch nicht bekannt ist.

Power Control verstehen

Nun, ich erkläre die Soft Power-Sache, weil ich denke, dass dies interessant ist (immer ein wichtiger Grund, warum ich Dinge erkläre) und weil Sie damit verstehen können, wie die Stromversorgung und der Ein- / Ausschaltzustand Ihres Computers alle durch Software gesteuert werden. Bei den meisten heutigen Computern ist dieses Softwaresystem eine Implementierung des Erweiterte Konfigurations- und Stromschnittstelle oder ACPI. ACPI ist ein standardisiertes, einheitliches System, mit dem Software die Stromversorgung Ihres Computers steuern kann. Sie haben vielleicht von der gehört ACPI-Leistungszustände. Der grundlegende Mechanismus der Stromsteuerung ist diese „Stromversorgungszustände“. Ihr Betriebssystem schaltet die Stromversorgungsmodi durch, indem Sie sich auf den Schalter vorbereiten (die Herunterfahren / Ruhezustand-Vorgänge, die vor dem Ausschalten der Stromversorgung ausgeführt werden) und dann das Motherboard anweisen, die Stromversorgungszustände umzuschalten. Die Machtzustände sehen so aus:

  • G0: Arbeitet (der Zustand Ihres Computers ist eingeschaltet)
  • G1: Standby (Standby-Status Ihres Computers, unterteilt in die S-Unterzustände)

    • S1: Stromversorgung für CPU und RAM bleibt eingeschaltet, aber die CPU führt keine Anweisungen aus. Peripheriegeräte sind ausgeschaltet.
    • S2: CPU ausgeschaltet, RAM bleibt erhalten
    • S3: Alle Komponenten außer für RAM und Geräte, die einen Lebenslauf auslösen (Tastatur), sind heruntergefahren. Wenn Sie Ihrem Betriebssystem mitteilen, dass es in den Ruhezustand gehen soll, wird der Prozess angehalten und der Modus aktiviert.
    • S4: Winterschlaf. Es ist absolut alles ausgeschaltet. Wenn Sie Ihrem Betriebssystem den Ruhezustand mitteilen, wird der Prozess angehalten, der Inhalt des Arbeitsspeichers wird auf der Festplatte gespeichert und der Modus wird geöffnet.
  • G2: Soft Off Dies ist der "Aus" -Zustand Ihres Computers. Alle Geräte außer Strom, die einen Startvorgang auslösen können, sind ausgeschaltet.
  • G3: Mechanisch aus.

Wie geht das eigentlich zurück?

Sie werden feststellen, dass der Neustart nicht zu diesen Zuständen gehört. Was passiert also eigentlich, wenn Ihr Computer beim Neustart startet? Die Antwort kann überraschend sein, da dies aus Sicht des Energiemanagements fast nichts. Es gibt ein ACPI-Reset-Befehl. Wenn Sie Ihrem Betriebssystem einen Neustart mitteilen, folgt es seinem normalen Herunterfahren (stoppt alle Prozesse, führt einige Wartungsarbeiten durch, hebt das Dateisystem auf, usw.) und anschließend als letzten Schritt, anstatt die Maschine in den Stromversorgungszustand zu versetzen G2 (als wenn Sie es einfach gesagt hätten, es sei Herunterfahren), setzt es den Reset-Befehl. Dies wird im Allgemeinen als "Reset-Register" bezeichnet, da es, wie bei den meisten ACPI-Schnittstellen, nur eine Adresse ist, an die ein bestimmter Wert geschrieben werden sollte, um einen Reset anzufordern. Ich zitiere die 2.0-Spezifikation, was sie tut:

The optional ACPI reset mechanism specifies a standard mechanism that provides a complete system reset. When implemented, this mechanism must reset the entire system. This includes processors, core logic, all buses, and all peripherals. From an OSPM perspective, asserting the reset mechanism is the logical equivalent to power cycling the machine. Upon gaining control after a reset, OSPM will perform actions in like manner to a cold boot.

Wenn also das Reset-Register gesetzt ist, geschieht dies nacheinander.

  • Alle Logik wird zurückgesetzt. Dies bedeutet, dass die entsprechenden Rücksetzbefehle an verschiedene Hardwarebits gesendet werden, einschließlich CPU, Speichercontroller, Peripheriecontroller usw. In den meisten Fällen bedeutet dies einfach das Aufleuchten einer physischen RST-Leitung, wie AndrejaKo oben gezeigt hat.
  • Der Computer wird dann gebootet. Hierbei handelt es sich um den Teil "Aktionen auf ähnliche Weise wie bei einem Kaltstart ausführen". Das Motherboard führt die gleichen Schritte aus, als wäre das Netzteil nach dem Drücken des Netzschalters gerade betriebsbereit.

Der Endeffekt dieser beiden Schritte (die sich tatsächlich in sehr viele weitere Schritte aufteilen) ist, dass alles wie der Computer aussieht, der gerade hochgefahren wurde, aber die Stromversorgung dauerte eigentlich die ganze Zeit. Dies bedeutet weniger Zeit zum Herunterfahren und Hochfahren (da Sie nicht warten müssen, bis die Stromversorgung bereit ist), und vor allem das Booten kann durch das Herunterfahren des Betriebssystems eingeleitet werden. Dies bedeutet, dass kein weiterer Start-Trigger verwendet werden muss (WoL usw.), und Sie können Reboot als effektive Methode zum Remote-Reset des Systems verwenden, wenn Sie keinen Startvorgang starten können.

Das war eine lange Antwort. Aber hey, hoffentlich wissen Sie jetzt mehr über das Power Management von Computern. Ich habe sicherlich einige Dinge gelernt, die das erforschen.

Haben Sie etwas zur Erklärung hinzuzufügen? Ton aus in den Kommentaren. Möchten Sie mehr Antworten von anderen technisch versierten Stack Exchange-Benutzern lesen? Hier geht es zum vollständigen Diskussionsthread.

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