计算机最小工作系统组件介绍

导读：

不限于CPU，任何芯片都有其最小工作系统。本文所指最小工作系统是指一个计算机系统中所需的最基本的组件和功能，以使计算机能够正常启动和进行基本的操作。

最小工作系统的概念有助于理解计算机系统的最基本要求，并提供了一个起点，可以根据需求和功能的增加逐步扩展和完善系统。在实际应用中，计算机系统通常会包含更多的组件和功能，以满足更复杂的任务和需求。

计算机最小工作系统组件

以上是一个具体的例子，展示了计算机最小工作系统中的一些组件：

1. CPU：一个基本的CPU芯片，如Intel 、AMD、飞腾、龙芯等。
2. 时钟发生器：CPU和系统外设所需的时钟信号。这个信号可以通过外部晶体振荡器或其他时钟源来生成。
3. 内存：内存模块，如4/8GB DDR4 。这个内存用于存储正在执行的程序和数据。
4. BIOS：基本输入输出系统（BIOS），是一段存储在特定芯片上的固件程序。一般位于存储芯片中，它提供了计算机启动时的基本硬件初始化和系统设置。
5. 电源：提供给CPU、内存、BIOS存储芯片、时钟、硬盘等计算机系统内所有模块的电源。
6. 硬盘：硬盘驱动器。硬盘用于存储操作系统、应用程序和其他数据。
   注释：
   1、本文所指的计算机最小系统主要以CPU为核心，能让CPU正常启动，如果你的计算机系统必须要显示、要键鼠或要其他外设，那么你可以认为你的的计算机最小系统需要加上显示、键鼠或其他外设。

BIOS工作原理

BIOS（Basic Input/Output System）是计算机系统中的一段固化的基本输入输出系统软件。它位于计算机的主板上的一个存储芯片中（一般为SPI接口的nor flash），负责计算机的启动和初始化过程，以及提供低级的硬件控制和系统设置。

BIOS的工作原理如下：

1. 启动过程：当计算机电源打开时，BIOS首先进行自检（Power-On Self-Test，POST）。自检过程会检查计算机硬件的完整性和功能性，包括处理器、内存、硬盘等。如果自检通过，BIOS会根据预设的启动设备顺序，寻找可引导的设备。
2. 引导过程：BIOS会尝试从预设的启动设备中加载引导程序（Bootloader），一般是从硬盘的引导扇区加载。引导程序负责加载操作系统的核心部分，并将控制权交给操作系统。
3. 硬件初始化：在操作系统加载之前，BIOS负责对计算机的硬件进行初始化。它会配置和初始化各个硬件设备，包括处理器、内存、显示适配器、硬盘、键盘等。通过与硬件交互，BIOS建立了硬件与操作系统之间的基本通信桥梁。
4. CMOS设置：BIOS还提供了一组可配置的系统设置，存储在计算机的CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）芯片中。这些设置包括时钟设置、启动顺序、硬件设备配置等。用户可以通过BIOS设置界面进入CMOS设置，根据需求进行配置和调整。

注释：

1、BIOS的工作原理是在计算机启动时执行自检，加载引导程序，初始化硬件设备，并提供了可配置的系统设置。它为计算机的正常启动和基本硬件控制提供了必要的支持。

2、BIOS逐渐被UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）取代，现在大家所说的BIOS基本上都是UEFI，只是大家习惯叫BIOS，但在许多旧型号的计算机上仍然存在BIOS，BIOS和UEFI两种固件的区别不是本文的重点，感兴趣的读者请自行研究。

3、不管是BIOS还是UEFI，固件的终极目的：初始化硬件、提供硬件的软件抽象、启动操作系统。

4、BIOS提供了整个主板，包括主板上外插设备的软件抽象，通过探测、training、枚举，bios就有了系统所有的硬件信息，它通过几组详细定义好的接口，把这些信息抽象后传递给操作系统，通过这层映射，操作系统才能做到完全不改而能适配到所有机型和硬件。

总结

不管是复杂还是简单的系统，本人都会第一时间了解其核心芯片的最小工作系统，它有助于理解我所需设计系统的最基本要求。

本人建议读者去了解BIOS更深层次的原理，初学者或非工程师只需记住BIOS最主要的功能：初始化硬件和提供硬件的软件抽象。你可以想象这样一个问题，有多少人使用和有多少种X86架构的CPU设计的硬件产品？我记得以前很流行自己购买零件组装电脑。那么要面对数千万种千奇百怪的硬件产品，如何才能用一个软件安装包服务于这么多种设备呢？则必须要一个软件抽象层封装这些硬件差别。那就是BIOS(UEFI)：标准接口，开放统一，开源。