計算機硬件知識
python是編程語言，即python是語言
語言有英語、法語、葡萄牙語等，但凡是語言，都是用來溝通的介質。
程序員編程的本質就是讓計算機去工作，而編程語言就是程序員與計算機溝通的介質
程序員要想讓計算機工作，必須知道計算機能幹什麽，怎麽幹的，這也就是我們必須學習計算機基礎的原因
然而光有編程語言和硬件也並不能滿足大家的編程需求，為什麽這麽說呢？
程序用編程語言寫程序，最終開發出的結果就是一個軟件，既然是軟件，那就與騰訊qq、暴風影音、快播等軟件沒有區別了。這些軟件必須運行在操作 系統之上，你肯定會問：為何要有操作系統呢？沒錯，遠古時代的程序員確實是在沒有操作系統的環境下，用編程語言之間操作硬件來編程的，你可能覺得這沒有問 題，但其實問題是相當嚴重的，因為此時你必須掌握如何操作硬件的所有具體細節，比如如何具體操作硬盤（現在你得把硬盤拆開，然後你能看見的所有的東西，你 都得研究明白，因為你編程時要用到它），這就嚴重影響了開發的效率，操作系統的出現就是運行於硬件之上，來控制硬件的，我們開發時，只需要調用操作系統為 我們提供的簡單而優雅的接口就可以了
所以一套完整的計算機系統分為：計算機硬件，操作系統，軟件（程序員開發的就是軟件），如下圖。因而我們的python編程之路分為計算機硬件基礎，操作系統基礎，和python編程三部分，就讓我們先從計算機硬件學起吧
二 本節目標
- 了解計算機各組件及工作原理
- 了解計算機啟動流程
三 計算機硬件發展史
http://www.cnblogs.com/xuyaping/p/7667508.html
四：計算機硬件介紹
從概念上講，一臺簡單的個人計算機可以抽象為類似下圖的模型，CPU、內存以及I/O設備都由一條系統總線（bus）連接起來並通過總線與其他設備通信
現代計算機的結構更復雜，包括多重總線
理解各部分功能的一個簡單的方法是，把計算機各部分組件往人的身上套，比如
cpu是人的大腦，負責運算
內存是人的記憶，負責臨時存儲
硬盤是人的筆記本，負責永久存儲
輸入設備是耳朵或眼睛，負責接收外部的信息傳給cpu
輸出設備是你的表情，負責經過處理後輸出的結果
以上所有的設備都通過總線連接，總線相當於人的神經
上課開始，老師講課，學生聽課，老師是程序員，學生是計算機，學生的器官都是計算機各部分組成
1.老師通過學生的眼睛和耳朵將自己的知識/指令傳給學生（輸入）
2.學生在接收知識/指令後，通過自己的神經，將其放入自己的內存/短期記憶（總線、內存）
3.學生的大腦/cpu從短期記憶裏取出知識/指令，分析知識/指令，然後學習知識/執行指令 （cpu取指、分析、執行）
4.學生的表情會直接反映出自己是否聽懂，這就是輸出，老師瞅一眼就知道學生有沒有學會（輸出）
5.學生想要永久將知識保存下來，只能拿出一個筆記本，把剛剛學會的知識都寫到本子上，這個本子就是硬盤（磁盤）
4.1 處理器
計算機的大腦就是CPU，它從內存中取指令->解碼->執行，然後再取指->解碼->執行下一條指令，周而復始，直至整個程序被執行完成。
每個cpu都有一套可執行的專門指令集，任何軟件的執行最終都要轉化成cpu的指令去執行。所以Pentium（英特爾第五代x86架構的微處理 器）不能執行SPARC（另外一種處理器）的程序。這就好比不同的人腦，對於大多數人類來說，人腦的結構一樣，所以別人會的東西你也都可以會，但對於愛因 斯坦的腦子來說，它會的你肯定不會。
因訪問內存以得到指令或數據的時間比cpu執行指令花費的時間要長得多，所以，所有CPU內部都有一些用來保存關鍵變量和臨時數據的寄存器，這樣通常在cpu的指令集中專門提供一些指令，用來將一個字（可以理解為數據）從內存調入寄存器，以及將一個字從寄存器存入內存。cpu其他的指令集可以把來自寄存器、內存的操作數據組合，或者用兩者產生一個結果，比如將兩個字相加並把結果存在寄存器或內存中。
寄存器的分類：
1.除了用來保存變量和臨時結果的通用寄存器外
2.多數計算機還有一些對程序員課件的專門寄存器，其中之一便是程序計數器，它保存了將要取出的下一條指令的內存地址。在指令取出後，程序計算器就被更新以便執行後期的指令
3.另外一個寄存器便是堆棧指針，它指向內存中當前棧的頂端。該棧包含已經進入但是還沒有退出的每個過程中的一個框架。在一個過程的堆棧框架中保存了有關的輸入參數、局部變量以及那些沒有保存在寄存器中的臨時變量
4.最後 一個非常重要的寄存器就是程序狀態字寄存器(Program Status Word,PSW),這個寄存器包含了條碼位(由比較指令設置)、CPU優先級、模式（用戶態或內核態），以及各種其他控制位。用戶通常讀入整個PSW，但是只對其中少量的字段寫入。在系統調用和I/O中，PSW非常非常非常非常非常非常重要
寄存器的維護：
操作系統必須知曉所有的寄存器。在時間多路復用的CPU中，操作系統會經常中止正在運行的某個程序並啟動（或再次啟動）另一個程序。每次停止一個運行著的程序時，操作系統必須保存所有的寄存器，這樣在稍後該程序被再次運行時，可以把這些寄存器重新裝入。
處理器設計的演變
1.最開始取值、解碼、執行這三個過程是同時進行的，這意味著任何一個過程完成都需要等待其余兩個過程執行完畢，時間浪費
2.後來被設計成了流水線式的設計，即執行指令n時，可以對指令n+1解碼，並且可以讀取指令n+2,完全是一套流水線。
3.超變量cpu，比流水線更加先進，有多個執行單元，可以同時負責不同的事情，比如看片的同時，聽歌，打遊戲。
兩個或更多的指令被同時取出、解碼並裝入一個保持緩沖區中，直至它們都執行完畢。只有有一個執行單元空閑，就檢查保持緩沖區是否還有可處理的指令
這種設計存在一種缺陷，即程序的指令經常不按照順序執行，在多數情況下，硬件負責保證這種運算結果與順序執行的指令時的結果相同。
內核態與用戶態
除了在嵌入式系統中的非常簡答的CPU之外，多數CPU都有兩種模式，即內核態與用戶態。
通常，PSW中有一個二進制位控制這兩種模式。
內核態：當cpu在內核態運行時，cpu可以執行指令集中所有的指令，很明顯，所有的指令中包含了使用硬件的所有功能，（操作系統在內核態下運行，從而可以訪問整個硬件）
用戶態： 用戶程序在用戶態下運行，僅僅只能執行cpu整個指令集的一個子集，該子集中不包含操作硬件功能的部分，因此，一般情況下，在用戶態中有關I/O和內存保 護（操作系統占用的內存是受保護的，不能被別的程序占用），當然，在用戶態下，將PSW中的模式設置成內核態也是禁止的。
內核態與用戶態切換
用戶態下工作的軟件不能操作硬件，但是我們的軟件比如暴風影音，一定會有操作硬件的需求，比如從磁盤上讀一個電影文件，那就必須經歷從用戶態切換到內核態的過程，為此，用戶程序必須使用系統調用（system call），系統調用陷入內核並調用操作系統，TRAP指令把用戶態切換成內核態，並啟用操作系統從而獲得服務。
請把的系統調用看成一個特別的的過程調用指令就可以了，該指令具有從用戶態切換到內核態的特別能力。
異常處理
需要強調的是，計算機使用TRAP來執行系統調用，多數的TRAP是由硬件引起的，用於警告有異常情況發生，如試圖1/0等操作。在所有的情況 下，操作系統都得到控制權並決定如何處理異常情況，有時，由於出錯的原因，程序不得不停止。在其他的情況下可以忽略出錯，如果程序已經提前宣布它希望處理 某類異常時，那麽控制權還必須返回給程序，讓其處理相關的問題
多線程和多核芯片
moore定律指出，芯片中的晶體管數量每18個月翻一倍，隨著晶體管數量的增多，更強大的功能稱為了可能，如
I.第一步增強：在cpu芯片中加入更大的緩存，一級緩存L1，用和cpu相同的材質制成，cpu訪問它沒有時延
II.第二步增強：一個cpu中的處理邏輯增多，intel公司首次提出，稱為多線程 （multithreading）或超線程（hyperthreading），對用戶來說一個有兩個線程的cpu就相當於兩個cpu，我們後面要學習的進 程和線程的知識就起源於這裏，進程是資源單位而線程才是cpu的執行單位。
多線程運行cpu保持兩個不同的線程狀態，可以在納秒級的時間內來回切換，速度快到你看到的結果是並發的，偽並行的，然而多線程不提供真正的並行處理，一個cpu同一時刻只能處理一個進程（一個進程中至少一個線程）
III.第三步增強：除了多線程，還出現了傲寒2個或者4個完整處理器的cpu芯片，如下圖。要使用這類多核芯片肯定需要有多處理操作系統
4.2 存儲器
計算機中第二重要的就是存儲了，所有人都意淫著存儲：速度快（這樣cpu的等待存儲器的延遲就降低了）+容量大+價錢便宜。然後同時兼備三者是不可能的，所以有了如下的不同的處理方式
存儲器系統采用如上圖的分層結構，頂層的存儲器速度較高，容量較小，與底層的存儲器相比每位的成本較高，其差別往往是十億數量級的
寄存器即L1緩存：
用與cpu相同材質制造，與cpu一樣快，因而cpu訪問它無時延，典型容量是：在32位cpu中為32*32，在64位cpu中為64*64，在兩種情況下容量均<1KB。
高速緩存即L2緩存：
主要由硬件控制高速緩存的存取，內存中有高速緩存行按照0~64字節為行0，64~127為行1。。。最常用的高速緩存行放置在cpu內部或者非常 接近cpu的高速緩存中。當某個程序需要讀一個存儲字時，高速緩存硬件檢查所需要的高速緩存行是否在高速緩存中。如果是，則稱為高速緩存命中，緩存滿足了請求，就不需要通過總線把訪問請求送往主存(內存)，這畢竟是慢的。高速緩存的命中通常需要兩個時鐘周期。高速緩存為命中，就必須訪問內存，這需要付出大量的時間代價。由於高速緩存價格昂貴，所以其大小有限，有些機器具有兩級甚至三級高速緩存，每一級高速緩存比前一級慢但是容易大。
緩存在計算機科學的許多領域中起著重要的作用，並不僅僅只是RAM（隨機存取存儲器）的緩存行。只要存在大量的資源可以劃分為小的部分，那麽這 些資源中的某些部分肯定會比其他部分更頻發地得到使用，此時用緩存可以帶來性能上的提升。一個典型的例子就是操作系統一直在使用緩存，比如，多數操作系統 在內存中保留頻繁使用的文件（的一部分），以避免從磁盤中重復地調用這些文件，類似的/root/a/b/c/d/e/f/a.txt的長路徑名轉換成該 文件所在的磁盤地址的結果然後放入緩存，可以避免重復尋找地址，還有一個web頁面的url地址轉換為網絡地址(IP)地址後，這個轉換結果也可以緩存起 來供將來使用。
緩存是一個好方法，在現代cpu中設計了兩個緩存，再看4.1中的兩種cpu設計圖。第一級緩存稱為L1總是在CPU中，通常用來將已經解碼的 指令調入cpu的執行引擎，對那些頻繁使用的數據自，多少芯片還會按照第二L1緩存 。。。另外往往設計有二級緩存L2，用來存放近來經常使用的內存字。L1與L2的差別在於對cpu對L1的訪問無時間延遲，而對L2的訪問則有1-2個時 鐘周期（即1-2ns）的延遲。
內存：
再往下一層是主存，此乃存儲器系統的主力，主存通常稱為隨機訪問存儲RAM，就是我們通常所說的內存，容量一直在不斷攀升，所有不能再高速緩存中找到的，都會到主存中找，主存是易失性存儲，斷電後數據全部消失
除了主存RAM之外，許多計算機已經在使用少量的非易失性隨機訪問存儲如ROM（Read Only Memory，ROM），在電源切斷之後，非易失性存儲的內容並不會丟失，ROM只讀存儲器在工廠中就被編程完畢，然後再也不能修改。ROM速度快且便 宜，在有些計算機中，用於啟動計算機的引導加載模塊就存放在ROM中，另外一些I/O卡也采用ROM處理底層設備的控制。
EEPROM（Electrically Erasable PROM，電可擦除可編程ROM）和閃存（flash memory）也是非易失性的， 但是與ROM相反，他們可以擦除和重寫。不過重寫時花費的時間比寫入RAM要多。在便攜式電子設備中中，閃存通常作為存儲媒介。閃存是數碼相機中的膠卷， 是便攜式音譯播放器的磁盤，還應用於固態硬盤。閃存在速度上介於RAM和磁盤之間，但與磁盤不同的是，閃存擦除的次數過多，就被磨損了。
還有一類存儲器就是CMOS，它是易失性的，許多計算機利用CMOS存儲器來保持當前時間和日期。CMOS存儲器和遞增時間的電路由一小塊電池驅動，所以，即使計算機沒有加電，時間也仍然可以正確地更新，除此之外CMOS還可以保存配置的參數，比如，哪一個是啟動磁盤等，之所以采用CMOS是因為它耗電非常少，一塊工廠原裝電池往往能使用若幹年，但是當電池失效時，相關的配置和時間等都將丟失
4.3 磁盤
磁盤低速的原因是因為它一種機械裝置，在磁盤中有一個或多個金屬盤片，它們以5400，7200或 10800rpm（RPM =revolutions per minute 每分鐘多少轉 ）的速度旋轉。從邊緣開始有一個機械臂懸在盤面上，這類似於老式黑膠唱片機上的拾音臂。信息卸載磁盤上的一些列的同心圓上，是一 連串的2進制位（稱為bit位），為了統計方法，8個bit稱為一個字節bytes，1024bytes=1k，1024k=1M，1024M=1G,所 以我們平時所說的磁盤容量最終指的就是磁盤能寫多少個2進制位。
每個磁頭可以讀取一段換新區域，稱為磁道
把一個戈丁手臂位置上所以的磁道合起來，組成一個柱面
每個磁道劃成若幹扇區，扇區典型的值是512字節
數據都存放於一段一段的扇區，即磁道這個圓圈的一小段圓圈，從磁盤讀取一段數據需要經歷尋道時間和延遲時間
平均尋道時間
機械手臂從一個柱面隨機移動到相鄰的柱面的時間成為尋到時間，找到了磁道就以為著招到了數據所在的那個圈圈，但是還不知道數據具體這個圓圈的具體位置
平均延遲時間 機械臂到達正確的磁道之後還必須等待旋轉到數據所在的扇區下，這段時間成為延遲時間 虛擬內存： 許多計算機支持虛擬內存機制，該機 制使計算機可以運行大於物理內存的程序，方法是將正在使用的程序放入內存取執行，而暫時不需要執行的程序放到磁盤的某塊地方，這塊地方成為虛擬內存，在 linux中成為swap，這種機制的核心在於快速地映射內存地址，由cpu中的一個部件負責，成為存儲器管理單元(Memory Management Unit MMU) PS：從一個程序切換到另外一個程序，成為上下文切換(context switch),緩存和MMU的出現提升了系統的性能，尤其是上下文切換4.4 磁帶
在價錢相同的情況下比硬盤擁有更高的存儲容量，雖然速度低於磁盤，但是因其大容量，在地震水災火災時可移動性強等特性，常被用來做備份。（常見於大型數據庫系統中）
4.5 I/O設備
cpu和存儲器並不是操作系統唯一需要管理的資源，I/O設備也是非常重要的一環。
見四中的圖，I/O設備一般包括兩個部分：設備控制器和設備本身。
控制器：是查找主板上的一塊芯片或一組芯片（硬盤，網卡，聲卡等都需要插到一個口上，這個口連的便是控制器），控制器負責控制連接的設備，它從操作系統接收命令，比如讀硬盤數據，然後就對硬盤設備發起讀請求來讀出內容。
控制器的功能：通常情況下對設備的控制是非常復雜和具體的，控制器的任務就是為操作系統屏蔽這些復雜而具體的工作，提供給操作系統一個簡單而清晰的接口
設備本身：有相對簡單的接口且標準的，這樣大家都可以為其編寫驅動程序了。要想調用設備，必須根據該接口編寫復雜而具體的程序，於是有了控制器提供設備驅動接口給操作系統。必須把設備驅動程序安裝到操作系統中。
4.5 總線
四小節中的結構在小型計算機中沿用了多年，並也用在早期的IBM PC中。但是隨著處理器和存儲器速度越來越快，單總線很難處理總線的交通流量了，於是出現了下圖的多總線模式，他們處理I/O設備及cpu到存儲器的速度都更快。
北橋即PCI橋：連接高速設備
南橋即ISA橋：連接慢速設備
4.6 啟動計算機
在計算機的主板上有一個基本的輸入輸出程序（Basic Input Output system)
BIOS就相當於一個小的操作系統，它有底層的I/O軟件，包括讀鍵盤，寫屏幕，進行磁盤I/O,該程序存放於一非易失性閃存RAM中。
啟動流程
1.計算機加電
2.BIOS開始運行，檢測硬件：cpu、內存、硬盤等
3.BIOS讀取CMOS存儲器中的參數，選擇啟動設備
4.從啟動設備上讀取第一個扇區的內容（MBR主引導記錄512字節，前446為引導信息，後64為分區信息，最後兩個為標誌位）
5.根據分區信息讀入bootloader啟動裝載模塊，啟動操作系統
6.然後操作系統詢問BIOS，以獲得配置信息。對於每種設備，系統會檢查其設備驅動程序是否存在，如果沒有，系統則會要求用戶按照設備驅動程序。 一旦有了全部的設備驅動程序，操作系統就將它們調入內核。然後初始有關的表格（如進程表），穿件需要的進程，並在每個終端上啟動登錄程序或GUI
編程語言的作用及與操作系統和硬件的關系：
編程語言是可以和計算機溝通交流的一門語言，類似於中文，英語，日語等等。
不同的是編程語言可以給予計算機命令並使計算機執行相應的操作。
操作系統是計算機程序的一種，用於計算機“裸機”最基本的系統程序。
硬件由運算器、控制器、輸入設備、輸出設備及存儲器組成。
編程語言生成的軟件需在操作系統的基礎上運行，操作系統運行又離不開硬件，想要正常運行計算機並執行命令三者不可或缺。
應用程序-》操作系統-》硬件：
編程語言給予計算機命令並使計算機執行相應的操作。而操作系統就是上述過程中執行的媒介。
編程語言編寫程序開發出軟件，因軟件需在操作系統的基礎上執行，故需將命令傳遞給操作系統。
操作系統需在硬件上進行工作，操作系統將命令傳遞給硬件，以此來完成一次完整行為。
cpu-》內存-》磁盤：
CPU由運算器和控制器組成，相當於大腦，用於分析運算。
內存存儲器是用來保存將要處理，正在處理以及剛剛處理完的信息的臨時保存。
磁盤用於永久保存信息和資源的工具。
CPU接收外部信息並從內存中調用並進行分析運算，內存將正在進行，等待處理，剛剛處理完的的信息臨時保存，以提高運算效率。
而後磁盤將需要永久保存的信息及內容保存到磁盤中。
cpu與寄存器，內核態與用戶態及如何切換：
CPU從內存中調用的數據所花的時間比CPU處理運算數據要常長。故CPU都有寄存器放置關鍵數據和參數，以及剛剛處理過的數據。
寄存器下面四種：
1.通用寄存器：保存關鍵參數和臨時結果。
2.程序計數寄存器：保存從內存中將要取出的下一條指令的內存地址，每取出一份指令計數加一。
3.堆棧指針寄存器：指向內存中存有數據指令當前棧的頂端一個。其指向當前棧的已經進入但沒有退出每個過程中的一個框架。其框架保存了已經輸入的變量及參數，以及未保存到寄存器中的臨時變量。
4.程序狀態字寄存器：包括條碼位（比較指令設置），內核態和用戶態二種模式，CPU優先級以及各種控制位。通常被讀入整個PSW，但僅對少量數據寫入。
內核態：CPU內核態運行時，CPU可以執行指令集中的所有指令，內核態能訪問整個硬件數據及指令，包含了硬件的所有功能。
用戶態：CPU用戶態運行時，不能訪問硬件數據及指令，只能訪問一個子集，不包含硬件的功能。在此狀態下，將用戶態設置為內核態是被禁止的。
內核態和用戶態之間切換：有時候計算機需將用戶態切換到內核態，使用系統調用來處理。系統調用陷入內核和操作系統，TRAP指令將用戶態切換成內核態，並啟用操作系統來獲取服務。從而實現內核態和用戶態之間的切換。
存儲器系列，L1緩存，L2緩存，內存（RAM），EEPROM和閃存，CMOS與BIOS電池：
存儲器系列：寄存器、高速緩存、內存、磁盤、磁帶。從左向右速度越來越慢，容量越來越大，對應的價格比越來越低。
L1緩存：寄存器。與CPU材質相同，放置在CPU內部。故時間上無延遲。容量較低<1kB,32位計算機操作系統內存為32*32，64位計算機操作系統內存為64*64。
L2緩存：高速緩存。通過硬件控制高速緩存的存取，放在CPU內部或者離CPU較近的位置。高速緩存相比寄存器有時間上1~2ns的延遲，通常內存中保留常用的被使用的內容，以提高效率。
內存（RAM）：又稱為隨機訪問存儲，即主存。易失性，斷電情況下就會丟失。為存儲系統主力，在高速緩存找不到的文件在內存中均能被找到。
與之相應的是ROM，非易失性，斷電情況下數據也不會丟失。ROM只讀存儲器，在工廠已被編程完成且不能修改。速度快且便宜。可用於計算機啟動加載模塊，另外I/O也被ROM底層設備所控制。
EEPROM和閃存：EEPROM電可擦除可編程ROM，EEPROM和閃存一樣非易失性，具有可擦除和重寫功能。其中閃存相當於存儲媒介，如相機中的膠卷，磁盤，固態硬盤等。
閃存速度介於RAM和磁盤中，相比較磁盤而言，閃存擦除次數過多會使其磨損，導致其功能失效。
CMOS與BIOS電池：CMOS為存儲器的一種，易失性。CMOS存儲器和遞增時間的電路由一小塊電池驅動，可用於存儲時間和日期，保證在斷電情 況下時間和日期能正常顯示。也可存儲配置的參數，如哪一個是啟動磁盤等。其中讀取CMOS配置參數就是通過主板ROM上的程序BIOS。BIOS保存著計 算機最基本的輸入輸出系統，以及計算機開機後的自檢程序和系統自啟動程序。
磁盤結構，平均尋道時間，平均延遲時間，虛擬內存與MMU：
磁盤結構：磁盤為一種機械設置，低速。有一個或者若幹個金屬盤片組成，由轉軸來連接這些金屬盤片。金屬盤片邊緣有類似於機械臂的設置，頭部有磁頭可以讀取信息，轉軸以一定速度旋轉以便磁頭讀取金屬盤片上的信息。
平均尋道時間：數據都存儲在一片片扇形中，磁頭讀取相應的信息需要移動到其所在的扇形區域對應的軌道中，所花的時間即為尋道時間。
平均延遲時間：磁頭移動到相應的軌道後，不一定恰好處於所需數據的扇形區域內，移動到所需數據的扇形區域所花的時間為延遲時間。
虛擬內存:將正在運行的程序放入內存取執行，暫時不需要執行的程序放入磁盤中，這部分磁盤稱為虛擬內存，擴大了內存。
MMU：存儲器管理單元。快速映射內存地址，方便程序之間的切換。MMU和緩存提升了系統的性能。
磁帶：
磁帶：存儲器的一種。容量比較大，價格便宜，速度慢。
設備驅動與控制器：
控制器通過與設備連接，並給予設備命令使其執行命令。中間的媒介為設備驅動，設備驅動是為設備編寫的程序，控制器通過設備驅動來控制設備。
總線與南橋和北橋：
總線連接CPU、內存、輸入輸出設備，形成計算機硬件系統，計算機各功能被實現。隨著存儲器和內存越來越快，總線也從單總線升級到多中線。
南橋與北橋同樣的作用，亦被使用。南橋為ISA橋，連接慢速設備。北橋為PCI橋，連接快速設備。
操作系統的啟動流程：
操作系統的啟動通過BIOS系統，BIOS系統存儲在ROM中一部分區域。電腦通電，BIOS系統啟動，檢測CPU、內存、硬盤等，讀取CMOS中的配置參數，啟動設備。從啟動的設備中讀取扇形內容啟動裝載模塊，而後操作系統被啟動。
應用程序的啟動流程：
應用程序的啟動在操作系統啟動的前提下進行。BIOS程序從操作系統中獲取配置數據。然後檢測每種設備是否有設備驅動，沒有的話為其設置設備驅動。 所有的設備都有相對應得設備驅動後，操作系統將它們調入內核，初始有關的表格，穿件需要的進程，在每個程序上啟動終端。應用程序得以啟動。
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