Это настолько обычное дело, что большинство из нас, вероятно, никогда не переставали даже думать о нем: автоматический перезапуск. Инициировано ли пользователем или приложением, что именно происходит, когда ваш компьютер выключает собственное питание?
Сегодняшняя сессия вопросов и ответов была предоставлена нам благодаря SuperUser - подразделению Stack Exchange, группы веб-сайтов вопросов и ответов, созданной сообществом.
Вопрос
Читатель SuperUser Сет Карнеги задается вопросом об управлении питанием компьютера:
Как перезагрузить компьютер? После того, как он выключился, как он говорит себе снова включиться? Какое программное обеспечение может это сделать?
Как в самом деле? Какая комбинация программного / аппаратного волшебства делает это возможным?
Ответ
Участник SuperUser Jcrawfordor предлагает как сжатый, так и подробный ответ на вопрос, который более чем адекватно отвечает на вопрос:
Слишком длинный; не читал ответ: Состояниями питания на вашем компьютере управляет реализация ACPI (расширенная конфигурация и интерфейс питания). В конце процесса завершения работы ваша операционная система устанавливает команду ACPI, указывающую, что компьютер должен перезагрузиться. В ответ материнская плата сбрасывает все компоненты, используя их соответствующие команды или строки сброса, а затем выполняет процесс начальной загрузки. Материнская плата никогда не выключается, она только сбрасывает различные компоненты, а затем ведет себя так, как будто только что была нажата кнопка питания.
Длинный и бессвязный, но (на мой взгляд) более интересный ответ:
Мягкая сила и как она работает
Раньше (ну, ладно, для студента колледжа, вроде меня, 90-е были давным-давно), у нас были материнские платы AT (Advanced Technology) с В мощности управление. Система питания AT была очень и очень простой. Кнопка питания на вашем компьютере была аппаратным переключателем (вероятно, на задней панели корпуса), и ваш вход 120 В переменного тока прошел прямо через него. Он физически включал и выключал питание вашего источника питания, и когда этот переключатель был в положении Off, все в вашем компьютере было полностью разряжено (это делало батарею CMOS очень важной, потому что без нее не было источника питания, чтобы поддерживать оборудование. часы тикают). Поскольку выключатель питания был физическим механизмом, не было программного способа включать и выключать питание. Windows показывала известное сообщение «Теперь можно безопасно выключить компьютер», потому что, хотя все было припарковано и готово к выключению, операционная система не могла фактически щелкнуть выключателем питания. Эта конфигурация иногда называлась жесткая сила , потому что это все оборудование.
В настоящее время все по-другому из-за чудес материнских плат ATX и Мощность ATX (это усовершенствованная передовая технология, если вы следите за ней). Наряду с рядом других достижений (mini-DIN PS / 2, кто-нибудь?) ATX принес мягкая сила . Мягкая мощность означает, что питание компьютера можно контролировать с помощью программного обеспечения. Это принесло несколько изменений импорта:
- Питание в режиме ожидания: возможно, вы видели разъем «5 В SB» или «5 В в режиме ожидания», помеченный на распиновке источника питания. В резервный источник питания - это линия 5 В к материнской плате, которая всегда включена, даже когда компьютер выключен. Вот почему важно отключать или выключать аппаратный выключатель блока питания (если он есть) при обслуживании современных компьютеров, потому что даже когда он выключен, вы потенциально можете замкнуть 5 В SB и повредить материнскую плату. Вот почему батареи CMOS на самом деле больше не так важны - SB на 5 В используется для замены батареи CMOS, когда источник питания работает от сети, поэтому батарея CMOS используется только тогда, когда вы полностью отключите компьютер от сети. Линия 5v SB позволяет компонентам вашего компьютера (в первую очередь, BIOS и сетевым адаптерам) продолжать работать с некоторым простым программным обеспечением, даже когда компьютер выключен.
- Интеллектуальное управление питанием. Если вы посмотрите на распиновку разъема материнской платы блока питания (P1), вы заметите два контакта, обычно помеченные PS_ON а также PS_RDY . Они обозначают «питание включено» и «источник питания готов». Если вы любите экспериментировать, возьмите блок питания, не входящий в состав компьютера, подключите его и аккуратно замкните линию заземления (один из черных проводов) на линию PS_ON (зеленый провод). Заметно включится блок питания, а вентилятор будет вращаться. Компоненты материнской платы, работающие от источника питания +5 В, фактически включают и выключают источник питания, подключая питание к контакту PS_ON. Поскольку в блоке питания есть конденсаторы и другие компоненты, которым требуется некоторое время для зарядки, напряжения на основных выходах блока питания могут быть нестабильными сразу после включения блока питания. Для этого предназначен вывод PS_RDY, он включается, когда внутренняя логика блока питания определяет, что блок питания «готов» и будет обеспечивать стабильное питание. Материнская плата ожидает включения PS_RDY, чтобы продолжить загрузку.
Таким образом, ваш выключатель питания больше не «включает» компьютер. Вместо этого он подключен к базовым контроллерам вашей материнской платы, которые обнаруживают, что кнопка была нажата, и выполняют ряд шагов для подготовки системы, включая включение PS_ON для подачи питания. Кнопка питания - не единственный способ запустить процесс запуска, устройства на вашей шине расширения также могут это сделать. Это важно, потому что ваши сетевые адаптеры Ethernet фактически остаются включенными, когда ваш компьютер выключен, и ищут очень специфический пакет, часто называемый «волшебным пакетом». Если они обнаружат этот пакет, адресованный их MAC-адресу, они запустят процесс запуска. Так работает «Wake-on-LAN» (WoL). Часы также могут инициировать загрузку (большинство BIOS позволяют установить время, в которое компьютер должен загружаться каждый день), а устройства USB и FireWire могут запускать загрузку, хотя я не знаю о какой-либо реализации этого.
Понимание управления мощностью
Что ж, я объясняю, что такое мягкая сила, потому что я думаю, что это интересно (всегда основная причина, по которой я объясняю вещи), и потому, что это позволяет вам понять, как питание и состояние работы / выключения вашего компьютера контролируются программным обеспечением. В большинстве современных компьютеров эта программная система является реализацией Расширенный интерфейс конфигурации и питания, или ACPI . ACPI - это стандартизированная унифицированная система, позволяющая программному обеспечению управлять системой питания вашего компьютера. Возможно, вы слышали о Состояния питания ACPI . Базовый механизм управления питанием - это эти «состояния питания», ваша операционная система переключает режимы питания, готовясь к переключению (процессы выключения / перехода в спящий режим, которые происходят до фактического отключения питания), а затем дает команду материнской плате переключить состояния питания. . Состояния мощности выглядят так:
- G0: Работает (ваш компьютер включен)
-
G1: Спящий (состояние ожидания вашего компьютера, разделенное на подсостояния S)
- S1: питание ЦП и ОЗУ остается включенным, но ЦП не выполняет инструкции. Периферийные устройства выключены.
- S2: CPU выключен, RAM поддерживается
- S3: Все компоненты отключены, кроме ОЗУ и устройств, которые будут запускать возобновление (клавиатура). Когда вы укажете своей ОС «спящий», она остановит процессы и перейдет в этот режим.
- S4: Гибернация. Абсолютно все выключено. Когда вы переводите операционную систему в спящий режим, она останавливает процессы, сохраняет содержимое ОЗУ на диск, а затем переходит в этот режим.
- G2: мягкое выключение. это состояние вашего компьютера "выключено". Отключено все, кроме устройств, которые могут запускать загрузку.
- G3: механическое отключение.
Как на самом деле происходит сброс
Вы заметите, что перезагрузка не входит в число этих состояний. Так что же на самом деле происходит, когда ваш компьютер перезагружается? Ответ может показаться неожиданным, потому что с точки зрения управления питанием это почти ничего . Есть команда сброса ACPI . Когда вы говорите своей операционной системе о перезагрузке, она следует своему обычному процессу выключения (останавливает все ваши процессы, выполняет небольшое обслуживание, отключает файловые системы и т. Д.), А затем в качестве последнего шага вместо того, чтобы отправлять машину в состояние питания. G2 (как если бы вы просто сказали ему выключить) он устанавливает команду сброса. Обычно его называют «регистром сброса», потому что, как и в большинстве интерфейсов ACPI, это просто адрес, в который должно быть записано определенное значение, чтобы запросить сброс. Я процитирую спецификацию 2.0 о том, что она делает:
Дополнительный механизм сброса ACPI определяет стандартный механизм, обеспечивающий полный сброс системы. При реализации этот механизм должен перезагрузить всю систему. Сюда входят процессоры, основная логика, все шины и все периферийные устройства. С точки зрения OSPM, использование механизма сброса является логическим эквивалентом выключения и включения питания машины. Получив управление после сброса, OSPM будет выполнять действия, аналогичные холодной перезагрузке.
Итак, когда установлен регистр сброса, последовательно происходит несколько вещей.
- Вся логика сброшена. Это означает отправку соответствующих команд сброса на различное оборудование, включая ЦП, контроллер памяти, периферийные контроллеры и т. Д. В большинстве случаев это просто означает включение физического провода RST, как показано выше в AndrejaKo.
- Затем компьютер загружается. Это часть «выполнять действия аналогично холодной перезагрузке». Материнская плата выполняет те же действия, что и в случае, если бы источник питания только что стал готовым после нажатия кнопки питания.
Конечный эффект этих двух шагов (которые фактически разбиваются на гораздо большее количество шагов) заключается в том, что все выглядит так же, как компьютер только что загрузился, но на самом деле питание было включено все время. Это означает меньшее время, необходимое для выключения и запуска (поскольку вам не нужно ждать, пока источник питания будет готов), и, что важно, позволяет инициировать загрузку при завершении работы операционной системы. Это означает, что нет необходимости использовать другой триггер запуска (WoL и т. Д.), И позволяет использовать перезагрузку как эффективный способ удаленного сброса системы, когда у вас нет возможности запустить загрузку.
Это был длинный ответ. Но, надеюсь, теперь вы знаете больше об управлении питанием компьютера. Я определенно узнал кое-что, исследуя это.
Есть что добавить к объяснению? Отключи в комментариях. Хотите узнать больше ответов от других технически подкованных пользователей Stack Exchange? Ознакомьтесь с полной веткой обсуждения здесь .
