1.1 知识储备

1.1.1 系统安装重装工具——应急启动盘

在用户使用电脑的过程中，电脑故障可能造成电脑不能启动。要检查出电脑的故障，很多时候必须进入操作系统，这时必须从光盘或U盘系统盘启动，因此，备一张完整的系统应急启动盘就很有必要。这张系统盘可以称为应急启动光盘或应急启动U盘。

问答1：什么是应急启动盘？

应急启动盘很重要，当电脑系统崩溃而无法启动的时候，应急启动盘就成“救命稻草”了。应急启动盘，顾名思义，就是用来启动电脑的盘，这个盘可以是软盘、光盘、U盘或其他盘，现在使用的启动盘主要是光盘和U盘。正常状况下，电脑都是从硬盘启动的，不会用到应急启动盘。应急启动盘只有在装机或系统崩溃时，修复电脑系统或备份系统损坏的电脑中的数据时才会使用，即它的主要用处就是安装系统和维护系统。图1-1所示为应急启动光盘中的文件。

图1-1 应急启动光盘中的文件

因此，手头常备一张应急启动盘是非常重要的，这样可以确保即使电脑出现故障无法启动，用户也可通过启动盘启动电脑从而保留重要的系统数据和设置。

问答2：应急启动盘是怎么来的？

从Windows 95开始，Windows系统就支持创建这样一张能够启动电脑的软盘，Windows 2000系统和Windows XP系统的“启动盘”是需要4张软盘的一个小型操作系统，通过它可以完成修复系统文件等工作，Windows称它们为“系统恢复磁盘”。实际上，它是Windows安装程序的一部分。

另外，微软在2002年7月22日发布了Windows Preinstallation Environment（Windows PE）系统，即Windows预安装环境，如图1-2所示。它是带有限服务的最小Win32子系统，基于以保护模式运行的Windows XP Professional内核。它包括运行Windows安装程序及脚本、连接网络共享、自动化基本过程以及执行硬件验证所需的最小功能。换句话说，可以把WindowsPE看作是一个只拥有最少核心服务的Mini操作系统。同时，在Windows Vista操作系统发布后，也发布了Windows PE2.0预安装环境。

图1-2 Windows PE系统

问答3：应急启动盘有何作用？

应急启动盘的主要作用如下。

（1）在系统崩溃时，用应急启动盘恢复被删除或被破坏的系统文件等。

（2）当电脑感染了不能在Windows正常模式下清除的病毒时，用应急启动盘启动电脑并彻底删除这些顽固病毒。

（3）用启动盘启动系统，并测试一些软件。

（4）用启动盘启动系统，并运行硬盘修复工具，解决硬盘坏道等问题。

1.1.2 多媒体电脑的组成

问答1：你知道多媒体电脑都由什么部件组成吗？

目前，人们日常使用的电脑主要包括台式电脑和笔记本电脑。电脑主要由硬件和软件组成。这里的“硬件”指的是电脑的物理部件，包括显示器、键盘、鼠标、主机等，如图1-3所示；软件指的是指导硬件完成任务的一系列程序指令，即用来管理和操作硬件的软件，如Windows 10、办公软件、浏览器、游戏等。

多媒体电脑除包括液晶显示器、主机、键盘、鼠标等主要部件外，还包括摄像头、打印机、音箱或耳机等。启动电脑后，用户可以看到电脑中安装的操作系统、应用软件办公软件、工具软件、游戏软件等。

问答2：电脑的软件系统是什么？

软件系统由操作系统软件及应用软件组成，它是电脑系统所使用的各种程序的总称。软件的主体存储在外存储器（硬盘）中，用户通过软件系统对电脑进行控制并与电脑系统进行信息交换，使电脑按照用户的意图完成预定的任务。

图1-3 多媒体电脑

a）台式电脑 b）笔记本电脑

软件系统和硬件系统共同构成电脑系统，两者是相辅相成、缺一不可的。电脑要执行任务，软件需要通过硬件进行四项基本功能：输入、处理、存储和输出，同时，在硬件部件之间传递数据和指令，如图1-4所示。

软件系统一般可分为操作系统和应用软件两大类。

（1）操作系统

操作系统主要负责管理电脑硬件与电脑软件资源，它是电脑系统的核心与基石。操作系统身负诸如管理与配置内部存储器、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出装置、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统还提供一个让用户与系统互动的操作接口。图1-5所示为操作系统与硬件及应用程序软件的关系。

常用的操作系统有Windows 10/8/7操作系统、Linux操作系统、UNIX操作系统、服务器操作系统等。

图1-4 电脑硬件组成

图1-5 操作系统与硬件及应用程序软件的关系

（2）应用软件

应用软件是用各种程序设计语言编制的应用程序的集合。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的那部分软件。它可以拓宽电脑系统的应用领域，扩展硬件的功能，如Office办公软件、WPS办公软件、视频播放软件、图像处理软件、网页制作软件、游戏、杀毒软件等。

问答3：电脑硬件系统各部件的作用是什么？

所谓硬件，是指电脑的物理部件，就是用手能摸得着的实物。电脑的硬件系统通常由显示器、主机、键盘、鼠标、音箱、打印机等组成。其中，显示器的主要作用是把电脑处理完的结果显示出来，目前主流的显示器是LED液晶显示器；主机是电脑的核心，其内部安装了主板、CPU等核心部件；键盘和鼠标是用来输入信息和指挥电脑主机工作的；音箱是播放声音的；打印机可以把电脑中的文字和图片打印到纸上。各个部件的具体作用如图1-6所示。

图1-6 电脑硬件系统各部件的作用

电脑的硬件系统主要用于完成输入、处理、存储和输出等功能。这些部件看似是独立的硬件设备，其实它们之间存在着密切的联系，所以只要用户用键盘或鼠标向电脑进行输入操作，各个设备间就会传送数据，共同完成用户的任务。硬件系统各部件之间的联系如图1-7所示。

图1-7 电脑硬件系统各部件之间的联系

1.1.3 电脑主机内部详解

电脑主机可以说是整个电脑的中心，在它的内部不但有电脑的大脑——CPU，还有电脑的存储器——内存和硬盘，另外还包括主板、显卡、ATX电源等重要设备。图1-8所示为电脑主机的内部结构。

另外，机箱内还有各种线缆。这些线缆主要分为两种类型：第一种是用于设备间互连的数据线；第二种是用于供电的电源线。数据线一般是红色窄扁平线缆，或宽扁平线缆（也称为排线），电源线是细圆的。图1-9所示为主机内部的数据线和电源线。

问答1：主板在电脑中有何作用？

主机中最大、最重要的部分就是主板，也称为母版。因为所有的设备都必须与主板上的CPU通信，所以这些设备或者直接安装在主板上，或者通过主板端口及线缆直接连接到主板上，或者通过扩展卡间接连接到主板上。图1-10所示为主板的主要部件及各种接口。

图1-8 电脑主机的内部结构

图1-9 主机内部的数据线和电源线

从图中可以看到，主板露在外面的一些端口中，一般包括4～8个USB接口（可以连接U盘、打印机、扫描仪、数字照相机、鼠标等设备）、一个PS/2键盘接口、一个PS/2鼠标接口、1～2个网络接口、一个1394接口（连接数字摄像机等设备）、一个eSATA接口（连接SATA硬盘）、多个音频接口（连接音箱、话筒等设备）。

图1-10 主板的主要部件及各种接口

问答2：CPU在电脑中有何作用？

CPU（Central Processing Unit，微处理器或处理器）是电脑的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算电脑内部的所有数据。CPU的类型决定了能使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。

CPU的性能决定着电脑的性能，通常以CPU作为判断电脑档次的标准。目前主流的CPU为双核处理器和四核处理器。

CPU散热风扇主要由散热片和风扇组成，它的作用是通过散热片和风扇及时将CPU发出的热量散去，以保证CPU工作在正常的温度范围内，因为当CPU温度高于100℃时，会影响CPU正常运行。由此可见，CPU散热风扇是否正常运转将直接决定CPU是否能正常工作。图1-11所示为CPU及CPU散热风扇。

图1-11 CPU及CPU散热风扇

a）CPU正面 b）CPU背面 c）CPU风扇正面和侧面图

问答3：内存在电脑中有何作用？

内存是一个很重要的电脑存储器，主要用来存储程序和数据。对于电脑来说，有了内存，电脑才有记忆功能，也才能保证电脑正常工作。人们平常使用的程序，如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外部存储器上的，但需要使用这些软件时，必须把它们调入内存中运行。因此，平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。这就好比在图书馆中，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存，而阅览用的桌子就相当于内存，它是CPU要处理数据和命令的地点。内存的种类较多，目前主流的内存类型为DDR3和DDR4。图1-12所示为电脑内存及安装内存的插槽。

图1-12 内存和内存插槽

a）电脑的内存 b）安装内存的插槽

问答4：硬盘在电脑中有何作用？

硬盘属于外部存储器，它是用来存储各种程序和数据的地方。硬盘是一个密封的盒体，内有高速旋转的盘片和磁头。当盘片旋转时，具有高灵敏读/写的磁头在盘面上来回移动，既可向盘片或磁盘写入新数据，也可从盘片或磁盘中读取已存在的数据。硬盘的接口主要有IDE接口、SATA接口、USB接口等，其中SATA接口为目前主流的硬盘接口。图1-13所示为电脑硬盘及主板硬盘接口。

图1-13 电脑硬盘及主板硬盘接口

a）硬盘的内部结构 b）硬盘电路板

图1-13 电脑硬盘及主板硬盘接口（续）

c）主板硬盘接口

专家提示

硬盘和内存的关系

硬盘与内存都是电脑的存储设备，它们在电脑中的作用分别是存储仓库和中转站。关闭电源后，内存中的数据会丢失，但硬盘中的数据会继续保留。当用户用键盘输入一篇文字时，文字首先被存储在内存中，此时没有在硬盘中存储。如果用户在关机前没有将输入的文字存储到硬盘中，输入的文字就会丢失。向硬盘中存储的方法是用文字编辑程序中的“保存”功能将内存中存储的文字转移到硬盘中存储。

问答5：光驱在电脑中有何作用？

光驱即光盘驱动器，是用来读取光盘的设备。光驱是一个结合光学、机械及电子技术的产品。激光光源来自于光驱内部的一个激光二极管，它可以产生波长为0.54～0.68μm的光束。经过处理后，光束更集中且更能精确控制。在读盘时，光驱内部的激光二极管发出的激光光束首先打在光盘上，再由光盘反射回来，经过光检测器捕获信号，然后由光驱中专门的电路将它转换并进行校验，最后传输到电脑的内存，这样就可以得到光盘中实际数据。光驱可分为CD-ROM光驱、DVD光驱、COMBO（康宝）光驱、蓝光光驱和刻录机光驱等，如图1-14所示。

图1-14 电脑光驱类型

光驱常用的接口主要有IDE接口、SATA接口和USB接口等几种，如图1-15所示。

图1-15 光驱的接口

问答6：显卡在电脑中有何作用？

显卡是连接显示器和电脑主板的重要部件，承担输出显示图形的任务。对于从事专业图形设计的人来说，显卡非常重要。显卡的输出接口主要有DVI接口、HDMI接口、DP接口等几种。图1-16所示为电脑的显卡。

图1-16 电脑的显卡

问答7：ATX电源在电脑中有何作用？

电源就像电脑的心脏一样，用来为电脑中的其他部件提供能源。电脑电源的作用是把220V的交流电源转换为电脑内部使用的各种直流电。由于电源的功率直接影响电源的“驱动力”，因此电源的功率越高越好。目前主流的多核处理器电源的输出功率都在350W以上，有的甚至达到900W。电源一般包括1个20+4针接口，4个大4针接口，4～8个SATA接口，2个6针接口，1个4+4针接口。图1-17所示为电源的各种接口。

图1-17 电脑的电源

a）电脑电源 b）电源的接口

1.1.4 电脑是如何启动的

问题1：电脑开机时是如何启动的？

电脑能否成功地启动取决于电脑硬件、BIOS和操作系统能否正常工作。它们中无论哪个有错误发生，都可能导致启动终止。当启动出现错误时，显示屏上一般都会出现相应错误提示，或电脑会发出蜂鸣声。

开启电脑的关键是启动主板的BIOS程序，BIOS程序通过读取配置信息开始启动过程，接着BIOS将这些配置信息与电脑硬件（例如，CPU、显示卡、硬盘等）相比较。当硬件设备有自身的BIOS（如显示卡）时，需要从启动BIOS获得资源，启动BIOS会按需分配这些系统资源，如图1-18所示。

电脑硬件启动的最初过程如下。

第1步：当第1次加电时，主板的时钟电路开始产生时钟脉冲。

第2步：CPU开始工作并进行自身初始化。

第3步：CPU寻址内存地址FFFF0H，该地址存放着BIOS启动程序中的第一条指令。

第4步：指令引导CPU运行POST（加电自检程序）。

第5步：POST首先检查BIOS程序，随后检查CMOSROM（CMOS存储器）。

第6步：进行校验，确认无任何电力供应失效。

图1-18 分配系统资源

第7步：禁用硬件中断，意味着此时敲击键盘上的任意键或使用其他输入设备输入都无效。

第8步：测试CPU，进行进一步初始化。

第9步：检查确认是否为一次冷启动。如果是，检查内存的起始16KB空间。

第10步：清查电脑上安装的所有设备并与配置信息相比较。

第11步：检查并配置显卡。在POST过程中，在CPU检查显卡之前，蜂鸣声意味着产生了错误，错误的蜂鸣编码取决于BIOS。在检查显卡之后，如果没有错误，电脑将发出“嘀”一声表示检测正常，这时就可以使用显示器来显示其运行过程了。

第12步：POST对内存读取和写入数据并进行检查。显示器显示这个阶段内存的运行总量。

第13步：检查键盘。如果此时按住键盘按键，某些BIOS可能会发生错误。随后检查并配置二级存储设备（例如，软盘、硬盘）端口和其他硬件设备。POST检查搜寻到的设备并与存储在CMOS芯片中的数据、跳线设置和DIP开关比对，查看是否有冲突。随后，操作系统配置IRO、I/O地址，并分配DMA。

第14步：为节省电力，可将某些设备设置成“睡眠”模式。

第15步：检查DMA和中断控制器。

第16步：根据用户的请求运行CMOS设置。

第17步：BIOS开始从磁盘寻找操作系统。

问题2：BIOS是如何找到并加载操作系统的？

电脑一旦完成POST和最初的资源分配，下一步就开始加载操作系统。大多数情况下，操作系统从硬盘上的逻辑盘C盘中加载。

BIOS首先执行硬盘的MBR（主引导记录）程序，检查分区表，寻找硬盘上活动分区的位置，然后转到活动分区的第一个扇区，找到并装载此活动分区的引导扇区中的程序到内存。Windows XP系统是Ntldr文件，Windows 7/8/10系统是Bootmgr文件。

接着，N+ldr或Bootmgr程序寻找并读取BCD，如果有多个启动选项，则会将这些启动选项显示在显示器的屏幕上，由用户选择从哪个启动项启动。

如果从Windows 7/8/10启动，Bootmgr会将控制权交给Winload.exe，即加载C：\Win-dows\System32\winload.exe文件，然后启动系统，并开始加载核心。

1.1.5 如何安装快速启动的系统

问答1：如何让电脑开机启动速度变得飞快？

实现电脑快速开机的方法简单地说就是“UEFI+GPT”，即硬盘使用GPT格式，并在UEFI模式下安装Windows 8/10系统。

安装快速启动系统需要的设备如图1-19所示。

图1-19 安装快速启动系统需要的设备

问答2：快速启动系统的安装流程是什么？

快速启动系统的安装方法与普通系统安装方法既有区别，也有相同的地方。其中，区别比较大的地方是硬盘分区要采用GPT格式，电脑BIOS要采用UEFI BIOS。下面先来了解一下UEFI引导安装Windows 8/10的流程，如图1-20所示。

图1-20 安装流程

1.1.6 操作系统安装流程

在正式安装操作系统前，需要先对操作系统安装的整体流程有一个大体的认识，做到心中有数。操作系统安装流程如图1-21所示。

图1-21 操作系统安装流程