كيف جهاز الكمبيوتر الخاص بي قادرة على إعادة تشغيل نفسه؟

إنه نشاط مكان شائع قد لا يتوقف معظمنا حتى عن التفكير فيه: إعادة التشغيل التلقائي. ما إذا كان المستخدم أو التطبيق قد بدأ ، ماذا يحدث بالضبط عندما يقوم جهاز الكمبيوتر الخاص بك بدورة الطاقة الخاصة به?

تأتي جلسة الأسئلة والأجوبة اليوم مقدمة من SuperUser-a subdivision of Stack Exchange ، وهي مجموعة مجتمعية للمواقع على شبكة الإنترنت Q & A.

السؤال

يتساءل Seth Carnegie من SuperUser عن إدارة طاقة الكمبيوتر:

كيف يمكن لجهاز الكمبيوتر إعادة تشغيل نفسه؟ بعد إيقافها ، كيف تقول نفسها أن تعود مرة أخرى؟ ما نوع البرامج التي يمكنها فعل ذلك?

كيف حقا؟ ما مزيج من السحر البرمجيات / الأجهزة يجعل ذلك يحدث?

الاجابة

يقدم مساهم SuperUser Jcrawfordor استجابة مكثفة ومفصلة للسؤال الذي يتناول السؤال بشكل أكثر من:

طويلة جدا ، لم أكن أقرأ الإجابة: يتم التحكم في حالات الطاقة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك عن طريق تطبيق ACPI (واجهة الطاقة والتكوين المتقدم). في نهاية عملية إيقاف التشغيل ، يقوم نظام التشغيل الخاص بك بتعيين أمر ACPI يشير إلى أنه يجب إعادة تشغيل الكمبيوتر. استجابةً لذلك ، تقوم اللوحة الأم بإعادة تعيين جميع المكونات باستخدام أوامر أو خطوط إعادة ضبط كل منها ، ثم تتبع عملية التمهيد. اللوحة الأم لا تنطفئ في الواقع ، إنها تقوم فقط بإعادة ضبط المكونات المختلفة ثم تتصرف كما لو تم الضغط على زر الطاقة.

طويلة ومتعبة ولكن في رأيي إجابة أكثر إثارة للاهتمام:

القوة الناعمة وكيف يعمل

في الأيام الخوالي (حسناً ، حسناً ، لطالب جامعي مثلي كان التسعينات منذ زمن بعيد) ، كان لدينا اللوحات الأم (التكنولوجيا المتقدمة) مع في السلطة إدارة. كان نظام AT في غاية البساطة. كان زر الطاقة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك تبديل الأجهزة (ربما في الجزء الخلفي من القضية) ومدخلات 120vac ذهبت من خلاله. لقد حركت الطاقة فعليًا إلى مصدر الطاقة لديك وإيقاف تشغيله ، وعندما كان هذا المفتاح في وضع إيقاف التشغيل ، كان كل شيء في جهاز الكمبيوتر الخاص بك ميتًا تمامًا (مما جعل بطارية CMOS مهمة جدًا ، لأنه بدونها لم يكن هناك مصدر طاقة للحفاظ على الجهاز الساعة الموقوتة). نظرًا لأن مفتاح الطاقة كان عبارة عن آلية فعلية ، لم تكن هناك طريقة برمجية لتشغيل الطاقة وإيقاف تشغيلها. سيُظهر Windows الرسالة الشهيرة "إنه الآن آمن لإيقاف تشغيل الكمبيوتر" لأنه على الرغم من أن كل شيء كان متوقفًا ومستعدًا لإيقاف تشغيله ، لم يكن من الممكن لنظام التشغيل قلب مفتاح الطاقة فعليًا. يشار إلى هذا التكوين أحيانًا باسم سلطة صعبة, لأنه كل الأجهزة.

في الوقت الحاضر الأمور مختلفة ، بسبب عجائب اللوحات الأم ATX و قوة ATX (هذا هو "التكنولوجيا المتقدمة" إذا كنت تتبع). جنبا إلى جنب مع عدد من السلف الأخرى (ميني الدين D PS / 2 ، أي شخص؟) ، جلبت ATX القوة الناعمة. القوة الناعمة تعني أن القدرة على الكمبيوتر يمكن التحكم فيها بواسطة البرامج. هذا جلب بعض تغييرات الاستيراد:

• الطاقة الاحتياطية: قد تكون قد شاهدت موصل "5v SB" أو "5v standby" المسمى في pinouts للإمداد بالطاقة. ال الاستعداد امدادات الطاقة هو خط 5V إلى اللوحة الأم التي تعمل دائمًا ، حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. هذا هو السبب في أنه من المهم فصل أو إيقاف تشغيل المفتاح الثابت PSU (إن وجد) عند صيانة أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، لأنه حتى عند إيقاف تشغيله ، من المحتمل أن يكون قصيرًا 5v SB وتضر اللوحة الأم. ولهذا السبب أيضاً لم تعد بطاريات CMOS مهمة بعد الآن - يتم استخدام SB 5v لاستبدال بطارية CMOS عندما يكون مصدر التيار الكهربائي مزودًا بالطاقة ، لذلك يتم استخدام بطارية CMOS فقط عند فصل الكمبيوتر بالكامل. يسمح خط SB 5V لمكونات جهاز الكمبيوتر الخاص بك (والأهم من ذلك BIOS ومحولات الشبكة) بمواصلة تشغيل بعض البرامج البسيطة حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.
• ذكي السيطرة على امدادات الطاقة. إذا نظرت إلى pinout لموصل اللوحة الأم (P1) الخاص بوحدة الإمداد بالطاقة ، فسوف تلاحظ وجود دبابتين بشكل عام PS_ON و PS_RDY. هذه تقف على "امدادات الطاقة على" و "امدادات الطاقة جاهزة". إذا كنت ترغب في تجربة ، خذ مصدر طاقة ليس في جهاز الكمبيوتر ، وقم بتوصيله ، وقم بإختصار خط أرضي بعناية (أحد الأسلاك السوداء) إلى خط PS_ON (السلك الأخضر). سيتم تشغيل مصدر الطاقة بشكل واضح ، مع دوران المروحة. في الواقع ، تعمل مكونات اللوحة الأم التي تعمل على + 5v SB على تحويل وإيقاف تشغيل مصدر الطاقة عن طريق توصيل الطاقة إلى طرف PS_ON. نظرًا لوجود بعض المكثفات والمكونات الأخرى في وحدة تزويد الطاقة التي تستغرق لحظات للشحن ، قد لا تكون الفولتية الناتجة عن مخارج التيار الكهربائي مستقرة على الفور بعد تشغيل PSU. هذا هو ما توصل إليه PS_RDY ، ويأتي عندما يحدد المنطق الداخلي لمصدر الطاقة أن مصدر الطاقة "جاهز" وسيوفر طاقة مستقرة. اللوحة الأم تنتظر حتى يتم تشغيل PS_RDY لمتابعة تمهيد.

لذا ، لم يعد مفتاح الطاقة الخاص بك "يقوم بتشغيل" الكمبيوتر. وبدلاً من ذلك ، فهي متصلة بوحدات التحكم الأساسية في اللوحة الأم ، والتي تكشف عن الضغط على الزر وتنفيذ عدد من الخطوات لتجهيز النظام ، بما في ذلك إضاءة PS_ON بحيث تكون الطاقة متاحة. لا يعد زر الطاقة هو الطريقة الوحيدة لتشغيل عملية بدء التشغيل ، كما يمكن للأجهزة الموجودة في ناقل التوسع أيضًا القيام بذلك. هذا مهم لأن مهايئات شبكة Ethernet الخاصة بك تبقى في الواقع عند إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك وتبحث عن حزمة محددة جدًا غالبًا ما يشار إليها باسم "الحزمة السحرية". إذا قاموا باكتشاف هذه الحزمة الموجهة إلى عنوان MAC الخاص بهم ، فسوف يقوموا بتشغيل عملية بدء التشغيل . هذه هي الطريقة التي تعمل بها "Wake-on-LAN" (WoL). يمكن أن تبدأ الساعة أيضًا في بدء التشغيل (يسمح لك معظم BIOS بإعداد وقت يجب على الكمبيوتر فيه التمهيد كل يوم) ، ويمكن لأجهزة USB و FireWire تشغيل التمهيد ، على الرغم من أنني لست على علم بأي تنفيذ لهذا.

فهم التحكم في الطاقة

حسنًا ، أشرح شيئًا عن القوة الناعمة لأنني أعتقد أنه مثير للاهتمام (دائمًا هو سبب رئيسي لشرح الأشياء) ولأنه يسمح لك بفهم كيفية التحكم في كل من الطاقة وحالة التشغيل / الإيقاف للكمبيوتر الخاص بك بواسطة البرامج. في معظم أجهزة الكمبيوتر الحالية ، فإن هذا البرنامج هو تطبيق لـ واجهة الطاقة والتكوين المتقدم ، أو واجهة التكوين والطاقة المتقدمة (ACPI). ACPI هو نظام موحد وموحد يسمح للبرامج بالتحكم في نظام طاقة الكمبيوتر الخاص بك. كنت قد سمعت من حالات الطاقة ACPI. وتتمثل الآلية الأساسية للتحكم في القدرة في "حالات الطاقة" هذه ، حيث يقوم نظام التشغيل الخاص بك بالتبديل بين أوضاع الطاقة من خلال التحضير للمفتاح (عمليات إيقاف التشغيل / السبات التي تحدث قبل انقطاع التيار الفعلي) ، ثم توجيه اللوحة الأم لتبديل حالات الطاقة. . تبدو حالات الطاقة كما يلي:

• G0: العمل (حالة "التشغيل" للكمبيوتر الخاص بك)
• G1: Sleeping (حالات الاستعداد لجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، مقسمة إلى S substates)
  • S1: الطاقة إلى وحدة المعالجة المركزية و RAM تبقى ، ولكن وحدة المعالجة المركزية لا تنفذ التعليمات. يتم إيقاف تشغيل الأجهزة الملحقة.
  • S2: وحدة المعالجة المركزية تعمل بالطاقة إيقاف ، حافظت ذاكرة الوصول العشوائي
  • S3: يتم إيقاف تشغيل كافة المكونات باستثناء ذاكرة الوصول العشوائي والأجهزة التي ستؤدي إلى استئناف (لوحة المفاتيح). عندما تخبر نظام التشغيل الخاص بك بـ "النوم" ، فإنه سيوقف العمليات ثم يدخل هذا الوضع.
  • S4: Hibernation. على الاطلاق يتم تشغيل كل شيء. عندما تخبر نظام التشغيل الخاص بك إلى Hibernate ، فإنه يتوقف عن العمليات ، ويحفظ محتويات ذاكرة الوصول العشوائي إلى القرص ، ثم يدخل هذا الوضع.
• G2: لينة خارج. هذه هي حالة "الكمبيوتر" الخاصة بالكمبيوتر. يتم إيقاف تشغيل الطاقة لكل شيء باستثناء الأجهزة التي يمكنها تشغيل الحذاء.
• G3: إيقاف ميكانيكي.

كيف تحدث إعادة في الواقع

ستلاحظ أن إعادة التشغيل ليست واحدة من هذه الحالات. فماذا يحدث بالفعل عندما جهاز الكمبيوتر الخاص بك عند إعادة تمهيد؟ قد تكون الإجابة مفاجئة ، لأنه من منظور إدارة الطاقة لا شيء تقريبا. يوجد أمر إعادة تعيين واجهة التكوين والطاقة المتقدمة (ACPI). عندما تخبر نظام التشغيل الخاص بك بإعادة التشغيل ، فإنه يتبع عملية إيقاف التشغيل العادية (إيقاف جميع العمليات الخاصة بك ، إجراء بعض الصيانة ، فك أنظمة الملفات ، إلخ) ، ثم كخطوة نهائية ، بدلاً من إرسال الجهاز إلى حالة الطاقة G2 (كما لو كنت قد أخبرته ببساطة بإيقاف التشغيل) فإنه يقوم بتعيين أمر إعادة التعيين. ويشار إلى ذلك عمومًا باسم "إعادة ضبط التسجيل" ، لأنه مثل معظم واجهة ACPI ، فإنه مجرد عنوان يجب كتابة قيمة محددة إليه من أجل طلب إعادة التعيين. سوف اقتبس مواصفات 2.0 على ما تفعله:

تحدد آلية إعادة تعيين ACPI الاختيارية آلية قياسية توفر إعادة تعيين كاملة للنظام. عند التنفيذ ، يجب على هذه الآلية إعادة ضبط النظام بأكمله. وهذا يشمل المعالجات ، والمنطق الأساسي ، وجميع الحافلات ، وجميع الأجهزة الطرفية. من منظور OSPM ، فإن تأكيد آلية إعادة التعيين هو المكافئ المنطقي لتدوير الطاقة للجهاز. عند الحصول على التحكم بعد إعادة الضبط ، سيقوم OSPM بتنفيذ الإجراءات بالطريقة نفسها إلى التمهيد البارد.

لذلك ، عند تعيين تسجيل إعادة التعيين ، تحدث بعض الأشياء بالتسلسل.

• تتم إعادة تعيين كل المنطق. هذا يعني إرسال أوامر إعادة التعيين المعنية إلى قطع مختلفة من الأجهزة بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية ، وحدة التحكم في الذاكرة ، وحدات التحكم الطرفية ، إلخ. في معظم الحالات ، يعني هذا ببساطة إضاءة سلك RST فعلي ، كما ظهر AndrejaKo فوق.
• ثم يتم تمهيد الكمبيوتر. هذا هو "تنفيذ إجراءات بطريقة مماثلة إلى التمهيد الباردة" جزء. تقوم اللوحة الأم بنفس الخطوات كما لو أن مصدر الطاقة أصبح جاهزًا بعد الضغط على زر الطاقة.

إن التأثير النهائي لهاتين الخطوتين (التي تنقسم فعليًا إلى الكثير من الخطوات) هو أنه ينظر إلى كل شيء تمامًا مثلما يتم تمهيد الكمبيوتر ، ولكن القوة كانت في الواقع طوال الوقت. وهذا يعني وقتًا أقل مطلوبًا لإيقاف التشغيل (بما أنك لن تضطر إلى الانتظار حتى يصبح مورد الطاقة جاهزًا) ، والأهم من ذلك يتيح بدء عملية التمهيد من خلال إيقاف تشغيل نظام التشغيل. هذا يعني أنه لا يلزم استخدام مشغل بدء تشغيل آخر (WoL وغيرها) ، ويسمح لك باستخدام Reboot كطريقة فعالة لإعادة ضبط النظام عن بُعد ، عندما لا يكون لديك طريقة لتشغيل التمهيد.

كان هذا إجابة طويلة. ولكن مهلا ، ونأمل أن تعرف المزيد عن إدارة الطاقة الكمبيوتر الآن. أنا بالتأكيد تعلمت بعض الأشياء التي تبحث في هذا.