컴퓨터의 부팅 과정

컴퓨터를 많은 사람들이 사용하고 있으나 부팅할 때 어떤 일이 이루어지는 지에 대해 아는 사람은 소수입니다.

 

부팅이란, 

컴퓨터 용어로서 컴퓨터를 시작할 때, 자기 자신(컴퓨터)을 구동시킬 프로그램을 컴퓨터 스스로 불러내는 동작. (나무위키)

컴퓨터에 있는 파워 버튼을 누르게 되면 먼저 전류를 조정하는 장치인 파워 서플라이(PSU)에 전기가 들어옵니다. 파워 서플라이는 보통 가정집에서 사용하는 교류(AC)를 컴퓨터가 사용할 수 있는 직류(DC)로 바꿔주는 역할을 담당합니다.

직류란,

곧을 直과 흐를 流, 영어로는 Direct Current이며, 전자가 시간에 따라서 한쪽 방향으로만 흐르고 크기가 일정한 전류입니다. 

교류는 

주고받을 交와 흐를 流, 영어로는 Alternating Current이며, 시간에 따라 주기적으로 크기와 방향이 변하는 전류입니다.

 

직류(좌)와 교류(우)의 차이점

교류는 전기를 전송하는 데 유리하므로 보통 가정집에서 들어오는 전류는 모두 교류이며, 직류는 전류가 일정해 정교한 전류를 흐르게 할 수 있어 전자제품에 많이 이용됩니다. 컴퓨터도 이와 같은 직류로만 동작할 수 있어 파워 서플라이가 들어오는 교류를 직류로 바꾸고 220V의 고전압을 컴퓨터에게 적합한 전압으로 바꿔주는 역할을 합니다.

파워가 가공한 전기를 메인보드에 전달하며, 메인보드에서 각 부품에 전기를 흘려보냅니다. CPU는 불필요한 데이터를 삭제한 뒤 BIOS를 실행하게 됩니다.

 

BIOS란 Basic Input/Output System의 준말로, 메인보드에 탑재되어 있는 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어 중간에 있는 일종의 펌웨어입니다. 이는 부트로더의 역할을 함으로, 저장장치(옛날에는 ROM이었으나 요즘은 플래시를 많이 사용)에 있는 OS(운영체제)를 읽어내어 RAM에 적재하는 역할을 합니다.

 

BIOS가 실행되면서 가장 처음으로 POST(Power On Self Test)가 실행됩니다. 이때 각 부품이 존재하는지, 잘 연결되어 있는지, 그리고 원활하게 작동하는지 검사하는 자가진단 테스트입니다. 만약 테스트하는 중 문제가 발생할 시 부팅을 멈추고 비프음이나 오류 메시지를 출력하며, 아무 문제 없으면 부트로더를 실행하여 기억장치에 있는 운영체제를 읽어내어서 RAM에 올려둡니다.

 

BIOS의 모습

 

부트로더(운영체제를 시동시키는 것이 목적인 프로그램)가 운영체제를 실행시키면 우리가 잘 알던 윈도우10이나 리눅스, 맥 OS가 실행됩니다.

 

결론적으로, 가장 먼저 파워가 교류 전기를 받아서 직류로 가공하여 메인보드에 흘러 보내게 됩니다. 메인보드는 그에 부착된 다른 부품들에 전기를 전달합니다. CPU는 BIOS를 실행하게 되고, BIOS내에서 POST 검사를 실행합니다. 이때 문제가 발견될 시 비프음 또는 오류 메시지의 형태로 사용자에게 알려주고 부팅을 중단시킵니다. 문제가 없을 시에는 부트로더가 실행되어 운영체제가 작동하게 됩니다.

 

 

메인 사진 출처: Unsplash

 

© 남찬우, 2021