5. UEFI và quá trình khởi động máy tính
Ở bài học trước, bạn đã biết cách lắp ráp các bộ phận phần cứng của máy tính.
Một máy tính muốn chạy được phải có phần cứng, phần sụn và phần mềm.
Phần cứng (hardware) là các bộ phận mà bạn có thể cầm, nắm được, như: CPU, RAM, đĩa cứng, ...v.v.
Phần sụn (firmware) là các đoạn mã chương trình được nhà sản xuất nhúng trực tiếp (nạp sẵn) vào các chip nhớ (ví dụ ROM, EPROM hoặc bộ nhớ Flash) của các thiết bị phần cứng, ngay từ khi xuất xưởng.
Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về một phần sụn có tên là UEFI.
5.1 Truy cập vào UEFI
Việc đầu tiên, bạn cần đảm bảo là máy ảo có UEFI, bằng cách thực hiện theo các bước sau:
- Chọn máy ảo (ví dụ May3)
- Đảm bảo máy ảo đang ở trạng thái tắt (powered off)
- Chọn mục Settings > chọn mục Expert > chọn mục System > chọn mục Motherboard > đánh dấu chọn vào mục UEFI > bấm OK
Xem hình minh họa:
Để truy cập vào UEFI, thực hiện theo các bước sau:
- Khởi động máy ảo: trong giao diện của VirtualBox, chọn máy ảo > bấm nút Start
- Ngay khi màn hình đen của VirtualBox vừa xuất hiện (thường có logo VirtualBox), bạn hãy bấm chuột nhanh vào bên trong màn hình máy ảo để dời quyền điều khiển chuột/bàn phím vào máy ảo
- Nhấn liên tục phím F2 (hoặc phím Del trên một số phiên bản) trên bàn phím, để truy cập vào chương trình UEFI
Không thể truy cập được UEFI?
Có thể do máy ảo chạy nhanh quá, nên bạn không kịp bấm chuột vào màn hình màu đen, và do vậy bấm phím F2 không có tác dụng. Bạn có thể làm một số cách sau:
[Cách 1]
- Lấy chuột ra khỏi máy ảo bằng cách: bấm phím Ctrl bên phải của bàn phím
- Chọn máy ảo muốn khởi động lại > chọn menu Machine > chọn Reset > bấm nhanh vào màn hình màu đen và bấm F2
[Cách 2]
- Khởi động máy ảo bằng phím tắt Ctrl (bên phải) + R, sau đó bấm phím F2
Dưới đây là màn hình của UEFI:
5.2 UEFI
UEFI (viết tắt của Unified Extensible Firmware Interface - Giao diện phần sụn mở rộng thống nhất) là một chương trình máy tính đặc biệt. Nó được lưu trữ sẵn trên một con chip nhỏ (gọi là chip Flash ROM) nằm ngay trên bo mạch chủ (motherboard) của máy tính.
Khi bạn bấm nút nguồn, UEFI chính là chương trình đầu tiên được khởi chạy. Nó thực hiện 4 việc sau:
- Điểm danh và kiểm tra phần cứng: UEFI sẽ đi kiểm tra một lượt xem CPU, RAM, card đồ họa, ổ cứng, bàn phím... có hoạt động tốt không. Quá trình này gọi là POST (Power-On Self-Test). Nếu phát hiện linh kiện bị lỏng hoặc lỗi, máy tính sẽ phát ra tiếng "bíp bíp" cảnh báo hoặc nháy đèn báo lỗi
- Kích hoạt các linh kiện phụ: Một số thiết bị như card đồ họa hay card mạng cũng có chương trình điều khiển riêng. UEFI sẽ tìm và khởi chạy chúng để sẵn sàng làm việc
- Tìm ổ đĩa khởi động: UEFI sẽ quét qua các thiết bị lưu trữ (ổ cứng SSD/HDD, USB) theo một thứ tự ưu tiên mà bạn đã cài đặt, để tìm nơi có chứa hệ điều hành
- Bàn giao quyền điều khiển: Ngay khi tìm thấy hệ điều hành (ví dụ: Windows), UEFI sẽ tải các tập tin khởi động của hệ điều hành vào RAM và chính thức trao quyền điều khiển máy tính lại cho hệ điều hành
5.3 Trải nghiệm cấu hình UEFI
Lưu ý: vì việc cấu hình UEFI có thể làm cho máy tính không hoạt động được, nên bạn chỉ được thực hiện trên máy tính thật, khi bạn đã hiểu rõ kết quả của mỗi hành động trên UEFI.
Để an toàn, phần này sẽ hướng dẫn các bạn thực hiện trên máy tính ảo. Nếu các bạn thực hiện không đúng, cũng không sao, chỉ việc xóa máy ảo đi và tạo máy ảo mới.
UEFI trên phần mềm máy ảo không có đầy đủ các chức năng như trên máy thật, vì vậy bạn chỉ có thể cấu hình một số chức năng mà hệ thống cung cấp.
Chỉ định thứ tự ưu tiên, để tìm hệ điều hành
Như đã biết, sau khi bấm nút nguồn, UEFI là phần mềm đầu tiên chạy trên máy tính. UEFI sẽ tìm và khởi động hệ điều hành. Có nhiều loại hệ điều hành, ví dụ: Linux, Windows, Mac.
Hệ điều hành có thể đang nằm trên các ổ đĩa (đĩa mềm, đĩa cứng, đĩa USB, đĩa CD, đĩa VCD, hoặc trên mạng).
UEFI sẽ thực hiện tìm kiếm hệ điều hành trên các ổ đĩa, nếu tìm thấy, nó sẽ nạp hệ điều hành vào RAM, và trao quyền điều khiển máy tính cho hệ điều hành.
Để máy tính khởi động nhanh, chúng ta sẽ chỉ đường cho UEFI thứ tự tìm kiếm hệ điều hành trên các ổ đĩa cho phù hợp. Ví dụ, nếu hệ điều hành đang nằm trên đĩa cứng, mà chúng ta lại chỉ cho nó tìm hệ điều hành trên mạng trước, nếu không có thì tìm tiếp trên đĩa CD, nếu không có mới tìm trên đĩa cứng, thì sẽ làm cho quá trình khởi động bị chậm đi rất nhiều. Thứ tự tìm kiếm hệ điều hành hợp lý sẽ là: tìm trên đĩa cứng trước, sau đó đến đĩa USB, sau đó đến tìm trên mạng.
Các bước thực hiện:
Truy cập vào UEFI
- Đảm bảo máy ảo của bạn đã được bật tính năng UEFI (Trong mục Settings > System > Motherboard > đánh dấu chọn UEFI)
- Bấm nút Start để khởi động máy ảo
- Ngay khi màn hình vừa xuất hiện, bạn hãy bấm chuột nhanh vào bên trong màn hình máy ảo và nhấn phím F2 liên tục trên bàn phím cho đến khi màn hình cấu hình UEFI hiện ra
- Tại màn hình chính của UEFI, bạn không dùng được chuột mà phải sử dụng các phím mũi tên lên/xuống trên bàn phím
Vào mục Quản lý khởi động
- Di chuyển “vệt đen” xuống dòng mang tên Boot Maintenance Manager và nhấn Enter. Nếu chọn sai, bấm phím ESC để quay về bước trước.
- Ở mục tiếp theo, tiếp tục dùng phím mũi tên di chuyển xuống dòng Boot Options và nhấn Enter
- Chọn dòng Change Boot Order (Thay đổi thứ tự khởi động) rồi nhấn Enter
- Lúc này, bạn sẽ nhìn thấy một danh sách các thiết bị (ví dụ: Hard Disk là ổ cứng, Optical Drive là ổ đĩa quang ảo để cài Win/Linux; Network, PXEv4, PXEv6 là khởi động qua mạng)
- Nhấn phím Enter một lần nữa. Bạn sẽ thấy dòng thiết bị đầu tiên được làm nổi bật lên hoặc xuất hiện ký hiệu cho phép chỉnh sửa
+ Sử dụng phím cộng (+) trên bàn phím để đẩy thiết bị đó lên trên (tăng mức độ ưu tiên)
+ Sử dụng phím trừ (-) trên bàn phím để đẩy thiết bị đó xuống dưới (giảm mức độ ưu tiên)
+ Ví dụ: Nếu bạn muốn máy ảo ưu tiên đọc tập tin cài đặt .iso trước, hãy đẩy dòng Optical Drive lên vị trí trên cùng. Nếu muốn ưu tiên vào thẳng hệ điều hành đã cài trên ổ cứng, hãy đẩy dòng Hard Disk lên trên cùng
- Sau khi đã sắp xếp xong vị trí như ý muốn, nhấn Enter để xác nhận danh sách mới
Lưu lại thiết lập và Khởi động lại máy ảo
- Dùng phím mũi tên di chuyển xuống dòng Commit Changes and Exit (Áp dụng các thay đổi và Thoát) rồi nhấn Enter. Nếu không muốn áp dụng các thay đổi và thoát, chọn mục Discard Changes and Exit
- Tiếp tục nhấn phím mũi tên ngược lên hoặc bấm phím Esc để quay lại menu chính ban đầu
- Tìm và chọn mục Reset (hoặc Continue) để máy ảo tự động khởi động lại
Bây giờ, máy ảo VirtualBox sẽ thực hiện quy trình tìm kiếm hệ điều hành theo đúng thứ tự ưu tiên mới mà bạn vừa sắp xếp.
5.4 Bài tập và câu hỏi
Bài tập
Bài tập 5a. Thực hiện thiết lập thứ tự ưu tiên để tìm hệ điều hành (như trong phần lý thuyết).
Yêu cầu: chụp màn hình “thứ tự ưu tiên tìm hệ điều hành” trước khi thực hiện cấu hình. Sau khi cấu hình, khởi động lại máy tính và chụp hình để để chứng minh việc cấu hình đã được ghi lại.
(Phần mềm VirtualBox không lưu lại các thiết lập của UEFI, bạn hãy tìm hiểu xem tại sao? Giải pháp là gì?)
Câu 5.1: Chương trình UEFI được nhà sản xuất lưu trữ sẵn ở đâu trong máy tính?
A. Bộ xử lý trung tâm (CPU)
B. Chip Flash ROM trên bo mạch chủ
C. Ổ đĩa cứng SSD hoặc HDD
D. Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM
Câu 5.2: Trong quá trình khởi động máy tính, POST là viết tắt của từ nào sau đây?
A. Power-On System-Test
B. Power-On Self-Test
C. Program-On Self-Test
D. Port-On System-Test
Câu 5.3: Phát biểu nào sau đây KHÔNG ĐÚNG khi nói về thứ tự tìm kiếm hệ điều hành của UEFI?
A. UEFI sẽ quét qua các thiết bị lưu trữ theo một thứ tự ưu tiên được người dùng cài đặt
B. Việc chỉ định thứ tự tìm kiếm hợp lý (như ổ đĩa cứng trước khi tìm trên mạng) giúp máy tính khởi động nhanh hơn
C. Nếu không cài đặt gì, UEFI sẽ luôn tự động nạp hệ điều hành từ mạng trước rồi mới đến ổ cứng
D. Ngay khi tìm thấy hệ điều hành, UEFI sẽ tải các tập tin khởi động vào RAM rồi bàn giao quyền điều khiển
Câu 5.4: Khi bạn bấm nút nguồn máy tính, UEFI sẽ thực hiện những công việc gì để khởi động hệ thống?
A. Kiểm tra phần cứng, kích hoạt linh kiện phụ, tìm ổ đĩa khởi động và bàn giao quyền điều khiển cho hệ điều hành
B. Tiến hành cài đặt hệ điều hành mới vào đĩa cứng, sau đó xóa sạch dữ liệu cũ trong RAM
C. Lắp ráp tự động các linh kiện bên trong máy ảo và hiển thị logo VirtualBox
D. Tự động sửa chữa các linh kiện phần cứng bị hỏng và phát tiếng "bíp bíp" để báo hiệu đã sửa xong
Câu 5.5: Bạn đang thực hành cấu hình UEFI cho một máy ảo trên VirtualBox. Sau khi vào mục Change Boot Order, bạn muốn thay đổi cấu hình để máy ảo ưu tiên đọc tập tin cài đặt từ ổ đĩa quang (Optical Drive) trước tiên, bạn cần sử dụng phím nào trên bàn phím để di chuyển thiết bị này lên đầu danh sách?
A. Phím mũi tên sang trái ←
B. Phím Trừ (-)
C. Phím Cộng (+)
D. Phím Esc
5. UEFI and the Computer Boot Process
In the previous lesson, you learned how to assemble computer hardware components.
For a computer to operate, it must consist of hardware, firmware, and software.
Hardware refers to the physical components that you can tangibly handle, such as the CPU, RAM, hard drive, etc.
Firmware consists of program code segments that are directly embedded (pre-loaded) by the manufacturer into the memory chips (e.g., ROM, EPROM, or Flash memory) of hardware devices right out of the factory.
In this lesson, we will explore a specific type of firmware called UEFI