При включении компьютера операционная система размещается

Загрузка операционной системы. Загрузка Windows XP.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативной памяти. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Диск, на котором находятся файлы ОС и с которого производится ее загрузка, называется системным.
Программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.
После включения компьютера производится загрузка ОС с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки – загрузчика ОС.
Поэтапно загрузку ОС можно представить следующим образом:
В компьютере находится ПЗУ, содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки ОС, которые называются BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода). После включения компьютера эти программы начинают выполняться. Причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея. Сначала производится тестирование и настройка аппаратных средств, затем начинается загрузка ОС. На этом этапе процессор обращается к диску и ищет в 1 секторе диска наличие небольшой программы-загрузчика Master Boot.

Master Boot ищет на диске основной загрузчик Boot Sector, загружает его в память и передает ему управление. Boot sector (сектор начальной загрузки) – часть диска, зарезервированная для программы самозагрузки ОС. В этом секторе обычно содержится короткая программа на машинном языке, которая загружает ОС.
Далее основной загрузчик ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.
После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы, в противном случае загружается графический интерфейс.
В зависимости от вида ОС, процесс ее загрузки будет отличаться. В состав ОС обязательно входят файлы, отвечающие за процесс загрузки. Рассмотрим «работу» файлов в процессе загрузки Windows XP.

Загрузка Windows XP контролируется файлом NTLDR, находящемся в корневой директории системного раздела. NTLDR работает в четыре приема:

Начальная фаза загрузки.
Выбор системы.
Определение «железа».
Выбор конфигурации.

В начальной фазе NTLDR переключает процессор в защищенный режим. Затем загружает соответствующий драйвер файловой системы для работы с файлами любой файловой системы, поддерживаемой XP (FAT-16, FAT-32 и NTFS).

Если в корневой директории есть BOOT.INI, то его содержание загружается в память. Если в нем есть записи более чем об одной операционной системе, NTLDR останавливает работу — показывает меню с выбором и ожидает ввода от пользователя определенный период времени.

Если такого файла нет, то NTLDR продолжает загрузку с первого раздела, первого диска, обычно это C:\.
Если в процессе выбора пользователь выбрал Windows NT, 2000 или XP, то проверяется нажатие F8 и показ соответствующего меню с опциями загрузки.
После каждой удачной загрузки XP создает копию текущей комбинации драйверов и системных настроек известную как Last Known Good Configuration. Этот коллекцию можно использовать для загрузки в случае если некое новое устройство внесло разлад в работу операционной системы.

Если выбранная операционная система XP, то NTLDR находит и загружает DOS программу NTDETECT.COM для определения «железа», установленного в компьютере. NTDETECT.COM строит список компонентов, который потом используется в ключе HARDWARE ветки HKEY_LOCAL_MACHINE реестра.

Если компьютер имеет более одного профиля оборудования программа останавливается с меню выбора конфигурации. После выбора конфигурации NTLDR начинает загрузку ядра XP (NTOSKRNL.EXE). В процессе загрузки ядра (но перед инициализацией) NTLDR остается главным в управлении компьютером. Экран очищается и внизу показывается анимация из белых прямоугольников. Кроме ядра загружается и слой Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), для того чтобы ядро могло абстрагироваться от «железа». Оба файла находятся в директории System32.

NTLDR загружает драйвера устройств, помеченные как загрузочные. Загрузив их, NTLDR передает управление компьютером дальше. Каждый драйвер имеет ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Если значение Start равно SERVICE_BOOT_START, то устройство считается загрузочным. Для каждого такого устройства на экране печатается точка.

NTOSKRNL в процессе загрузки проходит через две фазы — так называемую фазу 0 и фазу 1. Первая фаза инициализирует лишь ту часть микроядра и исполнительные подсистемы, которая требуется для работы основных служб и продолжения загрузки. Фаза 1 начинается когда HAL подготавливает систему для обработки прерываний устройств. Если на компьютере установлено более одного процессора, они инициализируются. Все исполнительные подсистемы реинициализируются в следующем порядке: Object Manager, Executive, Microkernel, Security Reference Monitor, Memory Manager, Cache Manager, LPCS, I/O Manager, Process Manager.

Источник

Как работать с BIOS и UEFI компьютера или ноутбука

Большинство пользователей компьютеров и ноутбуков знают о существовании BIOS или UEFI, но заходить в них и менять какие-либо настройки им просто нет нужды. Но рано или поздно может возникнуть ситуация, когда это придется сделать. Давайте разберемся, как входить в BIOS и какие его параметры нужно уметь менять начинающим пользователям.

Как зайти в BIOS компьютера или ноутбука?

Для простоты чтения в блоге под BIOS иногда будет подразумеваться и UEFI.

Первая проблема, с которой можно столкнуться — это сам вход в BIOS. На большинстве стационарных компьютеров это сделать легко, нажав кнопку Delete при включении. Иногда пользователи сталкиваются с тем, что не успевают нажать клавишу вовремя. Чтобы гарантированно войти в BIOS, нужно нажимать кнопку Delete циклически, несколько раз в секунду, пока компьютер включается.

А вот с ноутбуками ситуация уже сложнее. По нажатию на кнопку Delete не всякий ноутбук войдет в BIOS, обычно надо нажимать F2.

Некоторые модели могут потребовать нажатия F1, F3 или F10. А старые или редкие модели ноутбуков Dell или Lenovo иногда требуют совсем редкие клавиатурные сочетания — Ctrl+Alt+Enter, Ctrl+Alt+F3 или Ctrl+Alt+Ins.

Многие клавиатуры ноутбуков не имеют отдельных F-кнопок, поэтому нужно будет нажимать дополнительную кнопку Fn. Например, Fn+F2.

Модели SONY VAIO имеют специальную кнопку ASSIST, с помощью которой можно войти в BIOS.

Иногда подобная кнопка имеется и на ноутбуках Lenovo.

Обычно подсказка по кнопкам будет видна при загрузке, внизу экрана, но очень непродолжительное время.

Если вам не удается зайти в BIOS на ноутбуке по сочетанию Fn+F2, то начнется загрузка операционной системы, которая в случае устаревшего железа может занять одну-две минуты, и ждать возможности перезагрузки ноутбука бывает очень утомительно.

Поэтому проще поступать так: нажимаете Fn+F2 и, если вход в BIOS не произошел, быстро нажимаете сочетания кнопок Ctrl+Alt+Del и пробуете еще раз или другое сочетание кнопок. Лучше заранее почитать руководство по эксплуатации ноутбука, если оно имеется, или скачать его из интернета.

Однако бывают ситуации, когда и интернета под рукой нет, а ноутбук очень экзотический, и подсказка по сочетаниям клавиш появляется на долю секунды. В таком случае выручит смартфон — включайте запись видео экрана ноутбука при загрузке и потом рассмотрите подсказку по клавишам на видео, поставленном на паузу.

Вообще, смартфон часто выручает и опытных пользователей при работе с BIOS, ведь им очень удобно сфотографировать настройки, которые трудно запомнить.

Виды интерфейса BIOS и UEFI, поддержка мыши в современных системах

Итак, мы вошли в BIOS, и нас встречает его главный экран, который выглядит по-разному в зависимости от производителя и возраста материнской платы компьютера или ноутбука.

Один из самых старых видов BIOS — это AMI BIOS от разработчика American Megatrends inc. Он начал массово распространяться еще в 90-х, но встретить его можно и сейчас на технике конца нулевых годов.

Более массовый и знакомый многим BIOS от Award имеет привычный синий экран с желтыми символами.

Phoenix-Award BIOS более похож по цветам на AMI BIOS и часто используется в ноутбуках.

Обычные виды BIOS уже давно не отвечали новым требованиям рынка ПК, имели мало возможностей и постепенно их заменяет интерфейс UEFI (Unified Extensible Firmware Interface).

Если ваш компьютер куплен в 2010-х годах, то скорее всего на нем уже стоит UEFI.
Интерфейс UEFI является графическим, имеет поддержку мыши и нескольких языков. По сути, это небольшая операционная система с множеством функций, которых не было в BIOS.

Итак, мы разобрались с тем, как войти в BIOS и с тем, как он будет выглядеть на большинстве систем. Теперь давайте рассмотрим функции, изменять которые может понадобиться начинающему пользователю компьютера или ноутбука.

Выбор устройства загрузки в BIOS

Первое и самое частое, что приходится делать пользователям — это менять устройство, с которого будет загружаться компьютер. Например, нужно выбрать флешку с которой будет устанавливаться Windows. Или при покупке нового SSD нужно установить загрузку с него, а не со старого HDD.

Однократно выбрать устройство загрузки при установке Windows будет удобнее горячей клавишей. В таблице в начале блога есть списки кнопок, которыми можно зайти в «Меню загрузки» (Boot menu) при старте компьютера. Обычно это F8, F11 или F12.

Но не только для установки Windows может потребоваться загрузка с флеш-накопителя. Иногда компьютер настолько плохо работает из-за заражения вирусами, что лечение от них в операционной системе невозможно.

В таком случае на помощь придет загрузочная флешка с антивирусом. Создать такую флешку предлагают все ведущие разработчики антивирусных программ, например, Kaspersky или Dr.Web.

Если же вы добавили новый накопитель в компьютер, и нужно, чтобы он загружался с него, придется зайти в BIOS и изменить настройки.

Покажем это на примере компьютера с материнской платой MSI B450-A PRO MAX с графическим интерфейсом. На других моделях плат настройки будут похожими.

При входе в UEFI MSI B450-A PRO MAX мы попадаем в так называемое EZ Mode меню, где настройки рассчитаны на начинающего пользователя.

Вкладка Storage покажет, какие диски и к каким SATA-портам материнской платы подключены.

Панель Boot Priority показывает иконки накопителей, порядок загрузки которых можно менять перетаскиванием.

Однако у меня эта панель показывает только один из трех дисков, поэтому мне придется переключиться в Advanced Mode нажатием кнопки F7 или выбрать его мышью в верхней части экрана.

Advanced Mode предлагает уже заметно больше настроек. И что особенно удобно, они логически выстроены. Я перехожу в раздел Settings и в подраздел Boot.

Далее в Hard Disk Drive BBS Priorities.

И в строке Boot Option #1 выбираю SSD, с которого будет загружаться Windows.

Отключаем встроенную аудиокарту в BIOS

Все чаще в компьютеры ставят качественную дискретную звуковую карту, при этом встроенную надо отключить. Делается это просто, заходим в меню Settings и подраздел Advanced\Integrated Peripherals.

HD Audio Controller переводим в режим Disabled.

Автоматическое включение компьютера при подаче электричества

Многим пользователям будет удобно настроить включение компьютера при наличии электропитания в его розетке. Это удобно тем, что, включив удлинитель питания кнопкой, у вас автоматически включится ПК вместе с монитором и периферией. И кнопку Power на системном блоке нажимать не придется.

Для этого идем в раздел Settings и подраздел Advanced. Далее — в подраздел Power Management Setup.

И параметр Restore after AC Power Loss переводим в значение Power On.

Устанавливаем пароль на BIOS

Если вы нуждаетесь в более надежной защите от проникновения посторонних в компьютер, чем просто пароль при входе в Windows, то желательно установить пароль и в BIOS.

Его можно установить в разделе Settings и подразделе Security.

Пароль нужно ввести в поле Administrator Password. Постарайтесь не забыть пароль, иначе придется делать сброс настроек BIOS.

Настраиваем обороты вентиляторов ПК

Бывают такие случаи, когда охлаждение компьютера избыточно и слишком шумно. Исправить это можно в настройках UEFI, в подразделе Fan Info.

В моем случае в эти настройки удобно попасть из EZ Mode.

MSI B450-A PRO MAX позволяет задать кривую оборотов вентилятора с PWM в зависимости от температуры выбранных компонентов: процессора, чипсета или системы питания.

А обычные вентиляторы можно настроить, отрегулировав подаваемое напряжение. Не стоит сразу сильно снижать обороты вентиляторов. Снизьте их на 20 % и проверьте в работе компьютера под нагрузкой температуры и уровень шума. Если температуры в порядке, а шум еще присутствует, снизьте еще. Однако при снижении питания или оборотов вентилятора на 50 % и ниже, он может просто не запуститься.

Итоги

Мы с вами рассмотрели наиболее часто встречающиеся причины, по которым начинающим пользователям придется воспользоваться BIOS или UEFI. Не стоит бояться применять эти настройки, ничего критического в компьютере или ноутбуке они не затрагивают.

А по мере накопления опыта, вы сможете настраивать и более серьезные вещи в BIOS, например, увеличить производительность компьютера с помощью разгона. Или снизить его нагрев и уровень потребления электричества с помощью андервольта. Но эти обширные темы уже для отдельных блогов.

Источник

Как загружается компьютер?

Термин «boot – загрузка» используется для описания процесса, выполняемого компьютером при включении, который загружает операционную систему и подготавливает систему к использованию. Загрузка и запуск – всё это синонимы и, как правило, описывают длинный список вещей, которые происходят от нажатия кнопки питания до полностью загруженного и готового к использованию сеанса операционной системы, такой как Windows. С момента включения питания и до начала работы, загрузка компьютера является очень сложным процессом.

Что происходит во время процесса загрузки?

С самого начала, когда нажимается кнопка питания для включения компьютера, блок питания подаёт питание на материнскую плату и её компоненты, чтобы они могли играть свою роль во всей системе.

Первая часть следующего шага процесса загрузки контролируется BIOS и начинается после POST. Это когда сообщения об ошибках POST выдаются, если есть проблема с любым аппаратным обеспечением.

После отображения на мониторе различной информации, например, о производителе и подробностях BIOS, BIOS в конечном итоге передаёт процесс загрузки основному загрузочному коду, который передаёт его к загрузочному коду тома, а затем, наконец, диспетчеру загрузки для обработки остальных данных.

BIOS находит нужный жесткий диск с установленной операционной системой. Это делается путём проверки первого сектора жестких дисков, которые он идентифицирует. Когда он находит нужный диск с загрузчиком, он загружает его в память, чтобы программа загрузчика могла затем загрузить операционную систему в память, установленную на диске.

В более новых версиях Windows BOOTMGR – это менеджер загрузки, который используется для загрузки ОС.

Это объяснение процесса загрузки, которое вы только что прочитали, является очень упрощенной версией того, что происходит, но оно даёт вам некоторое представление о том, что происходит при включении компьютера.

Жёсткая (холодная) загрузка и мягкая (теплая) загрузка

Возможно, вы слышали термины «жесткая/холодная загрузка» и «мягкая/тёплая загрузка» и задавались вопросом, что это значит. Разве загрузка не просто загрузка? Как вы можете иметь два разных типа?

Холодная загрузка – это когда компьютер запускается из полностью мертвого состояния, когда компоненты ранее были вообще отключены. Жёсткая загрузка также характеризуется тем, что компьютер выполняет самотестирование при включении питания или POST.

Тем не менее, существуют противоречивые мнения о том, что на самом деле подразумевает холодная перезагрузка. Например, перезагрузка компьютера под управлением Windows может заставить вас подумать, что он выполняет холодную перезагрузку, потому что система, кажется, выключается, но на самом деле может не отключить питание материнской платы, и в этом случае будет применена мягкая перезагрузка.

Жёсткая перезагрузка – также термин, используемый для описания, когда система не выключается упорядоченным образом. Например, нажатие кнопки питания для выключения системы с целью перезапуска называется принудительной перезагрузкой.

Дополнительная информация о загрузке

Вы можете подумать, что изучение процесса загрузки глупо или бессмысленно, и, возможно, это для большинства людей так и есть, но это не всегда так. Если вы хотите узнать, как загрузить компьютер с флэш-накопителя или диска, вы должны сначала понять, что в процессе загрузки наступает момент, который даёт вам такую возможность. Проблемы, возникающие в процессе загрузки, не распространены, но они случаются. Посмотрите статью, как починить компьютер, который не запускается, чтобы выяснить, что пошло не так.

Термин «boot» происходит от фразы «загрузка». Идея состоит в том, чтобы понять, что должна быть часть программного обеспечения, которая может запускаться изначально, перед другим программным обеспечением, чтобы операционная система и программы могли работать.

Источник

"Программное обеспечение компьютера. Операционная система". 10‒11-й класс

Развивающие: способствовать формированию умения анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательные: стимулировать развитие познавательных интересов, навыков и умений учащихся.

По окончанию изучения темы учащиеся должны:

понятие программного обеспечения,
понятие и назначение системного, прикладного, инструментария программного обеспечения и его виды,
понятие, назначение, структура, виды операционной системы компьютера

классифицировать программное обеспечение,
ориентироваться в многообразии операционных систем,
определять разрядность операционной системы.

Класс: 10-11.

Тип урока: урок-лекция.

Ход урока

Компьютер – универсальное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для обработки информации. Скорость обработки информации, виды обрабатываемой информации определяются техническими характеристиками компьютера. Однако даже самый мощный компьютер не в состоянии выполнить простой операции без определенного набора компьютерных программ.

Слайд 1. Итак, тема нашего занятия: «Программное обеспечение компьютера. Операционная система».

Слайд 3. В данной теме мы рассмотрим следующие вопросы:

компьютерная программа;
программное обеспечение, его состав и назначение;
операционная система, ее функции, состав, виды;
определение версии операционной системы;
установка ОС.

Слайд 4. Чтобы понять, что такое программное обеспечение компьютера, давайте сначала дадим определение компьютерной программы.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте подобрать и записать на доске слова, характеризующие компьютерную программу, а затем самостоятельно сформулировать определение.)

Компьютерная программа — последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления компьютера.

Слайд 5. Компьютеры проникли во все сферы деятельности человека, начиная с начального образования и заканчивая изучением новейших технологий. На нем можно писать, слушать музыку, создавать модели машин и зданий. Все это возможно благодаря компьютерным программам

Программное обеспечение – совокупность программ и данных, которые используются для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

(В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году )

Слайд 6. Программное обеспечение по назначению подразделяется на: системное, инструментальное, прикладное.

Системное программное обеспечение(СПО) — пакет программ, который обеспечивает управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование. СПО — «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя.

Системное программное обеспечение, в свою очередь, подразделяется на: базовое программное обеспечение и сервисное программное обеспечение. Базовое программное обеспечение состоит из минимального набора программных средств, которые занимаются обеспечением работы компьютера. Оно поставляется вместе с компьютером и включает в себя: операционную систему, оболочки ОС, сетевое программное обеспечение. Для полноценного функционирования базового программного обеспечения обязательно нужно сервисное программное обеспечение.

Сервисное программное обеспечение — это совокупность программ, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем. Сервисное ПО включает в себя: программы обслуживания сети, драйверы устройств, антивирусные программы, архиваторы, программы обслуживания дисков компьютера, программы для диагностики компьютера.

Инструментальное программное обеспечение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. В состав инструментального ПО входят: языки и системы программирования, интегрированные среды программирования, программные комплексы.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.

Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя: текстовые процессоры, табличные процессоры, базы данных, интегрированные пакеты, системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры), экспертные системы, обучающие программы, программы математических расчетов, моделирования и анализа, игры, коммуникационные программы.

Слайд 7. Давайте рассмотрим примеры программного обеспечения.

ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (приведите свои примеры программ системного, инструментального, прикладного программного обеспечения).

Слайд 8. По их правому статусу программы можно разделить на три большие группы: лицензионные, условно бесплатные и свободно распространяемые.

Лицензионные программы продаются в виде коробочных дистрибутивов: CD-диски + руководство пользователя. Согласно лицензионному соглашению разработчики программ гарантируют их нормальное функционирование в определенной операционной системе и несут за это ответственность.

Условно бесплатные программы – программы, предлагаемые разработчиками пользователям в целях их рекламы и продвижения на рынок. Пользователю предоставляется версия программы с ограниченным сроком действия или с ограниченными функциональными.

Свободно распространяемые программы. Многие производители программного обеспечения и компьютерного оборудования заинтересованы в широком бесплатном распространении программного обеспечения. К таким программным средствам можно отнести:

новые недоработанные (бета) версии программных продуктов (это позволяет провести их широкое тестирование);
программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок);
дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности;
драйверы к новым или улучшенные драйверы к уже существующим устройствам.

Слайд 9. Итоговые тезисы

Слайд 10. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны и аппаратурой компьютера с другой стороны. Она является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера (Software) .

Слайд 11. Операционную систему считают программным продолжением устройства управления компьютера. Она скрывает от пользователя сложности взаимодействия с аппаратной составляющей компьютера, образуя прослойку между ними. Таким образом люди освобождаются от трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Слайд 12. ВОПРОСЫ УЧАЩИМСЯ (попробуйте самостоятельно определить некоторые функции ОС. Высказывания учащихся записываются на доске.)

Функции ОС: управление памятью, управление доступом к устройствам ввода-вывода, управление файловой системой, управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов, управление использованием ресурсов, загрузка программ в оперативную память и их выполнение, интерфейс с пользователем, межмашинное взаимодействие (сеть), защита самой системы и пользовательских данных и программ, разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Слайд 13. Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Структура операционной системы

ядро (Kernel) — центральная часть операционной системы, выполняющая ее основные функции и решающая внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса.
командный процессор – расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие через клавиатуру,
драйверы периферийных устройств – программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором,
дополнительные сервисные программы (утилиты) – делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером

Слайд 14. Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам.

ОС бывают: однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские, сетевые и локальные, системы с разделением времени и реального времени, однопроцессорные и многопроцессорные.

Источник

Этапы загрузки операционных систем

Давным-давно, когда я был маленьким работал в институтской лаборатории на большом компьютере СМ-3 (что-то вроде знаменитой PDP-11), bootstrapping (загрузка) ЭВМ выглядела так. В фотосчитыватель заправлялась коротенькая бумажная перфолента с пробитой на ней программой начальной загрузки, запускался процесс считывания, а дальше … как повезет.

Дело в том, что бумажная ленточка постепенно изнашивалась, начинала плохо читаться, и ЭВМ могла с первого раза «не завестись». В этом случае процесс нужно было повторять, порой несколько раз, до победного конца. Когда ленточка окончательно выходила из строя и машина никак не хотела «оживать», приходилось временно вводить программу начальной загрузки вручную при помощи расположенных на передней панели переключателей. Тут, главное, было не торопиться и не делать ошибок.

В современных компьютерах процесс загрузки большей частью автоматизирован, однако это не означает, что он не заслуживает того, чтобы с ним познакомиться.

Основные определения и этапы загрузки операционной системы

boot-os

Включение компьютера, POST, BootMonitor

Начальный этап загрузки операционной системы после включения компьютера начинается в BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода). В настройках BIOS мы указываем загрузочное устройство, или ряд загрузочных устройств в порядке их приоритета. Возможны различные варианты загрузки и их комбинации: с жесткого диска, CD/DVD – диска, USB-flash и другие.

Сразу после прохождения POST (Power-On Self-Test — самотестирование после включения) BIOS компьютера начнет поочередно перебирать указанные загрузочные устройства до тех пор, пока на одном из них не найдет подходящую специальную запись, в которой содержится информация о дальнейших действиях.

Загрузчик 1-го уровня. Master Boot Record

Master Boot Record — главная загрузочная запись, расположена в первых физических секторах загрузочных устройств хранения. Она содержит таблицу разделов (Partition Table) и исполняемый код.

Главной задачей программы, записанной в MBR, является поиск активного системного раздела диска и передача управления его загрузочному сектору. Таким образом, эту стадию можно назвать подготовительной, в силу того, что непосредственно загрузки самой ОС еще не происходит.

Системным принято называть раздел диска (устройства хранения) на котором расположены файлы операционной системы, отвечающие за процесс загрузки ОС (сама операционная система может размещаться в другом разделе). В принципе, системных разделов может быть несколько, поэтому один из них отмечается как активный. Именно его ищет программа, загруженная с MBR.

Загрузчик 2-го уровня. Partition Boot Sector

Следующим этапом загрузки компьютера является передача управления исполняемому коду, записанному в PBS (Partition Boot Sector — загрузочный сектор активного раздела). PBS расположен в первом секторе (секторах) соответствующего раздела диска. В коде PBS прописано имя файла загрузчика операционной системы, которому и передается управление на этом этапе.

Начальный этап загрузки операционной системы. Менеджер загрузки ОС

Первоначально в Linux загрузчиком являлся LILO (Linux Loader). В силу имевшихся в нем недостатков, главным из которых была неспособность понимать используемые в Linux файловые системы, позднее начал использоваться загрузчик GRUB (GRand Unified Bootloader) в котором недостатки LILO были исправлены.

Если речь идет о версиях Windows до Vista, например, Windows XP, то будет загружен Ntldr. Он, в свою очередь, считывает информацию из текстового файла Boot.ini, в котором записана информация об установленных операционных системах.

Загрузка ядра операционной системы

Завершающим этапом загрузки операционной системы является загрузка ядра ОС и передача ему управления.

Несколько лет назад в моей практике был такой забавный случай.

Меня попросили помочь одному человеку купить и привести в порядок компьютер для дома. Товарищ этот на тот момент времени только-только вышел на пенсию, а до этого работал в должности начальника и компьютер видел, по большей части, издалека, на столе у своей секретарши. После выхода на пенсию у него появилось время и желание компьютер освоить. Ну что, по-моему, замечательно. Компьютер мы ему подобрали недорогой, но добротный и с хорошим, по тем временам, монитором. Я поставил и настроил кое-какие программы, показал как ими пользоваться. Господин обзавелся книжкой из серии «Что-то там для чайников» и мы расстались абсолютно довольные друг другом.

Примерно через неделю мой подопечный позвонил мне по телефону и чуть не плача сообщил, что все пропало и компьютер больше не работает. Благо, запираться он не стал и честно рассказал, как было дело. А дело было так. Товарищ полез исследовать содержимое своего компьютера и нашел в корне диска С:\ несколько подозрительных и «ненужных», на его взгляд, файлов. Он решил освободить место и файлики эти попросту удалил. Думаю, что все уже догадались, что это были boot.ini, ntldr, ntdetect и др. Поправить ситуацию сложности не представляло, разве что пришлось ехать к нему еще раз.

К слову сказать, для того, чтобы получить проблемы с загрузкой Windows XP, можно было и ничего не стирать, а слегка «подправить», например, boot.ini.

Видимо Microsoft как то узнала об этом случае и в следующей версии своей ОС решила припрятать файлы загрузчика получше.

Особенности загрузки операционных систем Windows Vista / 7 / 8

В Windows Vista или Windows 7 / 8 диспетчер загрузки называется Bootmgr. Он читает список установленных операционных систем не из простого текстового файла, коим является boot.ini, а из системного хранилища BCD (Boot Configuration Data), доступ к которому осуществляется посредством специальной утилиты bcdedit.exe .

Но это еще не все. Откроем “Управление компьютером” –> “Управление дисками” >

Процесс стандартной инсталляции операционной системы Windows Vista / 7 / 8 создает в начале диска дополнительный раздел «Зарезервировано системой». Ему не присваивается буква диска, благодаря чему, если не сделать дополнительных шагов, и сам раздел и его содержимое будут скрыты от пользователя. Этот основной раздел имеет статус «Системный» и «Активный» и, следовательно, удалить его тоже нельзя.

В Windows 7 размер такого раздела составляет 100 МБ, из которых занято около 30 МБ, в Windows 8 – уже 350 МБ, причем занято из них 105 МБ. Такая разница объясняется тем, что в Windows 8 на этот раздел перенесена папка “Recovery”.

Посмотрим содержимое раздела «Зарезервировано системой». Для этого назначим ему букву диска, например, «W» в “Управление дисками”. Дополнительно откроем «Панель управления» –> «Параметры папок» и на вкладке «Вид» снимем галку с «Скрывать защищенные системные файлы» и поставим отметку на «Показывать скрытые файлы, папки и диски».

w7-hf

Если в системе установлен файловый менеджер FAR Manager, то для просмотра можно воспользоваться им и не заниматься настройкой видимости скрытых файлов.

Так выглядит содержимое раздела «Зарезервировано системой» в Windows 8 >

w8-boot

Как и ожидалось, в корне раздела мы видим загрузчик Bootmgr.

А так выглядит часть содержимого папки «Boot» >

w8-bcd

В папке мы находим базу хранилища данных конфигурации загрузки BCD и сопутствующие ей папки с языковыми файлами и файлами шрифтов.

Для полноты картины осталось сказать о том, какой раздел называется загрузочным. Ответ уже показан на картинке с томами Windows 7. Очевидно, что это раздел, на котором находятся все основные файлы операционной системы.

Ну что же, запомнить названия разделов диска очень легко по принципу «всё наоборот» — на системном нет системы (операционной), но расположен загрузчик третьего уровня, на загрузочном как раз отсутствует загрузчик, но находится сама система . Естественно, эта «запоминалка» работает только тогда, когда есть несколько разделов. Если раздел один, то он может быть сразу системным, активным и загрузочным.

Главной задачей загрузчика 3-го уровня, в роли которого выступает, в зависимости от типа ОС, Bootmgr, Ntldr или GRUB, является чтение с загрузочного диска и загрузка ядра операционной системы. Кроме того, в случае множественной загрузки, когда на компьютере установлено несколько операционных систем, загрузчик 3-го уровня позволяет выбирать нужную при каждом запуске компьютера.

Классической ошибкой, которой Microsoft посвятила отдельную статью, является установка Windows XP после Windows Vista / 7 /8. Установщик Windows XP помечает свой раздел как активный, после чего, во время загрузки, MBR передает управление PBS этого раздела а он, в свою очередь, — Ntldr. Загрузчик Windows XP ничего не знает о более поздних версиях операционных систем Windows и их загрузка становится невозможной. Лечится достаточно легко, но неискушенного пользователя такая ситуация может поставить в тупик.

Добавить к этому практически нечего и можно переходить непосредственно к редактированию загрузочного меню. Начнем с загрузочного меню Windows.

Источник