Как происходит загрузка операционной системы Windows после включения компьютера

После нажатия кнопки включения компьютер проходит через несколько этапов загрузки, прежде чем операционная система будет полностью готова к использованию. Первым этапом является самозагрузка (Power-On Self-Test, POST), во время которой происходит выполнение набора тестов, чтобы проверить работоспособность аппаратного обеспечения компьютера.

Затем компьютер переходит к следующему этапу — загрузке системного загрузчика. В Windows используется системный загрузчик, который называется NTLDR (New Technology Loader). Он ответственен за загрузку ядра операционной системы и других важных файлов, необходимых для ее функционирования. Если какой-либо из этих файлов отсутствует или поврежден, компьютер может не загрузиться.

Питание компьютера и включение

1. Подача питания
2. Проверка железа
3. Инициализация BIOS
4. Поиск загрузочного устройства
5. Загрузка операционной системы

Что бы компьютер мог начать работать, необходимо включить его питание. При включении питания происходит подача электрического тока на все компоненты компьютера. Питание можно включить, нажав на кнопку питания, которая обычно расположена на лицевой панели компьютера или на клавиатуре.

После подачи питания компьютер проходит процесс проверки железа или POST (Power-On Self-Test). В ходе этой проверки BIOS (Basic Input/Output System) сканирует все подключенные компоненты и сверяет их с информацией, хранящейся в настройках. Если BIOS обнаруживает неисправность или проблему, он может выдать звуковой сигнал или сообщение на экране.

После прохождения POST инициализируется BIOS. BIOS — это небольшая программа, хранящаяся на постоянной памяти материнской платы. Она ответственна за управление и настройку работы всех подключенных к компьютеру устройств. В ходе инициализации BIOS производит определение и настройку параметров железа, запускает системные устройства и подготавливает компьютер к загрузке операционной системы.

Далее компьютер начинает поиск загрузочного устройства, с которого будет загружена операционная система. Загрузочным устройством может быть жесткий диск, флеш-накопитель, CD/DVD-привод или сетевой интерфейс. BIOS просматривает все подключенные устройства по заданной последовательности и проверяет наличие загрузочной информации.

После успешного поиска загрузочного устройства, BIOS передает управление операционной системе. Загрузка операционной системы происходит по заданному загрузочному сектору на выбранном устройстве. Операционная система загружается в оперативную память и начинает свою работу, предоставляя пользователю доступ ко всем функциям компьютера.

Процесс пост-тестирования

После выполнения тестов загрузки и инициализации аппаратного обеспечения компьютера, операционная система Windows начинает процесс пост-тестирования, чтобы подготовить систему к запуску.

Этот процесс включает в себя следующие шаги:

1. Инициализация системных устройств: операционная система проверяет и инициализирует все устройства, подключенные к компьютеру, включая процессор, память, жесткий диск, видеокарту и другие.
2. Загрузка системного ядра: операционная система загружает свое ядро, которое является основной частью ОС и обрабатывает все запросы и команды.
3. Загрузка драйверов: после загрузки системного ядра, операционная система загружает необходимые драйверы для обеспечения работы устройств компьютера.
4. Запуск служб и программ: после загрузки драйверов, операционная система запускает различные службы и программы, которые работают в фоновом режиме и обеспечивают функциональность ОС.
5. Загрузка пользовательского интерфейса: наконец, операционная система загружает пользовательский интерфейс, который позволяет пользователям взаимодействовать с системой и запускать приложения.

Весь процесс пост-тестирования занимает всего несколько секунд, и пользователь видит только загрузочный экран ОС, пока все эти операции выполняются в фоновом режиме.

Загрузчик операционной системы

Процесс загрузки операционной системы начинается с работы BIOS (Basic Input/Output System). BIOS – это маленький чип на материнской плате компьютера, который выполняет ряд проверок и инициализирует основные компоненты компьютера, включая процессор, оперативную память и жесткий диск. Затем BIOS ищет загрузочное устройство – обычно это жесткий диск или другое устройство с установленной операционной системой.

Если BIOS находит загрузочное устройство, он передает управление загрузчику операционной системы, который расположен на специальном разделе жесткого диска, называемом загрузочным сектором или загрузочной записью Мастер-загрузочной записи (Master Boot Record, MBR).

Загрузчик операционной системы может быть разным в зависимости от версии Windows или типа компьютера. В классической BIOS-системе наиболее распространенным загрузчиком является NTLDR (NT Loader). В более современных системах на базе UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) загрузчиком является EFI Boot Manager.

Основной функцией загрузчика является загрузка файлов, необходимых для запуска операционной системы. Загрузчик также отвечает за конфигурацию операционной системы, загрузку драйверов и запуск нужного ядра операционной системы.

Если загрузчик обнаруживает несколько операционных систем на компьютере, он предоставляет пользователю возможность выбрать операционную систему для загрузки. Загрузчики также позволяют загрузиться в режиме безопасного режима или других специальных режимах, если операционная система не может быть загружена в нормальном режиме.

Работа загрузчика операционной системы происходит на очень ранней стадии загрузки компьютера, поэтому важно, чтобы он был надежным и безопасным. Неправильная работа загрузчика может привести к невозможности загрузки операционной системы или к возникновению ошибок при ее работе.

Загрузка ядра операционной системы

После прохождения первоначальной инициализации компьютера (POST) и настройки BIOS, процесс загрузки операционной системы Windows переходит к загрузке ядра операционной системы.

Ядро операционной системы является ключевым компонентом, отвечающим за управление ресурсами компьютера и выполнение базовых операций. Во время загрузки ядро копируется из жесткого диска в оперативную память (RAM) компьютера, где оно будет активно использоваться при работе операционной системы.

В процессе загрузки ядра, операционная система ищет файл ядра (например, ntoskrnl.exe) и загружает его в память. Затем запускаются драйверы устройств, необходимые для взаимодействия операционной системы с конкретным оборудованием компьютера.

Загрузка ядра операционной системы Windows выполняется в режиме защищенного реального режима (Protected Mode). Здесь операционная система имеет доступ к более расширенному набору функций и более высокому уровню безопасности. При этом ядро устанавливает необходимые настройки и загружает дополнительные компоненты для полноценной работы операционной системы.

Когда загрузка ядра завершена, операционная система переходит к выполнению процедуры инициализации, которая подготавливает все необходимое для запуска и работы пользовательского интерфейса операционной системы Windows.

Инициализация аппаратного обеспечения

BIOS выполняет следующие задачи:

• Проверка наличия и состояния жесткого диска и других устройств хранения данных.
• Загрузка и выполнение POST (Power-On Self Test) — теста на ошибки, который помогает обнаружить и исправить проблемы с оборудованием.
• Настройка параметров материнской платы и других устройств.
• Определение устройства, с которого должна быть загружена операционная система.
• Загрузка первого сектора выбранного устройства, в котором располагается загрузчик операционной системы.

Загрузчик операционной системы, как правило, находится на основном разделе жесткого диска и является программой, которая перенаправляет управление операционной системе и обеспечивает ее загрузку. После загрузки загрузчик передает управление операционной системе, которая продолжает загружаться и запускаться на компьютере.