itciskra.ru
Первым этапом запуска операционной системы является процесс загрузки системного BIOS (Basic Input/Output System) — специальной программы, которая расположена на материнской плате компьютера. BIOS выполняет ряд проверок и инициализирует железо компьютера, чтобы гарантировать, что все устройства работают правильно.
После этого BIOS загружает загрузчик операционной системы — небольшую программу, которая находится на системном диске компьютера. Загрузчик обычно расположен в особом разделе диска, называемом MBR (Master Boot Record), и его задача состоит в том, чтобы найти, загрузить и запустить саму операционную систему.
Когда загрузчик ОС найден и запущен, он загружает саму операционную систему в память компьютера и передает ей управление. От этого момента операционная система уже полностью контролирует работу компьютера и может предоставить пользователю интерфейс для работы.
Подготовка к запуску операционной системы
Перед тем, как операционная система начнет свою работу, необходимо выполнить ряд подготовительных этапов. Эти этапы обеспечивают правильный запуск ОС и устанавливают необходимые условия для ее работоспособности.
Во время включения компьютера происходит процесс загрузки BIOS (Basic Input/Output System). BIOS является частью материнской платы и отвечает за управление аппаратными компонентами компьютера.
После прохождения POST компьютер ищет загрузочное устройство или устройство с операционной системой. Обычно загрузочным устройством является жесткий диск, но также можно использовать CD/DVD или USB-накопитель.
Когда загрузочное устройство найдено, BIOS передает управление загрузчику операционной системы. Загрузчик – это специальная программа, которая запускает процесс загрузки ОС. Основной загрузчик ОС на компьютерах с BIOS – это MBR (Master Boot Record) или главная загрузочная запись. MBR расположен на первом секторе жесткого диска и содержит информацию о загрузочных разделах диска и код, который инициирует процесс загрузки операционной системы.
Загрузчик ОС может предоставить пользователю выбор запуска конкретной операционной системы в случае, если на компьютере установлено несколько ОС. Также загрузчик может осуществлять проверку целостности системных файлов и, если необходимо, использовать специальные параметры запуска операционной системы.
После успешного процесса загрузки загрузчик передает управление операционной системе. ОС начинает свою работу, и пользователь может приступать к выполнению задач и использованию компьютера.
Бутстрэп загрузчик и BIOS
BIOS выполняет несколько важных функций:
1. Проверка и инициализация оборудования. BIOS сканирует все устройства, подключенные к компьютеру (процессор, память, жесткий диск, клавиатура, монитор и т.д.) и проверяет их работоспособность. Если какое-либо устройство не проходит проверку, BIOS выдает соответствующую ошибку.
2. Поиск и загрузка операционной системы. После проверки оборудования, BIOS ищет загрузочное устройство, на котором находится операционная система. Загрузочным устройством может быть жесткий диск, CD/DVD-привод, USB-флешка и т.д. Если BIOS не находит загрузочное устройство, он выдает ошибку «No bootable device found» или подобную.
3. Запуск бутстрэп загрузчика. После нахождения загрузочного устройства, BIOS передает управление выполнению бутстрэп загрузчика. Бутстрэп загрузчик – это небольшая программа, которая содержится на загрузочном устройстве. Она загружается в оперативную память (RAM) и выполняется. Ее задача – загрузить основную часть операционной системы в память и передать управление ей.
Таким образом, BIOS и бутстрэп загрузчик совместно обеспечивают запуск операционной системы на компьютере. Они играют ключевую роль в процессе загрузки и инициализации всех необходимых компонентов, а также в установлении соединения между аппаратными и программными компонентами компьютера.
Загрузка ядра операционной системы
Для загрузки ядра операционной системы, процессор начинает исполнять инструкции, которые находятся в специальном адресе памяти, называемом вектором прерывания загрузки. Вектор прерывания загрузки является фиксированным адресом и задается прошивкой системной платы.
После того как процессор выполняет инструкции из вектора прерывания загрузки, он загружает код ядра операционной системы из носителя, например жесткого диска или флеш-памяти, в оперативную память. Загрузка ядра происходит в конкретное место в памяти, которое также задается прошивкой системной платы.
Загрузка ядра операционной системы в память завершается, когда программа-загрузчик передает управление ядру. Затем ядро начинает свою работу, принимая на себя контроль над компьютером и инициализируя различные системные компоненты.
Таким образом, загрузка ядра операционной системы является одним из ключевых этапов процесса запуска операционной системы и позволяет операционной системе полноценно функционировать, обеспечивая работу компьютера и взаимодействие с пользователем.
Инициализация устройств
Операционная система проверяет наличие и корректность установленных устройств, а также устанавливает необходимые драйверы для их работы. Драйверы — это программные модули, которые обеспечивают взаимодействие между операционной системой и устройствами. Если операционная система не обнаруживает драйверы для какого-либо устройства или обнаруживает их несовместимость, это может привести к неполадкам или неработоспособности устройства.
Во время инициализации устройств операционная система также устанавливает базовые настройки, такие как разрешение экрана, настройки звука, параметры сети и другие параметры, которые позволяют устройствам работать совместно и обеспечивают правильное функционирование всей системы.
Инициализация устройств — важный этап при запуске операционной системы, так как от этого процесса зависит корректная работа всех компонентов компьютера и полноценное функционирование системы в целом. Поэтому особое внимание уделяется правильной настройке и активации всех необходимых устройств, чтобы гарантировать их стабильность и совместимость с операционной системой.
Загрузка драйверов и модулей
Загрузка драйверов происходит путем поиска и загрузки соответствующих файлов с диска или сети. Операционная система сравнивает информацию об оборудовании, которая хранится в конфигурационных файлах, с доступными драйверами и выбирает подходящий драйвер для каждого устройства. Затем драйверы загружаются в память и активируются.
Загрузка модулей происходит аналогично загрузке драйверов. Операционная система ищет соответствующие модули на диске или сети и загружает их в память. Загруженные модули могут добавлять новые функции или расширять возможности операционной системы. Например, модули могут добавить поддержку новых файловых систем, сетевых протоколов или улучшить производительность системы.
После загрузки драйверов и модулей операционная система готова к работе и может начать обработку пользовательских запросов, управление ресурсами компьютера и запуск приложений.
Запуск процесса инициализации системы
После завершения POST и проверки подключенных устройств, операционная система начинает процесс инициализации. Он включает несколько основных этапов, в которых система запускает и настраивает необходимые компоненты для полноценной работы.
Первым шагом инициализации является загрузка ядра операционной системы в память компьютера. Ядро — это основная часть ОС, отвечающая за управление ресурсами системы и выполнение низкоуровневых операций. После загрузки ядра, система переходит к запуску обработчика запуска операционной системы (boot loader).
Boot loader — это небольшая программа, которая находится на специальном разделе жесткого диска компьютера и отвечает за загрузку операционной системы в память. Он читает информацию о системе, расположенную на жестком диске, и передает управление ядру ОС.
Далее система запускает процесс инициализации устройств. На этом этапе происходит инициализация и настройка различных компонентов системы, таких как процессор, оперативная память, дисковые устройства и прочие подключенные устройства.
После инициализации устройств, система загружает драйверы устройств. Драйверы — это специальные программы, которые позволяют операционной системе взаимодействовать с различными устройствами компьютера, такими как принтеры, сканеры, сетевые карты и др. Загруженные драйверы подготавливают устройства к работе в ОС.
После успешной загрузки драйверов, система переходит к запуску служб и процессов. Службы — это специальные программы, работающие в фоновом режиме и предоставляющие различные системные функции. Процессы — это исполняющиеся программы, выполняющие конкретные задачи пользователей или системы. Запуск служб и процессов обеспечивает возможность пользователю взаимодействовать с операционной системой и запускать приложения.
Таким образом, процесс инициализации системы — это последовательность шагов, начиная от загрузки ядра операционной системы до запуска служб и процессов. Каждый из этих шагов важен для правильной работы системы и обеспечения ее функциональности.