Процесс загрузки компьютера кратко

В информатике начальной загрузкой называется сложный и многошаговый процесс запуска компьютера. Загрузочная последовательность — это последовательность действий, которые должен выполнить компьютер для запуска операционной системы.

Начальная загрузка

Большинство компьютерных систем могут исполнять только команды, находящиеся в оперативной памяти компьютера, в то время как современные операционные системы в большинстве случаев хранятся на жёстких дисках, загрузочных CD-ROM, USB дисках или в локальной сети.

После включения компьютера в его оперативной памяти нет операционной системы. Само по себе, без операционной системы, аппаратное обеспечение компьютера не может выполнять сложные действия, такие как, например, загрузку программы в память. Таким образом мы сталкиваемся с парадоксом, который кажется неразрешимым: для того, чтобы загрузить операционную систему в память, мы уже должны иметь операционную систему в памяти.

Решением данного парадокса является использование специальной маленькой компьютерной программы, называемой начальным загрузчиком, или BIOS (Basic Input/Output System). Эта программа не обладает всей функциональностью операционной системы, но её достаточно для того, чтобы загрузить другую программу, которая будет загружать операционную систему. Часто используется многоуровневая загрузка, в которой несколько небольших программ вызывают друг друга до тех пор, пока одна из них не загрузит операционную систему.

В современных компьютерах процесс начальной загрузки начинается с выполнения процессором команд, расположенных в постоянной памяти (например на IBM PC — команд BIOS), начиная с предопределённого адреса (процессор делает это после перезагрузки без какой бы то ни было помощи). Данное программное обеспечение может обнаруживать устройства, подходящие для загрузки, и загружать со специального раздела выбранного устройства (чаще всего загрузочного сектора данного устройства) загрузчик ОС.

Начальные загрузчики должны соответствовать специфическим ограничениям, особенно это касается объёма. Например, на IBM PC загрузчик первого уровня должен помещаться в первых 446 байт главной загрузочной записи, оставив место для 64 байт таблицы разделов и 2 байта для сигнатуры AA55, необходимой для того, чтобы BIOS выявил сам начальный загрузчик.

История

Первые компьютеры имели набор переключателей, которые позволяли оператору размещать начальный загрузчик в памяти до запуска процессора. Затем данный загрузчик считывал операционную систему с внешнего устройства, например с перфоленты или с жесткого диска.

Псевдо-ассемблерный код начального загрузчика может быть столь же простым, как и следующая последовательность инструкций:

Данный пример основан на начальном загрузчике одного из миникомпьютеров, выпущенного в 1970-х годах фирмой Nicolet Instrument Corporation.

Длина загрузчика второго уровня была такой, что последний байт загрузчика изменял команду, расположенную по адресу 6. Таким образом, после выполнения пункта 5 стартовал загрузчик второго уровня. Загрузчик второго уровня ожидал заправки в устройство считывания перфолент длинной перфоленты, содержащей операционную систему. Различием между загрузчиком первого уровня и загрузчиком второго уровня были проверки на ошибки считывания с перфоленты, которые часто встречались в то время, и, в частности, на используемых в данном случае телетайпах ASR-33.

Некоторые операционные системы, наиболее характерными из которых являются старые (до 1995 года) операционные системы компьютеров Macintosh производимых Apple Computer, настолько тесно связаны с аппаратным обеспечением компьютеров, что на данных компьютерах невозможно загрузить какую либо другую операционную систему. В данных случаях обычно разрабатывается начальный загрузчик, который работает как загрузчик стандартной ОС, а затем передает управление альтернативной операционной системе. Apple использовала данный способ для запуска A/UX версию Unix, а затем он использовался различными бесплатными операционными системами.

Устройства, инициализируемые BIOS

Загрузочное устройство — устройство, которое должно быть проинициализировано до загрузки операционной системы. К ним относятся устройства ввода (клавиатура, мышь), базовое устройство вывода (дисплей), и устройство, с которого будет произведена загрузка ОС — дисковод, жесткий диск, CD-ROM, флэш-диск, SCSI-устройство, сетевая карта (при загрузке по сети; например, при помощи PXE).

Давным-давно загрузка компьютера начиналась с установки и считывания перфоленты.

Сейчас перфоленты ушли в прошлое, но проблема осталась. Заключается оно в том, что компьютер может выполнять только программы, находящиеся в оперативной памяти, а операционная система установлена на жестком диске.

Решением проблемы является постоянная память ПЗУ или ROM установленная на материнской плате и записанная в ней программа BIOS, которая запускает установку операционной системы.

ПЗУ не очищается при перезагрузке компьютера, а программа BIOS в ней записывается только один раз — на заводе изготовителе. Можно и перепрошить (перезаписать) BIOS, но если в процессе перезаписи отключится электричество, включить компьютер уже не удастся.

Здравствуйте, дорогие друзья. Все мы каждый день включаем персональный компьютер, но наверняка редко задумывается о том, какие сложные алгоритмы происходят в процессе запуска операционной системы. О том, как именно запускается персональный компьютер и вся операционная система мы и поговорим.

Вот такую вот важную тему мы сегодня с вами рассмотрели. Если статья была полезной для вас, то ставьте лайк и подписывайтесь на канал. Также предлагаю подписаться на наш Ютуб-канал ПиМ [ZveKa] .
Если вам понравилась статья, ознакомьтесь с другими моими работами на канале.

Начальная загрузка — многоступенчатый процесс, часть процесса загрузки компьютера, с момента включения питания и до момента запуска операционной системы. Загрузочная последовательность — это последовательность действий, которые должен выполнить компьютер для запуска операционной системы (точнее, загрузчика), независимо от типа установленной ОС.

Читайте также:

• Конвенция имеющая целью разрешение некоторых коллизий законов о переводных и простых векселях кратко
• Роль преподавателя музыкальной школы в воспитании творческой личности ребенка
• Единые подходы от финансирования школы до оплаты труда учителя
• Индивидуальные особенности развития мышления в младшем школьном возрасте
• Правила оформления лабораторной работы по физике в школе

14. Загрузка компьютера. Bios.

После включения компьютера процессор начинает считывать и выполнять микропрограммы, которые хранятся в микросхеме BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода). Прежде всего начинает выполняться программа тестирования POST (Power On Self Test). В процессе тестирования проверяется работоспособность основных устройств компьютера: тестирует процессор, видеоадаптер, оперативную память, последовательные и параллельные порты, дисководы и контроллеры жестких дисков и клавиатуру.

BIOS не зависима от той или иной операционной системы. Поскольку доступ к оперативной памяти осуществляется значительно быстрее, чем к ПЗУ. Многие производители компьютеров создают системы таким образом, чтобы при включении компьютера выполнялось копирование BIOS из ПЗУ в оперативную память. Задействованная при этом область называется Shandow Memory (теневая память). В настоящее время, почти все материнские платы комплектуются Flash BIOS который в любой момент может быть перезаписан в микросхеме ПЗУ при помощи специальной программы.

После включения компьютера он тестирует свои устройства и пытается выполнить загрузку операционной системы- программы осуществляющей управление компьютером.

Этот процесс называется начальной загрузкой. При начальной загрузке содержимое оперативной памяти компьютера очищается, после чего автоматически запускаются находящиеся в постоянной памяти компьютера программы проверки оборудования.

Если эти программы находят ошибку, то выводят код ошибки или иное сообщение на экран. Если ошибка не критическая, то пользователю предоставляется возможность продолжить процесс загрузки. Для ошибок выявленных еще до проверки видеоподсистемы, тип ошибки сообщается не надписью на экране, а комбинацией звуковых сигналов. О том, что означают эти сигналы можно узнать в сопроводительном документе по материнской плате.

Самая важная нагрузка лежит на системных файлах, расположенных в основном каталоге системы: io.sys и msdos.sys.

Файлы (оставшиеся в наследство от DOS) дают компьютеру понять, что на жестком диске, к которому он обратился, установлена операционная система корпорации Microsoft, основанная на старой доброй MS-DOS и с него можно загружаться. (собственно, файл msdos.sys несет всего лишь информацию о параметрах загрузки оболочки Windows)

Файлы занимают в логической структуре жесткого диска компьютера строго определенное место в специально отведенных кластерах. Поэтому простое копирование на жесткий диск этих файлов не может сделать его системным (т.е. готовым к загрузке) для этого применяется специальная процедура – форматирование.

Следующий файл, который использует компьютер command.com. Из расширения видно, что это программа (и не просто программа, а командный интерпритатор) его загрузка помогает компьютеру понять команды человека.

Затем происходит загрузка главных компонентов Windows: ядра операционной системы(комбинация нескольких программных файлов), драйверов устройств и конфигураторов.

После появления надписи о том, что конкретная версия Windows стартовала появляется предложение нажать клавишу F8, после чего открывается меню загрузки Windows.

Normal Стандартный, нормальный вар-т загрузки. Так бы система загружалась если бы не вмешивались в этот процесс.

Logged Загрузка с протоколом. Все свои действия по загрузке операционная система протоколирует в специальном файле bootlog.txt, в который можно затем заглянуть, чтобы понять на каком этапе произошел сбой.

Safe mode Мягкий режим загрузки, при котором система пропускает этап загрузки драйверов устройств и дополнительных программ .

Step—by—step Режим при котором Windows будет спрашивать разрешения на выполнение операций.

Command pront only Режим командной строки (по сути загрузка «голой» версии DOS)

Safe mode command Предыдущий режим с пропуском выполнения команд конфигурации.

При загрузке в безопасном режиме доступны только основные файлы и драйверы (драйверы мыши, монитора, клавиатуры, дисков, базового видеоадаптера; стандартные системные службы; сетевые подключения отсутствуют). Можно выбрать Безопасный режим с загрузкой сетевых драйверов, в котором загружаются все вышеперечисленные драйверы и файлы, а также основные сетевые службы и драйверы, или Безопасный режим с поддержкой командной строки, который идентичен обычному безопасному режиму, но вместо графического интерфейса пользователя запускается командная строка. Также можно выбрать вариант Загрузка последней удачной конфигурации, при котором компьютер загружается с использованием данных реестра, сохраненных при последнем завершении работы компьютера.

Безопасный режим помогает определить причину неполадок. Если при загрузке в безопасном режиме неполадки не возникают, можно удалить настройки по умолчанию и минимальный набор драйверов устройств как возможные причины возникновения этих неполадок. Если причиной возникающих неполадок является добавление нового устройства или смена драйвера, безопасный режим можно использовать для удаления этого устройства или отмены изменений.

В некоторых ситуациях, например при повреждении системных файлов Windows, необходимых для загрузки системы, безопасный режим помочь не может. В этом случае может помочь консоль восстановления.

При загрузке в безопасном режиме средство «Восстановление системы» не создает точки восстановления. Таким образом, невозможно отменить восстановление, выполненное, когда компьютер был в безопасном режиме.

В безопасном режиме можно выполнить восстановление системы по любой точке восстановления. Если нет возможности запустить компьютер в стандартном режиме, можно использовать систему восстановления для возврата к моменту времени, когда при запуске компьютера возникали ошибки.

Чтобы восстановить состояние на время, когда компьютер запускался без ошибок, выберите точку восстановления, максимально близкую к времени запуска компьютера без ошибок.

Если средство «Восстановление системы» приостановлена из-за отсутствия свободного места на диске, то, находясь в безопасном режиме, невозможно включить ее, освободив дополнительное дисковое пространство. Необходимо перезапустить компьютер в стандартном режиме и освободить больше дискового пространства.

При подготовке материала использовались источники:
https://obrazovanie-gid.ru/dokumentaciya/process-zagruzki-kompyutera-kratko.html
https://studfile.net/preview/9284750/page:9/