Сразу после включения компьютер загружается и управляет его работой

Обновлено: 21.11.2024

Загрузка — это последовательность запуска, которая запускает операционную систему компьютера при его включении. Последовательность загрузки — это первоначальный набор операций, которые компьютер выполняет при включении. Каждый компьютер имеет последовательность загрузки. Обычный компьютер не понимает последовательность загрузки, но это важно знать для настройки компьютера и устранения неполадок.

Загрузчик¶

Компьютеры с центральным процессором могут выполнять только код, находящийся в системной памяти. Современные операционные системы, программный код и данные приложений хранятся в энергонезависимой памяти или на запоминающих устройствах. Когда компьютер впервые включается, он первоначально должен полагаться только на код и данные, хранящиеся в энергонезависимых частях системной памяти. Во время загрузки операционная система толком не загружена, и аппаратное обеспечение компьютера не может выполнять многие сложные системные действия.

Программа, запускающая «цепную реакцию», которая заканчивается загрузкой всей операционной системы, называется загрузчиком (или загрузчиком начальной загрузки). Термин творчески возник из-за того, что ранние дизайнеры представляли себе, что перед тем, как компьютер «запустится», он должен быть «пристегнут». Единственная задача загрузчика — загрузить другое программное обеспечение для запуска операционной системы. Часто используются многоступенчатые загрузчики, в которых несколько небольших программ возрастающей сложности последовательно вызываются одна за другой, пока последняя из них не загрузит операционную систему.

Загрузочные устройства¶

Загрузочное устройство — это устройство, с которого загружается операционная система. Современный BIOS ПК (базовая система ввода-вывода) поддерживает загрузку с различных устройств. К ним относятся локальный жесткий диск, оптический дисковод, дисковод для гибких дисков, сетевая карта и USB-устройство. Как правило, BIOS позволяет пользователю настроить порядок загрузки. Если установлен порядок загрузки:

CD-привод
Жесткий диск
Сеть

тогда BIOS сначала попытается загрузиться с компакт-диска, и если это не удастся, то он попытается загрузиться с жесткого диска, а если это не удастся, то он попытается загрузиться из сети, и если это не удастся тогда он вообще не загрузится.

Последовательность загрузки¶

Существует стандартная последовательность загрузки, которую используют все персональные компьютеры. Сначала ЦП запускает в памяти инструкцию для BIOS. Эта инструкция содержит инструкцию перехода, которая переходит к программе запуска BIOS. Эта программа запускает самотестирование при включении питания (POST), чтобы убедиться, что устройства, на которые будет полагаться компьютер, работают правильно. Затем BIOS выполняет настроенную последовательность загрузки, пока не найдет загрузочное устройство. Как только BIOS находит загрузочное устройство, BIOS загружает загрузочный сектор и передает выполнение в загрузочный сектор. Если загрузочным устройством является жесткий диск, это будет главная загрузочная запись (MBR). Код MBR проверяет таблицу разделов на наличие активного раздела. Если он найден, код MBR загружает загрузочный сектор этого раздела и выполняет его. Загрузочный сектор часто зависит от операционной системы, однако в большинстве операционных систем его основная функция заключается в загрузке и выполнении ядра операционной системы, которое продолжает запуск. Если активного раздела нет или загрузочный сектор активного раздела недействителен, MBR может загрузить вторичный загрузчик, который выберет раздел и загрузит его загрузочный загрузочный сектор, который обычно загружает соответствующее ядро операционной системы.

Вы нажимаете кнопку питания и можете услышать один короткий или непрерывный звуковой сигнал. Что означает этот звуковой сигнал? Почему компьютер издает звуковой сигнал при загрузке и что это значит?

Вот что происходит

Ввод (данные)
Обработка
Хранилище
Вывод

Существуют разные устройства или компоненты, предназначенные для выполнения разных функций. При этом для работоспособного ПК требуется, чтобы программные процессы выполнялись поверх аппаратных в следующем порядке:

Оборудование
Биография
Операционная система
Управление Windows (рабочий стол)
Приложения

Ваш биос (базовая система ввода/вывода) предоставляет компьютеру необходимую информацию для запуска.

Экран BIOS

Доступ к биографическим данным

Я мог бы обратиться к техническим аспектам и сказать, что ваш Bios представляет собой набор инструкций прошивки, которые управляют входными и выходными параметрами. но я буду держать это просто. Как правило, чтобы получить доступ к Bios, вы можете прочитать первый экран загрузки, и он даст вам ключ доступа к Bios. Ключ доступа к Bios может различаться в зависимости от производителя и типа вашего компьютера. Например, на первом экране выше предлагается нажать Del, чтобы войти в настройки. Здесь находятся все ваши настройки установки, настраиваемые пользователем данные, такие как время, дата, последовательность загрузки и установленные компоненты.

Bios используется для:

Проверить установленные компоненты
Включить или отключить устройства
Изменить последовательность загрузки
Включить/отключить виртуализацию

Поэтому, когда вы включаете компьютер, Bios выполняет так называемую аппаратную инициализацию и дополнительно предоставляет службы времени выполнения для ОС и приложений.

Подождите, есть еще

Хорошо! Теперь, когда мы обсудили, что происходит при запуске, давайте обсудим, что происходит во время запуска или загрузки.

POST (Самопроверка при включении питания) — это базовая или стандартная проверка, которую компьютер выполняет в процессе загрузки. POST проверит, если:

ЦП работает
Оперативная память и графика доступны
Если клавиатура работает
Биос не поврежден.

Топ-8 лучших бесплатных приложений для аудиокниг, которыми должен пользоваться каждый

8 лучших альтернатив Adobe Photoshop (бесплатных и платных)

8 лучших альтернатив LastPass, которые стоит попробовать

Опубликовать биографию

Рабочий процесс POST

Когда устройства и параметры проверены и проблем не обнаружено, ПК загрузится в операционную систему. Однако при обнаружении ошибки или проблемы ПК отобразит сообщение об ошибке или подаст звуковой сигнал.

Совет. Отсутствие звукового сигнала может означать проблему с блоком питания или его отсутствие.

Один короткий звуковой сигнал: система прошла публикацию
Непрерывный звуковой сигнал: проблема с блоком питания, материнской платой или клавиатурой.

Что делает пост

Собираем вместе

Иногда его называют RTC

CMOS иногда называют часами реального времени (RTC). CMOS находится на борту, что означает материнскую плату. Это полупроводниковый чип с питанием от батареи внутри ПК, в котором хранится информация.

Она также называется CMOS RAM из-за того, что в ней используется энергозависимая, но маломощная комплементарная SRAM металл-оксид-полупроводник. Он не требует обновления из-за использования статического ОЗУ и часто называется энергонезависимым. Он питается от литиевой батареи, которая дополнительно питает часы реального времени (RTC). Однако, если CMOS использует SRAM и имеет энергонезависимую память, зачем ей нужен источник питания? Поскольку он энергонезависим, он должен сохранять или запоминать информацию даже при отсутствии источника питания.

Вперед

Двигаясь вперед, все эти функции работают вместе во время включения питания и загрузки. Однако основную ответственность за это несут процессы Bios и Post.

Включение
CMOS инициализируется
Пробуждение BIOS (время, дата, параметры настройки системы, компоненты)
Post Runs (Проверяет, работает ли ПК, работает ли клавиатура, не поврежден ли BIOS, оперативная память и графика.)
Проверка системы прошла успешно, загружается ОС, проверка системы не удалась (звуковой сигнал или сообщение об ошибке).

Обзор

Теперь, когда я объяснил несколько действий, которые ваш компьютер выполняет при включении питания, у вас должно быть общее представление о том, как работает процесс загрузки. Я мог бы рассказать вам гораздо больше, потому что весь процесс удивительно удивителен. Но я решил сделать это проще, чем обсуждать каждую концепцию операции. Я надеюсь, что эта информация будет очень информативной и полезной.

Эта статья является точной и достоверной, насколько известно автору. Контент предназначен только для информационных или развлекательных целей и не заменяет личного совета или профессиональной консультации по деловым, финансовым, юридическим или техническим вопросам.

ПК выполняет самотестирование при включении питания (POST). POST — это небольшая компьютерная программа в BIOS, которая проверяет аппаратные сбои.Одиночный звуковой сигнал после POST сигнализирует о том, что все в порядке. Другие звуковые последовательности сигнализируют об аппаратном сбое, и специалисты по ремонту ПК сравнивают эти последовательности с таблицей, чтобы определить, какой компонент вышел из строя.

На подключенном мониторе ПК отображается информация о процессе загрузки. К ним относятся производитель и версия BIOS, характеристики процессора, объем установленной оперативной памяти и обнаруженные диски. Многие ПК заменили отображение этой информации заставкой с логотипом производителя. Вы можете отключить заставку в настройках BIOS, если хотите видеть текст.

BIOS пытается получить доступ к первому сектору диска, обозначенному как загрузочный. Первый сектор — это первые килобайты диска по порядку, если диск читается последовательно, начиная с первого доступного адреса памяти.

Загрузочный диск обычно представляет собой тот же жесткий диск или твердотельный накопитель, на котором установлена операционная система. Вы можете изменить загрузочный диск, настроив BIOS или прервав процесс загрузки с помощью последовательности клавиш (часто указывается на экранах загрузки).

BIOS подтверждает наличие загрузчика или загрузчика в первом секторе загрузочного диска и загружает этот загрузчик в оперативную память. Загрузчик — это небольшая программа, предназначенная для поиска и запуска операционной системы ПК.

Компьютер без запущенной программы — это просто кусок электроники. Первое, что должен сделать компьютер при включении, это запустить специальную программу, называемую операционной системой. Задача операционной системы — помогать другим компьютерным программам работать, обрабатывая сложные детали управления аппаратным обеспечением компьютера.

Обзор процесса загрузки

Процесс загрузки происходит каждый раз, когда вы включаете компьютер. Вы этого не видите, потому что это происходит так быстро. Вы нажимаете кнопку питания, возвращаетесь через несколько минут, и Windows XP, или Windows Vista, или любая другая операционная система, которую вы используете, загружается.

Микросхема BIOS указывает ему искать в фиксированном месте, обычно на жестком диске с наименьшим номером (загрузочный диск), специальную программу, называемую загрузчиком (в Linux загрузчик называется Grub или LILO). Загрузчик загружается в память и запускается. Задача загрузчика — запустить настоящую операционную систему.

Функции BIOS

POST (самотестирование при включении) Самотестирование при включении выполняется каждый раз, когда вы включаете компьютер. Звучит сложно, потому что так оно и есть. Ваш компьютер делает так много, когда он включен, и это только часть этого.

Он инициализирует различные аппаратные устройства. Это важный процесс, обеспечивающий бесперебойную работу всех устройств без каких-либо конфликтов. BIOS, следующие за ACPI, создают таблицы, описывающие устройства в компьютере.

Сначала POST проверяет BIOS, а затем тестирует CMOS RAM. Если с этим проблем нет, POST продолжает проверять ЦП, аппаратные устройства, такие как видеокарта, дополнительные устройства хранения, такие как жесткий диск, дисководы гибких дисков, Zip-диск или дисководы CD/DVD. Если обнаружены какие-либо ошибки, то на экране отображается сообщение об ошибке или раздается несколько звуковых сигналов. Эти звуковые сигналы известны как звуковые коды POST.

Главная загрузочная запись

Главная загрузочная запись (MBR) — это небольшая программа, которая запускается при загрузке компьютера для поиска операционной системы (например, Windows XP). Этот сложный процесс (называемый процессом загрузки) начинается с POST (самотестирование при включении питания) и заканчивается, когда Bios ищет MBR на жестком диске, который обычно находится в первом секторе, первой головке, первом цилиндре (цилиндр 0). , головка 0, сектор 1).

Типичная структура выглядит следующим образом:

Загрузчик начальной загрузки хранится в СППЗУ, ПЗУ или другой энергонезависимой памяти компьютера. Когда компьютер включается или перезагружается, он сначала выполняет самотестирование при включении питания, также известное как POST. Если POST прошел успешно и проблем не обнаружено, загрузчик начальной загрузки загрузит операционную систему компьютера в память. После этого компьютер сможет быстро получить доступ, загрузить и запустить операционную систему.

инициализировать

5 –> Полный многопользовательский режим с сетью и X display manager

Приведенный выше дизайн init называется SysV, что произносится как System Five. На данный момент написано несколько других реализаций init. Некоторые из популярных реализаций — это systemd и upstart. Upstart используется в Ubuntu с 2006 года. Более подробную информацию о выскочке можно найти здесь.

Следующим шагом инициализации является запуск различных демонов, поддерживающих сетевые и другие службы. Демон X-сервера — один из самых важных демонов.Он управляет дисплеем, клавиатурой и мышью. Когда запущен демон X-сервера, вы увидите графический интерфейс и экран входа в систему.

Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное или хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсуждаемой выше.

Крис Хоффман

Крис Хоффман
Главный редактор

Крис Хоффман – главный редактор How-To Geek. Он писал о технологиях более десяти лет и два года был обозревателем PCWorld. Крис писал для The New York Times и Reader's Digest, давал интервью в качестве эксперта по технологиям на телевизионных станциях, таких как NBC 6 в Майами, и освещал свою работу в новостных агентствах, таких как Би-би-си. С 2011 года Крис написал более 2000 статей, которые были прочитаны почти миллиард раз — и это только здесь, в How-To Geek. Подробнее.

Когда вы включаете компьютер, он выполняет процесс "загрузки" — термин, происходящий от слова "загрузка". Вот что происходит в фоновом режиме — независимо от того, используете ли вы ПК с Windows, Mac или систему Linux.

Оборудование включается

Когда вы нажимаете кнопку питания, компьютер подает питание на свои компоненты — материнскую плату, ЦП, жесткие диски, твердотельные накопители, графические процессоры и все остальное в компьютере.

Оборудование, обеспечивающее питание, называется "блоком питания". Внутри типичного настольного ПК он выглядит как коробка в углу корпуса (желтая штука на картинке выше), и к ней подключается шнур питания переменного тока.

ЦП загружает UEFI или BIOS

После подачи электроэнергии ЦП инициализируется и ищет небольшую программу, которая обычно хранится в микросхеме на материнской плате.

Раньше ПК загружал что-то под названием BIOS (базовая система ввода-вывода). На современных ПК ЦП вместо этого загружает прошивку UEFI (унифицированный расширяемый интерфейс прошивки). Это современная замена BIOS старого образца. Но, чтобы еще больше запутать, некоторые производители ПК по-прежнему называют свое программное обеспечение UEFI «BIOS».

UEFI или BIOS тестирует и инициализирует оборудование

Встроенное ПО BIOS или UEFI загружает параметры конфигурации из специального места на материнской плате — обычно это было в памяти, поддерживаемой батареей CMOS. Если вы измените некоторые низкоуровневые настройки на экране настроек BIOS или UEFI, здесь будут сохранены ваши пользовательские настройки.

ЦП запускает UEFI или BIOS, которые тестируют и инициализируют аппаратное обеспечение вашей системы, включая сам ЦП. Например, если на вашем компьютере нет оперативной памяти, он издаст звуковой сигнал и покажет вам ошибку, остановив процесс загрузки. Это известно как процесс POST (самотестирование при включении питания).

Во время этого процесса на экране может появиться логотип производителя ПК, и вы часто можете нажать кнопку, чтобы перейти отсюда к экрану настроек BIOS или UEFI. Однако многие современные ПК проходят этот процесс так быстро, что не удосуживаются отобразить логотип и требуют доступа к экрану настроек UEFI из меню параметров загрузки Windows.

UEFI может делать гораздо больше, чем просто инициализировать оборудование; это действительно крошечная операционная система. Например, процессоры Intel имеют Intel Management Engine. Это обеспечивает множество функций, в том числе технологию Active Management от Intel, которая позволяет удаленно управлять бизнес-ПК.

UEFI или BIOS переключаются на загрузочное устройство

После тестирования и инициализации вашего оборудования UEFI или BIOS передают ответственность за загрузку вашего ПК загрузчику операционной системы.

UEFI или BIOS ищут «загрузочное устройство» для загрузки операционной системы. Обычно это жесткий диск вашего компьютера или твердотельный накопитель, но также может быть компакт-диск, DVD-диск, USB-накопитель или сетевой ресурс. Загрузочное устройство настраивается на экране настройки UEFI или BIOS.Если у вас есть несколько загрузочных устройств, UEFI или BIOS пытаются передать им процесс запуска в том порядке, в котором они перечислены. Так, например, если у вас есть загрузочный DVD-диск в дисководе для оптических дисков, система может попытаться запуститься с него до того, как попытается загрузиться с жесткого диска.

Традиционно BIOS смотрел на MBR (основную загрузочную запись) — специальный загрузочный сектор в начале диска. MBR содержит код, который загружает остальную часть операционной системы, известный как «загрузчик». BIOS запускает загрузчик, который берет его оттуда и начинает загрузку фактической операционной системы — например, Windows или Linux.

Компьютеры с UEFI по-прежнему могут использовать этот старый метод загрузки MBR для загрузки операционной системы, но вместо этого они обычно используют то, что называется исполняемым файлом EFI. Их не обязательно хранить в начале диска. Вместо этого они хранятся в так называемом «системном разделе EFI».

В любом случае принцип один и тот же: BIOS или UEFI проверяет устройство хранения в вашей системе на наличие небольшой программы либо в MBR, либо в системном разделе EFI, и запускает ее. Если загрузочное устройство отсутствует, процесс загрузки завершится ошибкой, и вы увидите сообщение об ошибке на своем дисплее.

На современных ПК прошивка UEFI обычно настроена на «Безопасную загрузку». Это гарантирует, что операционная система, которую он запускает, не была подделана и не будет загружать низкоуровневое вредоносное ПО. Если безопасная загрузка включена, UEFI проверяет правильность подписи загрузчика перед его запуском.

Загрузчик загружает всю ОС

Загрузчик — это небольшая программа, основная задача которой — загрузить остальную часть операционной системы. В Windows используется загрузчик Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), в большинстве систем Linux используется GRUB, а в компьютерах Mac — файл boot.efi.

Если есть проблема с загрузчиком, например, если его файлы повреждены на диске, вы увидите сообщение об ошибке загрузчика, и процесс загрузки остановится.

Загрузчик — это всего лишь одна небольшая программа, и она не управляет процессом загрузки сама по себе. В Windows диспетчер загрузки Windows находит и запускает загрузчик ОС Windows. Загрузчик ОС загружает основные аппаратные драйверы, необходимые для работы ядра — основной части операционной системы Windows, — а затем запускает ядро. Затем ядро загружает системный реестр в память, а также загружает любые дополнительные аппаратные драйверы, помеченные «BOOT_START», что означает, что они должны загружаться при загрузке. Затем ядро Windows запускает процесс диспетчера сеансов (Smss.exe), который запускает системный сеанс и загружает дополнительные драйверы. Этот процесс продолжается, и Windows загружает фоновые службы, а также экран приветствия, позволяющий войти в систему.

В Linux загрузчик GRUB загружает ядро Linux. Ядро также запускает систему инициализации — это systemd в большинстве современных дистрибутивов Linux. Система инициализации обрабатывает запуск служб и других пользовательских процессов, которые ведут к запросу на вход в систему.

Этот сложный процесс — просто способ заставить все загружаться правильно, выполняя действия в правильном порядке.

Кстати, так называемые «программы автозапуска» загружаются, когда вы входите в свою учетную запись, а не при загрузке системы. Но некоторые фоновые службы (в Windows) или демоны (в Linux и macOS) запускаются в фоновом режиме при загрузке системы.

› Как включить iPhone 13
› Как установить ОС по умолчанию на компьютере с двойной загрузкой Windows
› Перестаньте выключать компьютер с Windows
› 7 основных функций Microsoft Excel для составления бюджета
› Почему СМС должен умереть
› 5 вещей, которые вы, вероятно, не знали о GIF-файлах
› Сколько оперативной памяти требуется вашему ПК?
› Худшее, что есть в телефонах Samsung, — это программное обеспечение Samsung.

Читайте также: