Quando o computador é ligado, o sistema operacional é carregado. Carregando o sistema operacional. Carregando o Windows XP. Mau funcionamento do equipamento conectado

sistema operacional geralmente mantido em memória externa computador no disco. Quando você liga o computador, ele é lido da memória do disco e colocado na RAM. Este processo é chamado carregamento do sistema operacional .

O disco no qual os arquivos do sistema operacional estão localizados e do qual são carregados é chamado sistêmico.
Os programas só podem ser executados se estiverem na RAM, portanto, os arquivos do sistema operacional precisam ser carregados BATER.
Depois de ligar o computador, o sistema operacional é carregado de disco do sistema na memória de trabalho. O download deve ser realizado de acordo com o programa de boot - o carregador do SO.
O carregamento faseado do sistema operacional pode ser representado da seguinte forma:
O computador contém uma ROM contendo programas para testar o computador e o primeiro estágio de inicialização do sistema operacional, que são chamados de BIOS (Basic Input/Output System - sistema básico de entrada/saída). Depois de ligar o computador, esses programas começam a ser executados. Além disso, informações sobre o andamento desse processo são exibidas na tela. Primeiro, o hardware é testado e configurado e, em seguida, o sistema operacional começa a carregar. Nesta fase, o processador acessa o disco e procura a presença de um pequeno programa bootloader em 1 setor do disco. MestreBota.
Master Boot procura o bootloader principal no disco BotaSetor, carrega-o na memória e passa o controle para ele. Botasetor(setor de inicialização) - parte do disco reservada para o programa de inicialização do sistema operacional. Este setor geralmente contém um pequeno programa em linguagem de máquina que carrega o sistema operacional.
Em seguida, o carregador principal procura o restante dos módulos do sistema operacional e os carrega na RAM.
Depois que o sistema operacional é carregado, o controle é transferido para o processador de comando. Ao usar a interface linha de comando o prompt do sistema aparece na tela, caso contrário a interface gráfica é carregada.
Dependendo do tipo de sistema operacional, o processo de inicialização será diferente. A composição do SO inclui necessariamente arquivos responsáveis ​​​​pelo processo de boot. Considere o "trabalho" dos arquivos no processo Downloads do Windows XP.

Fase inicial de carregamento.

Seleção do sistema.

Definição de "ferro".

Seleção de configuração.

Na fase inicial, o NTLDR coloca o processador em modo protegido. Em seguida, carrega o driver apropriado sistema de arquivo para trabalhar com arquivos de qualquer sistema de arquivos suportado pelo XP (FAT-16, FAT-32 e NTFS).

Se houver um BOOT.INI no diretório raiz, seu conteúdo será carregado na memória. Se tiver entradas para mais de um sistema operacional, o NTLDR para de funcionar - mostra um menu com opções e aguarda a entrada do usuário certo período tempo.

Se esse arquivo não existir, o NTLDR continuará a inicializar a partir da primeira partição, a primeira unidade, geralmente C:\.
Se durante o processo de seleção o usuário selecionou Windows NT, 2000 ou XP, então pressionar F8 e mostrar o menu correspondente com opções de inicialização é verificado.
Após cada inicialização bem-sucedida, o XP cria uma cópia da combinação atual de drivers e configurações de sistema conhecida como a última configuração válida. Esta coleção pode ser usada para inicializar caso algum novo dispositivo tenha causado uma falha no sistema operacional.

Se o sistema operacional selecionado for XP, o NTLDR localiza e carrega o programa DOS NTDETECT.COM para determinar o hardware instalado no computador. NTDETECT.COM cria uma lista de componentes, que é então usada na chave HARDWARE da ramificação HKEY_LOCAL_MACHINE do registro.

Se o computador tiver mais de um perfil de hardware, o programa para com um menu de seleção de configuração. Após selecionar a configuração, o NTLDR inicia o carregamento do kernel XP (NTOSKRNL.EXE). Durante o processo de inicialização do kernel (mas antes da inicialização), o NTLDR permanece responsável pelo controle do computador. A tela é limpa e uma animação de retângulos brancos é mostrada na parte inferior. Além do kernel, a Camada de Abstração de Hardware (HAL.DLL) também é carregada para que o kernel possa abstrair do hardware. Ambos os arquivos estão no diretório System32.

NTLDR carrega drivers de dispositivos marcados como inicializáveis. Depois de carregá-los, o NTLDR transfere ainda mais o controle do computador. Cada driver possui uma chave em HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Se o valor inicial for SERVICE_BOOT_START, o dispositivo será considerado inicializável. Para cada dispositivo, um ponto é impresso na tela.

O NTOSKRNL durante o processo de inicialização passa por duas fases - as chamadas fases 0 e fase 1. A primeira fase inicializa apenas a parte do microkernel e do subsistema executivo necessária para que os serviços principais funcionem e continuem carregando. A Fase 1 começa quando o HAL prepara o sistema para lidar com interrupções de dispositivos. Se o computador tiver mais de um processador, eles serão inicializados. Todos os subsistemas executivos são reinicializados na seguinte ordem: Object Manager, Executive, Microkernel, Security Reference Monitor, Memory Manager, Cache Manager, LPCS, I/O Manager, Process Manager.

A inicialização do I/O Manager inicia o processo de carregamento de todos os drivers do sistema. A partir do ponto onde o NTLDR parou, os drivers são carregados por prioridade. Uma falha ao carregar um driver pode fazer com que o XP seja reinicializado e tente restaurar a última configuração válida. A última tarefa da fase 1 de inicialização do kernel é iniciar o Session Manager Subsystem (SMSS). O subsistema é responsável por criar o ambiente do usuário que fornece a interface NT. O SMSS é executado em modo de usuário, mas diferentemente de outros aplicativos, o SMSS é considerado uma parte confiável do sistema operacional e um aplicativo "nativo" (usa apenas funções executivas), o que permite executar o subsistema gráfico e fazer login. SMSS carrega win32k.sys, o subsistema gráfico. O driver muda o computador para o modo gráfico, o SMSS inicia todos os serviços que deveriam ser iniciados automaticamente na inicialização. Se todos os dispositivos e serviços foram iniciados com êxito, o processo de inicialização será considerado bem-sucedido e uma última configuração válida será criada.

O processo de download não é considerado concluído até que o usuário esteja logado no sistema. O processo é inicializado pelo arquivo WINLOGON.EXE, que funciona como um serviço e é mantido pela Autoridade de Segurança Local (LSASS.EXE), que mostra a caixa de diálogo de login. Esta caixa de diálogo é mostrada no momento em que o Subsistema de Serviços inicia o serviço de rede.

O sistema operacional geralmente é armazenado na memória externa do computador - em um disco. Quando você liga o computador, ele é lido da memória do disco e colocado na RAM.

Resumidamente, o processo de inicialização do computador é descrito no artigo “Ligar o PC” na seção BIOS. Vamos considerar esse processo com mais detalhes.

Inicialização do sistema usando BIOS

1. Pressionando o botão liga / desliga. Quando você liga o botão Liga / Desliga nos itens placa-mãe tensões de alimentação são fornecidas; em um sinal Power Good, o gerador de clock é iniciado; um sinal de reinicialização é aplicado ao processador, que o reinicia. Os programas do BIOS do sistema começam a funcionar.
2. Verificação do BIOS. Checar soma programas do sistema localizado na ROM está em uma das células. Após iniciar, o checksum é recalculado e comparado com o valor de referência.
3. Identificação do processador. A placa-mãe oferece a capacidade de instalar vários modelos de processador. O BIOS envia uma solicitação para identificar o processador e, com base na resposta recebida, determina o tipo de processador, frequência, voltagem e assim por diante.
4. Configurando elementos básicos. Componentes básicos são inicializados e testados Placa do sistema: bloco de acesso direto à memória, temporizador, bloco de interrupção de hardware.
5. Teste de RAM. São determinados o tipo de módulos de memória, seu volume e organização; os primeiros 64 KB de RAM estão sendo testados.
6. Organização das estruturas de trabalho da RAM. A área sob o BIOS é alocada, as interrupções são configuradas.
7. Verificando a memória CMOS e a bateria. Se a bateria do CMOS falhar, todos os dados de configuração do BIOS na memória serão perdidos. Carregar a última configuração torna-se impossível, conforme relatado na tela do monitor. É possível carregar valores padrão de fábrica do BIOS.
8. Inicialização de dispositivos da placa-mãe. Ele pesquisa e configura dispositivos de inicialização (disco rígido, unidade de CD, FDD), ferramentas de controle de processo de inicialização (teclado, mouse), dispositivos de entrada/saída (COM, LPT). Os dispositivos recebem linhas de interrupção apropriadas.
9. PnP. Os dispositivos conectados através de conectores do sistema são identificados. Os dispositivos recebem recursos e interrupções.
10. Ligando o sistema de vídeo. O BIOS de vídeo inicia e configura o controlador de vídeo para o modo VGA ou EGA, compatível com todos os controladores de vídeo. Depois disso, o controlador de vídeo está pronto para funcionar.
11. Exibindo uma mensagem na tela do monitor. A primeira mensagem aparece na tela do monitor: fabricante do BIOS, tipo e frequência do processador, tipo e quantidade de RAM.
12. Teste de RAM. Uma verificação seletiva da RAM não utilizada é executada.
13. Inicializando o controlador de drive.
14. Inicializando o controlador de disco rígido.
15. Inicialização do teclado. O controlador do teclado é ligado, a matriz de contato é testada, os principais parâmetros de tempo de pesquisa e o modo NumLock são definidos. O teclado está pronto para funcionar. Uma mensagem é exibida na tela indicando que é possível utilizar Programas BIOS Setup (geralmente a tecla Del é usada para isso).
16. Procure dispositivos com BIOS próprio. Se tais dispositivos forem encontrados, o controle será transferido para os programas BIOS desses dispositivos e eles serão inicializados.
17. Transferindo o controle para o carregador do sistema operacional. Por interrupção de software Int 19h ligada unidades de disco O carregador do SO (Boot Record) é pesquisado. Deve estar em um dos dispositivos (HDD, CD, FDD, SCSI). A localização do bootloader é a mesma em todos os lugares. Depois que o carregador do sistema operacional for encontrado, o controle será transferido para ele.

Carregando o sistema operacional

O kernel do sistema operacional (SO) é carregado na RAM, após o qual a parte principal do SO é colocada na memória do sistema.

BIOS faz uma configuração "áspera" sistema de computador. Sua principal tarefa é "respirar" vida em hardware de computador, independentemente de sua modificação específica. Novos modelos de processadores, placas-mãe, chipsets e outros dispositivos são lançados quase trimestralmente. É impossível estabelecer imediatamente a identificação de toda essa diversidade no BIOS. Sim, isso não é necessário. A principal tarefa do BIOS é fazer a inicialização do equipamento e iniciar o funcionamento do sistema operacional, que por sua vez realiza o ajuste “fino” dos componentes do computador.

No início do desenvolvimento dos computadores pessoais, a configuração do sistema exigia qualificações adequadas dos usuários. Certamente, usuários experientes ainda se lembram de arquivos como config.exe E autoexec.bat, que teve que ser configurado corretamente para que o “carrinho” andasse normalmente.

O que fazer - foi verso Medalhas de Arquitetura Aberta IBM. Para a comodidade de obter um computador com a configuração desejada, era preciso pagar sabendo sua correta configuração. Tais inconvenientes assustaram usuários despreparados, portanto, os fabricantes de PCs não aguentaram por muito tempo esse estado de coisas. Fabricantes tecnologia informática e os desenvolvedores de software têm tentado retirar ao consumidor ao máximo a necessidade de configurar seu computador. Pela primeira vez, o novo procedimento de configuração do sistema foi aplicado no sistema operacional janelas- o próprio sistema operacional “interrogou” os dispositivos conectados e os configurou corretamente:

• foi determinada uma lista de dispositivos que requerem configurações de software;
• procurou programas apropriados para o correto funcionamento de tais dispositivos;
• foi realizado o procedimento de inicialização programática dos dispositivos e seu ajuste aos modos de operação.

A tarefa, em geral, é bastante difícil. Para facilitar a sua implementação, os fabricantes de chipsets e desenvolvedores de software concordaram e estabeleceram certas regras para o mecanismo de bootstrap. Agora os componentes do sistema computacional que requerem inicialização e configuração foram concluídos com os devidos Programas(inicializadores, drivers, arquivos INF):

• Inicializando programas os códigos de controle são inseridos em endereços específicos (procedimento único);
• Motoristas- são programas que controlam o funcionamento do controlador do dispositivo correspondente;
• Arquivo INF- um arquivo em lote que ajuda o sistema operacional a organizar o procedimento de configuração de uma unidade de computador específica.

A inicialização do Windows é controlada por arquivo em lote, que contém uma lista de programas e drivers executados durante o processo de inicialização do sistema operacional. Este é o chamado arquivo em lote "em branco", que deve estar em processo de inicialização Instalação do Windows em um computador, convertido para versão de trabalho, correspondente ao hardware instalado neste computador.

O Windows possui um determinado conjunto de drivers universais (que é constantemente atualizado com o lançamento do nova versão OS) que permitem configurar todos os componentes do sistema. Para ser justo, deve-se dizer que universal Drivers do Windows nem sempre conseguem fazer as configurações ideais para um dispositivo específico, o que reduz o desempenho e a estabilidade de todo o sistema do computador. Portanto, todos os dispositivos vêm com “seu” software de instalação (geralmente em CD). Durante a instalação inicial de um novo Dispositivos Windows pode solicitar que você instale um disco com os drivers apropriados na unidade para configuração correta Novo dispositivo. Também é recomendável acompanhar o lançamento de uma nova versão de drivers (que corrigem bugs, otimizam desempenho, etc.) para o chipset de sua placa-mãe e atualizá-los regularmente.