Все, что вы хотели знать про загрузку Windows, загрузчики и восстановление загрузки ОС

В этой статье я не планирую подробно рассказывать обо всех типах загрузчиков, но хочу свести воедино всю необходимую информацию, которую нужно знать для создания загрузочных дисков, флэшек, а также для восстановления загрузчиков.

Принципы загрузки операционных систем

При включении компьютера управление процессором получает BIOS, и если он настроен на загрузку (boot) с винчестера, то он подгружает в оперативную память компьютера первый сектор диска (MBR) и передает управление ему. Если у вас несколько жестких дисков, то каждый из них содержит свою MBR. В этом случае можно или менять порядок загрузки дисков в BIOS, или же прописать все операционные системы с разных дисков в один PBR загрузчик, об этом ниже.

Сразу оговоримся, что если у BIOS у вас включен режим загрузки UEFI, то структура разделов диска у вас должна быть не MBR, а GPT. GPT имеет не только другую структуру разделов, но и другую структуру загрузочной области. Там в первый сектор записывается «заглушка» для BIOS (Protective MBR), которая служит для того, чтобы старый Legacy BIOS мог загрузиться с GPT диска в режиме совместимости, если ОС была установлена на GPT (часто в BIOS его называют CSM – Compatibility Support Module). Однако, вы никогда не сможете загрузить ОС с MBR диска, если в BIOS выставлена загрузка в режиме UEFI.

При загрузке операционной системы, сначала считывается первый сектор с устройства загрузки, представляющий собой главную загрузочную запись (Master Boot Record — MBR). Стандартно, в качестве MBR выступает первый сектор загрузочного диска. MBR содержит список разделов, признак активного раздела (раздела, с которого будет выполняться загрузка ОС), некоторые служебные данные, а также программный код для считывания в память загрузочного сектора активного раздела (Partition Boot Record — PBR) и передачи ему управления.

Размер сектора на жестком диске — 512 байт. В секторе MBR хранятся данные, которые должны заканчиваться специальной сигнатурой. Этим словом называется специальная, строго установленная, последовательность из 2 байт с шестнадцатеричными значениями 55h AAh, которая записывается в последние 2 байта сектора и соответственно имеет смещение от начала сектора 1FEh. Если хотя бы один из двух последних байтов отличается по значению, считается, что первый сектор не является MBR и не содержит осмысленной информации. Если компьютер при старте, прочитав первый сектор, не обнаружит правильной сигнатуры, он не будет передавать управление располагающемуся там коду, даже если он правильный, а выдаст сообщение о том, что главная загрузочная запись не найдена.

Общая структура MBR может быть представлена следующей таблицей:

Смещение Длина Описание

000h 446 Код загрузчика

1BEh 64 Таблица разделов

1CEh 16 Раздел 2

1DEh 16 Раздел 3

1EEh 16 Раздел 4

1FEh 2 Сигнатура (55h AAh)

Длина указана в байтах.

Как видно, MBR может содержать информацию максимум о 4 разделах. Каждый 16-байтовый блок, содержащий информацию о разделах, в своем начале содержит признак активности раздела — т.е. признак того, что операционную систему следует загружать именно из этого раздела — может иметь значения 80h (раздел активен) и 00h (раздел не активен). Количество активных разделов должно быть не более одного.

Шестнадцатеричный однобайтовый код далее указывает на тип (ID) раздела. Например, 07h – раздел типа NTFS, 0Bh – FAT32, 17h – скрытый NTFS раздел, 27h – системный скрытый NTFS раздел для восстановления системы.

Типы MBR

Выше мы увидели, что в сектор MBR записывается код загрузчика. Что же это? Дело в том, что в MBR может быть записан как «стандартный» загрузчик, так и альтернативные загрузчики.

Существуют следующие распространенные типы MBR:

• Windows NT версий 5.х и 6.x, занимает 1 сектор. Может загружать ОС только с первичного активного раздела.
• GRUB4DOS версий 5.х и 6.x – занимает 16 секторов. Представляет собой файл gbldr.mbr. также его можно установить в качестве PBR прямо в раздел.
• GRUB 2.0 – универсальный загрузочный менеджер, занимает 63 сектора. Состоит из файлов boot.img и core.img. Может работать с любыми файловыми системами и загружать ОС как с первичных, так и логических разделов.
• PLoP – занимает 62 сектора и имеет продвинутый интерфейс. Позволяет организовать загрузку с CD/Floppy/USB без поддержки и обращения к BIOS.
• UltraISO USB-HDD – занимает 1 сектор и позволяет выполнять загрузку с внешних USB HDD дисков.

Конечно, с учетом многообразия ОС, существует масса других MBR, но они не так популярны.

Операционные системы дружат только с определёнными типа загрузчиков, однако это не значит, что их нельзя модифицировать для поддержки других ОС. Так, в Windows MBR можно добавить информацию о Linux разделе, но этого недостаточно, чтобы Linux стал грузиться. Для этого также потребуется редактировать и PBR. Однако линуксовый LDLINUX.SYS требует наличия своего микрокода в MBR, чтобы обращаться к нему в процессе загрузки, то есть если у вас загрузочная запись Windows NT MBR, а загрузчик GRUB, то такая схема работать не будет. Виндовсовые загрузчики могут обойтись без наличия соответствующего микрокода в MBR, поэтому они могут грузиться и через GRUB MBR.

Главное, что вам нужно понять, что MBR содержит микрокод, инструкции для процессора, а не файлы. PBR же указывает на загрузчик, который является файлом.

Разнообразие PBR

Мы с вами выяснили, что MBR передает управление на активный раздел с PBR. PBR (Partition Boot Record), так же называют volume boot record (VBR) – это микрокод в начальном секторе раздела диска (часто это сектор 63), который содержит информацию, какой же загрузчик искать.

Существуют следующие загрузчики:

Тип MBR — NT 5.x/6.x, 1 сектор

• io.sys для MS-DOS, Windows 95/98/МЕ
• ntldr для Windows 2000/XP/2003
• bootmgr для Windows Vista/7/8/8.1/10

Тип MBR — Grub4DOS, 18 секторов

Тип MBR — LILO/GRUB и др. линуксовые (к-во секторов зависит от версии и количества файлов)

• ldlinux.sys – основной базовый модуль
• syslinux.sys — для загрузки с FAT, FAT32, NTFS
• isolinux.bin — для загрузки с iso9660
• pxelinux — для загрузки по PXE
• extlinux для загрузки с ext2/ext3/ext4 или btrfs

Как я сказал выше, загрузчик является не загрузочной областью, а бинарным файлом.

• Файлы Windows NTLDR или BOOTMGR должны лежать в корне активного системного раздела и работают они по-разному. Об этом ниже.
• Файл GRLDR используется Grub4DOS также должен лежать в корне партиции, с котрой выполняется загрузка
• Syslinux – универсальный загрузчик, содержащий много модулей и поддерживающий загрузку с файловых систем ext2/¾, FAT, NTFS, CD/DVD дисков, по сети через PXE. Позволяет организовать текстовое или графическое загрузочное меню.
  Чаще всего этот загрузчик используют для запуска Linux с файловых систем FAT/NTFS или же создания мультизагрузочных USB флэшек, позволяющих загружать как Linux-совместимые приложения под DOS, так и Windows PE.

Например, типичные пример создания мультизагрузочной флэшки – Multiboot USB 2k10, создаваемые уважаемыми conty9 & korsak7. Мультизагрузочный диск системного администратора с возможностью загрузки c CD/DVD, флешки, USB-HDD и обычного HDD и состоящий из нескольких Windows PE-сборок, а также DOS версий продуктов компании Acronis – например Acronis True Image (выполнены на Linux-ядре). Именно из-за этого смешанного зоопарка систем и приходится использовать загрузчик Syslinux (хотя можно и Grub4DOS).

В своем арсенале вам необходимо обязательно иметь утилиту BootICE. Уникальная в своём роде утилита для изменения или бэкапа/восстановления MBR (Master Boot Record) или PBR (Partition Boot Record). С BOOTICE, вы можете легко изменять тип MBR/PBR. Поддерживается загрузочные записи: Grub4DOS, SysLinux, PLoP, MS NT52/60… Например, с помощью этой утилиты, вы можете установить Grub4DOS вашим MBR или PBR, установить NTLDR или BOOTMGR к вашему PBR, установить SYSLINUX на PBR, и так далее.

Диск для загрузки windows с себя

Загрузочный диск Windows на DVD или флеш-накопителе нужен для установки, восстановления системы, запуска программ (изменения разделов диска, резервного копирования), диагностики компьютера (проверка памяти, проверка жесткого диска).

Давайте разберемся как создать такой диск. Все просто.

Для создания нам потребуется:

• Программа для записи диска;
• Образ Windows в формате ISO (как скачать и сохранить образ можно прочитать в этой статье);
• «Чистый» DVD или «флешка»

А как же Media Creation Tool спросите вы, ведь этой программой можно записать установочный диск на DVD и «флешку»? Да все правильно, но это программа будет скачивать iso образ Windows при каждом запуске, а мы будем записывать ранее сохраненный образ.

Windows USB/DVD Download Tool

На мой взгляд самый простой способ записать диск с помощью программы Microsoft, которая называется Windows USB/DVD Download Tool, хотя она была предназначена для Windows 7, но хорошо справиться и с Windows 10. Скачать программу можно на этом сайте (Скачать ZIP файл (2602Kb)) или на официальном сайте Microsoft (перейти на сайт).

Выбираем пункт Installation
Нажимаем ссылку для скачивания

Запускаем Windows7-USB-DVD-Download-Tool-Installer-en-US.exe и устанавливаем программу.

Установка программы

Запускаем программу и выбираем ранее сохраненный Windows.iso и нажимаем кнопку «Next».

Нажимаем Browse для выбора iso образа
Выбираем iso образ
После выбора iso нажимаем NEXT

Перед нами окно выбора «Start over» — возвращаемся к выбору образа, «USB device» — запись на флеш-накопитель, «DVD» — запись на DVD диск. Попробуем записать установочный диск на DVD.

Выбираем кнопку DVD

Устанавливаем «чистый» диск DVD в дисковод, нажимаем кнопку «Begin burning» для записи.

Нажимаем кнопку «Begin burning «

Запись образа на DVD
Запись на диск завершена

Запись завершена, можно использовать диск для установки Windows.

Для записи установочного диска на флешь-накопитель вернемся к окну программы с выбором между USB и DVD.

Нажимаем кнопку USB device

Если флеш-устройств в компьютере несколько, выбираем устройство для записи диска и нажимаем кнопку «Begin copying».

Выбираем устройство для записи

Далее будут два окна с предупреждениями, о том что все данные на выбранном носителе будут уничтожены, если соглашаемся с удалением данных, программа отформатирует устройство и начнет запись диска.

Предупреждение о удалении данных
Еще одно предупреждение о уничтожении
Запись на устройство

Запись завершена, устройство готово к использованию.

Запись завершена
Установочный диск Windows

Windows DVD диск при помощи программы CDBurnerXP

В принципе для записи Windows DVD можно использовать любую программу для записи лазерных дисков с поддержкой ISO форматов.

Я взял для записи программу CDBurnerXP.

Скачать ее можно на официальном сайте программы (сайт CDBurnerXP).

Скачиваем и устанавливаем программу, никаких трудностей возникнуть не должно.

Запускаем CDBurnerXP, выбираем пункт меню «Записать ISO-образ» и подтверждаем кнопкой «Ок».

CDBurnerXP Запуск

В следующем окне при помощи кнопки «Browse. » выбираем сохраненный Windows.iso, в пункте устройство записи выбираем DVD устройство на которое будем записывать диск и нажимаем кнопку «Записать диск».

Настраиваем запись
Выбираем ISO образ

Начнется процесс записи на диск.

Процесс записи
Завершение записи

Диск записан, теперь у нас есть загрузочный диск Windows.

Загрузочный диск Windows

Windows флеш-накопитель при помощи штатных средств Windows

Для этого способа важны несколько условий:

• материнская плата (на том компьютере где будет устанавливаться Windows) UEFI (поддержка EFI-загрузки);
• Важно! USB флеш-накопитель отформатированный в FAT32;
• образ Windows.

Монтируем образ Windows 10 в системе:

• по умолчанию, в Windows iso файлы открываются приложением «Проводник Windows», что приводит к монтированию диска.
• если по умолчанию стоит друга программа, в «Проводнике Windows» на файле Windows.iso нажимаем правую кнопку «мыши», в открывшемся меню выбираем пункт «Открыть с помощью», в подменю «Проводник».

Монтирование диска в Windows

После монтирования, в системе диск определяется как «DVD-дисковод ESD-ISO». Открываем этот диск, выделяем все папки и файлы (Ctrl + A), копируем, открываем USB устройство, вставляем. Проще говоря копируем все папки и файлы с монтированного диска на «флешку».

Копрование файлов Windows

Диск готов к использованию.

Windows флеш-накопитель при помощи программы Rufus

Еще одна небольшая, но не менее полезная, программа для записи установочного диска Windows. Rufus — утилита, которая форматирует и создает загрузочные флеш-накопитили USB. Скачать программу можно на официальном сайте (скачать).

1 — «Устройство» — выбираем флеш-накопитель для записи диска.

2 — «Схема раздела и тип системного интерфейса»:

• «MBR для компьютеров с BIOS или UEFI» — для компьютеров с обычным БИОС или для установки Windows 10 на компьютере с UEFI на диск MBR;
• «MBR для компьютеров с UEFI» — для компьютеров с UEFI на диск MBR;
• «GPT для компьютеров с UEFI» — для компьютеров с UEFI на диск GPT.

3 — Выбираем — «ISO образ».

4 — Нажимаем кнопку с «иконкой» привода компакт-дисков для для указания пути и файла c образом Windows 10.

5 -Нажимаем кнопку «Старт» и дожидаемся окончания процесса записи.

Загрузочная «флешка» готова.

Как видите записать загрузочный диск Windows просто. Конечно программ для записи намного больше, если вам по какой то причине не подошел ни один из предложенных вариантов, можете попробовать использовать другой. Предложите в комментариях свой способ, я дополню эту статью вашим вариантом.

Понравилась статья — поставь «лайк» или поддержи сайт материально: