Как происходит загрузка операционной системы

Вкратце процесс загрузки компьютера описан в статье «Включение ПК» раздела BIOS. Рассмотрим этот процесс более подробно.

Инициализация системы средствами BIOS

1. Нажатие кнопки включения питания. При включении кнопки Power на элементы материнской платы поступают питающие напряжения; по сигналу Power Good запускается тактовый генератор; на процессор подается сигнал сброса, который устанавливает его в исходное состояние. Начинают работать программы системного BIOS.
2. Проверка BIOS. Контрольная сумма системных программ, находящихся в ПЗУ, находится в одной из ячеек. После запуска контрольная сумма пересчитывается и сравнивается с эталонным значением.
3. Идентификация процессора. Материнская плата предусматривает возможность установки различных моделей процессора. БИОС подает запрос на идентификацию процессора и по полученному ответу определяет тип процессора, частоту, напряжения и проч.
4. Настройка базовых элементов. Инициализируются и тестируются базовые компоненты системной платы: блок прямого доступа к памяти, таймер, блок аппаратных прерываний.
5. Тестирование ОЗУ. Определяется тип модулей памяти, их объем, организация; тестируются первые 64 Кб оперативной памяти.
6. Организация рабочих структур ОЗУ. Выделяется область под БИОС, настраиваются прерывания.
7. Проверка CMOS-памяти и батарейки. При неисправной батарейке CMOS все данные настройки БИОС, находящиеся в памяти теряются. Загрузка последней конфигурации становится невозможной, о чем сообщается на экране монитора. Есть возможность осуществить загрузку стандартных заводских значений БИОС.
8. Инициализация устройств материнской платы. Производится поиск и настройка загрузочных устройств (жесткий диск, привод CD, FDD), средств управления процессом загрузки (клавиатура, мышь), устройств ввода-вывода (COM, LPT). Устройствам выделяются соответствующие линии прерывания.
9. PnP. Идентифицируются устройства, подключенные через системные разъемы. Устройствам выделяются ресурсы и прерывания.
10. Включение видеосистемы. Запускается Video BIOS, который настраивает видеоконтроллер на режим VGA или EGA, которые поддерживают все видеоконтроллеры. После этого видеоконтроллер готов к работе.
11. Выдача сообщения на экран монитора. На экране монитора появляется первое сообщение: фирма-производитель BIOS, тип и частота процессора, тип и объем ОЗУ.
12. Тестирование ОЗУ. Производится выборочная проверка незадействованной оперативной памяти.
13. Инициализация контроллера дисководов.
14. Инициализация контроллера жестких дисков.
15. Инициализация клавиатуры. Включается контроллер клавиатуры, производится тест матрицы контактов, устанавливаются временные параметры опроса клавиш и режим NumLock. Клавиатура готова к работе. На экран выводится сообщение о возможности использования программы BIOS Setup (обычно для этого используется клавиша Del).
16. Поиск устройств с собственным BIOS. Если таковые устройства найдены, то управление передается BIOS-программам этих устройств и происходит их инициализация.
17. Передача управления загрузчику ОС. По программному прерыванию Int 19h на дисковых накопителях ищется загрузчик ОС (Boot Record). Он должен находиться на одном из устройств (HDD, CD, FDD, SCSI). Местоположение загрузчика везде одинаково. После того, как загрузчик ОС найден, управление передается ему.

Загрузка операционной системы

Ядро операционной системы (ОС) загружается в ОЗУ, после чего в памяти системы размещается основная часть ОС.

БИОС производит «грубую» настройку компьютерной системы. Его основная задача — «вдохнуть» жизнь в компьютерное железо, независимо от его конкретной модификации. Новые модели процессоров, материнских плат, чипсетов и прочих устройств выходят чуть ли не ежеквартально. Невозможно в БИОС сразу заложить идентификацию всего этого разнообразия. Да это и не нужно. Основная задача БИОС сделать начальную инициализацию оборудования и запустить работу операционной системы, которая сама производит «тонкую» настройку компьютерных составляющих.

На заре развития персоналок конфигурирование системы требовало от пользователей соответствующей квалификации. Наверняка, пользователи со стажем еще помнят такие файлы, как config.exe и autoexec.bat, которые надо было правильно настроить, чтобы «телега» нормально поехала.

Что поделать, — это была обратная сторона медали открытой архитектуры IBM. За удобство получения компьютера нужной конфигурации надо было платить знаниями по его правильной настройке. Такие неудобства отпугивали неподготовленных пользователей, поэтому, фирмы-производители ПК не могли долго мириться с подобным положением вещей. Производители компьютерной техники и разработчики программного обеспечения постарались максимально снять с потребителя необходимость конфигурирования своего компьютера. Впервые новая процедура настройки системы была применена в ОС Windows — операционная система сама «опрашивала» подключенные устройства и правильно настраивала их:

• определялся перечень устройств, требующих программной настройки;
• подыскивались соответствующие программы для правильной работы таких устройств;
• выполнялась процедура программной инициализации устройств и настройка их на рабочие режимы.

Задача, в общем-то, довольно сложная. Для облегчения ее выполнения производители чипсетов и разработчики ПО согласовали и установили определенные правила механизма начальной загрузки. Теперь компоненты компьютерной системы, требующие инициализации и настройки комплектовались соответствующим программным обеспечением (инициализирующими программами, драйверами, INF-файлами):

• Инициализирующие программы заносят управляющие коды по конкретным адресам (разовая процедура);
• Драйверы — это программы, управляющие работой контроллера соответствующего устройства;
• INF-файл — командный файл, помогающий ОС организовать процедуру настройки конкретного компьютерного блока.

Начальная загрузка Windows ведется под управлением командного файла, который содержит перечень программ и драйверов выполняемых в процессе загрузки ОС. Это, так называемая, «заготовка» командного файла, которая должна в процессе первоначальной установки Windows на компьютер, переделана в рабочую версию, соответственно установленному оборудованию на данном компьютере.

Windows имеет определенный набор универсальных драйверов (который постоянно пополняется с выходом новой версии ОС), позволяющих выполнить настройку всех компонентов системы. Справедливости ради следует сказать, что универсальные драйвера Windows далеко не всегда способны произвести оптимальную настройку того или иного устройства, что снижает производительность и стабильность работы всей компьютерной системы. Поэтому, все устройства поставляются со «своим» установочным ПО (как правило, на CD). При первоначальной установке нового устройства Windows может попросить вас установить в дисковод диск с соответствующими драйверами для правильной настройки нового устройства. Рекомендуется также следить за выходом новой версии драйверов (в которых исправлены ошибки, сделана оптимизация работы и проч.) для чипсета своей материнской платы и регулярно обновлять их.

В начало страницы

В начало страницы

Меню загрузки Windows 7

Стандартный загрузчик операционной системы Windows служит для выбора операционной системы или режима ее запуска. Чаще всего редактирование меню загрузки требуется при установке новой ОС поверх старой — лишняя запись заставляет каждый раз делать выбор между двумя системами, задерживая загрузку на 30 секунд или заставляя делать лишнее действие при запуске.

Старые версии Windows хранили всю загрузочную информацию в файле «boot.ini». Это обычный текстовый файл с несколькими строками данных, который хранился в корне диска С: и был скрыт.

Windows XP стал последней версией OS, в которой применялся это метод. В Win7 информация находится в специальном хранилище BCD (Boot Configuration Data), которое, в свою очередь, лежит в системной папке BOOT. Редактирование записей стало возможным следующими способами.

Редактирование через меню «Система»

Сильно урезанная версия настроек есть в подразделе «Загрузка» системного меню, которое находится в «Панели управления».

Шаг 1. Зайти в системные свойства компьютера. Это можно сделать двумя способами:

кликнуть на иконку «Компьютер» правой кнопкой мышки, затем выбрать пункт меню «Свойства»;

Шаг 2. В открывшемся окне с описанием свойств компьютера и ОС перейти в «Дополнительные параметры системы», оттуда — в параметры «Загрузки и восстановления».

Шаг 3. В окне «Загрузка и восстановление» пользователю будут доступны следующие варианты:

• смена порядка запуска ОС по умолчанию;
• отключение выбора загрузки систем;
• выставление таймера на любой удобный срок.

Справка! Несмотря на простоту и удобство этого способа, редактировать загрузочное меню таким образом нельзя, только выбирать настройки по умолчанию. Для прямых правок придется углубиться в системные приложения.

Правка через утилиту «Конфигурация системы»

Msconfig – специализированное приложение для настройки параметров OS от Майкрософт. Нужно в простых случаях, вроде лишней записи уже удаленной системы или автоматической загрузки Windows в безопасном режиме.

Запустите меню «Выполнить» нажатием клавиш «Win+R», затем введите «msconfig» в появившейся строке, подтвердите действие кнопкой «ОК».

Справка! Здесь возможностей для редактирования заметно больше, однако добавить свою запись или изменить уже существующую все еще нельзя. Для полного доступа к загрузочному меню придется использовать командную строку.

Видео — Как отредактировать меню загрузки Windows 7

Точная настройка загрузки с помощью командной строки

Правка раздела начиная с Vista проводится через специальную утилиту bcdedit. Так как она находится в папке «System32» каталога Windows, для запуска у командной строки должны быть администраторские права.

Шаг 1. Наберите в поиске меню «Пуск» команду «cmd».

Шаг 2. После того, как поиск найдет системное приложение — кликните по нему правой кнопкой мышки и запустите от администратора.

Важно! Запуск командной строки через «Win+R» – «cmd» подойдет только в случае, если вы уже работаете под админским аккаунтом. В ином случае у bcdedit не будет прав для редактирования.

Шаг 3. Дальнейшие действия в командной строке проводятся при помощи bcdedit. Введите команду для просмотра информации, хранящейся в загрузочном секторе, активируйте команду нажатием по кнопке «Enter».

Важные для пользователя значения:

• идентификатор — код записи в меню, под (current) находится запущенная OS;
• device – системный диск, раздел или сетевой ресурс, на котором указывает запись;
• path – местонахождение файла winload.exe или другого загрузчика ОС;
• description – название, отображаемое при загрузке.

В «Диспетчере загрузки» стоит выделить:

• default – стандартная система для запуска, выбирается для загрузки по истечению времени на выбор;
• timeout – время для автоматического пропуска меню при бездействии пользователя;
• displayorder – порядковое расположение записей в меню.

Для правки меню загрузки допишите после команды «bcdedit» следующие параметры и модификаторы:

Важно! При использовании упрощенного идентификатора, вроде default, в конце команды необходим параметр /f. Для 32-значного кода ключ не требуется.

Для управления порядком загрузки используется команда «bcdedit /displayorder» с различными модификаторами. Проще всего для установки очереди будет использовать «/displayorder <идентификатор2> <идентификатор3><идентификатор1>». Команда «/displayorder <идентификатор>/remove» удалит запись из списка выбора, оставив ее в самом файле.

Чтобы получить полную справку по команде введите bcdedit или bcdedit.exe с ключом /?.

Подключение виртуального жесткого диска (VHD)

Bcdedit позволяет работать и с виртуальными дисками, добавляя для них запись напрямую в загрузчик. Методика позволяет использовать виртуальную машину как обычную ОС, с возможностью запуска при старте компьютера:

Чтобы подключить VHD, нужно:

Напечатать в консоли командной строки «bcdedit», запустить команду нажатием клавиши«Enter».

Редактирование с помощью сторонних программ

Если стандартные методы слишком неудобны или сложны, пользователь может установить сторонние менеджеры меню загрузок. Одной из таких программ является EasyBCD.

EasyBCD работает с командной строкой напрямую, предоставляя пользователю следующие возможности:

• настройка мультизагрузки нескольких операционных систем (в том числе Ubuntu, OS X и других);
• загрузка ОС с флешки, сетевого диска, ISO-файла или виртуального диска;
• починка неисправного загрузчика Windows и откат до стандартного состояния;
• стандартные действия — переименование, удаление, смена порядка, скрытие.

Для установки нового загрузочного раздела:

Перейдите в «Bootloader Setup», выберите диск, на котором находится операционная система и отметьте ее версию. Для XP и Vista/7 способы записи отличаются, поэтому не ошибитесь в выборе опций. После нажмите «Write MBR» для записи данных в сектор.

Приложение поддерживает все системы, начиная с Windows XP, весит около полутора мегабайт.

Возможные проблемы и рекомендации

При установке новой операционной системы в некоторых случаях загрузчик может полностью затираться — например, вместо Windows 7, 8 и 10 в меню будет отображаться только «десятка». Чтобы избежать подобных трудностей перед установкой новой ОС, всегда делайте копию загрузчика. Это займет всего пару минут и защитит от возможных проблем.

Повреждение загрузочного сектора, ошибочные изменения или опечатки в системных адресах могут привести к проблемам с запуском Windows. Если вы планируете серьезные правки — сохраните бэкап загрузочного файла и оставьте до самого конца в меню первоначальную строку, переименовав ее в WORK, TEST или LEGACY. В случае, когда правки пройдут неудачно, эта строка может стать последним шансом загрузить Windows без дополнительных действий.

Не следует изменять параметры, если вы не понимаете точно, что именно они делают. Для большинства пользователей правки загрузочного меню нужны только для удаления раздражающего меню при запуске. Для этого не стоит запускать командную строку — воспользуйтесь первым или вторым способом, они ничем не хуже.

Справка! Дополнительную информацию по задаче можно найти в одном из русскоязычных блогов Майкрософт по ссылке https://news.microsoft.com/ru-ru/microsoft-blogi/.

Видео — Редактирование меню загрузки операционных систем

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!