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.

Как установить Windows самостоятельно

Переустановить или заново установить Windows на ноутбук или компьютер может потребоваться по самым разным причинам. Бывает, что используемая операционная система настолько сильно поражена вирусами, что проще выполнить переустановку, чем лечение. Другая распространённая причина — частичная или полная несовместимость ОС с новыми программами и играми. Установить другую версию «Виндовс» может понадобиться, если вас не устраивает оформление или функционал текущей: например, хочется вернуться от «материального» дизайна к стилю Aero. Наконец, полезно сделать установку с нуля, если вы купили новый ПК или отдаёте свой третьему лицу.

Переустановка Windows с диска на компьютер или ноутбук — несложное дело; справиться с ним вам поможет приведённое в статье руководство. Не справляетесь сами или не хотите терять время? Обратитесь в «Службу добрых дел» — опытный мастер проконсультирует вас онлайн, а при необходимости — приедет к вам домой и поможет лично. Возможен выезд в любой район Москвы и Санкт-Петербурга.

С чего начать

Помните: во время переустановки или установки Windows с нуля будут удалены накопленные на системном HDD/SSD пользовательские и программные данные, а также настройки встроенных и сторонних приложений. Чтобы исключить утрату важной информации, скопируйте представляющие ценность файлы на другой жёсткий диск или флэшку. Кроме того, можете перекопировать данные на облачный сервер: это бесплатно. Пропустите этот шаг, если ставите ОС на новый компьютер или ноутбук.

Для начала работы вам понадобится USB-накопитель (флешка, съёмный HDD) или диск с образом Windows. Образ чаще всего представлен в формате ISO. Скачайте для инсталляции ОС нужной разрядности и запишите её на устройство. Для компьютеров с оперативной памятью менее 4 Гб подойдёт ОС x86, более 4 Гб — x64. Копируйте образ с помощью специального приложения: Rufus, UltraISO или другой программы. Когда носитель будет записан, приступайте к следующему шагу — настройке BIOS.

Настраиваем БИОС

Оформление BIOS или продвинутого варианта, UEFI, различается в зависимости от производителя и версии прошивки. Дать универсальную руководство для всех моделей ПК и ноутбуков невозможно — поэтому, отвечая, как установить Windows на ПК, приведём общий способ действий:

• Выключите компьютер или ноутбук.
• При новом включении нажмите несколько раз клавишу для входа в BIOS. В зависимости от производителя это может быть Delete, F2, F8, F12 или другая кнопка.
• Когда увидите на мониторе окно BIOS, перейдите на вкладку Boot.
• Откройте, нажав Enter, раздел Boot Device Priority. Он может называться и по-другому — а заголовке должно присутствовать слово Boot или «Загрузка».

• Откройте подраздел 1st Boot Device. Это первый носитель, к которому во время загрузки обращается ПК. По умолчанию это системный жёсткий диск — но вам нужно сделать так, чтобы на время приоритетным накопителем стала только что созданная загрузочная флешка. Выберите в списке нужный вариант — и нажмите Enter.

Чтобы перейти к процессу установки, нажмите клавишу F10 и подтвердите желание выйти из BIOS с сохранением внесённых изменений. Чтобы поменять порядок устройств в UEFI, достаточно просто перетащить флеш-карту на первое место в списке при помощи мыши.

Устанавливаем «Виндовс»

Порядок переустановки или установки операционной системы с нуля определяется версией «Виндовс» и особенностями разметки HDD. Общая пошаговая инструкция по установке Windows включает такие шаги:

• После нового включения и появления на экране надписи Press any key быстро нажмите на любую кнопку — например, на пробел. Это позволит запустить инсталляцию именно с подготовленного носителя. Если никакой надписи нет и загрузка идёт в обычном порядке, установочная флешка записана неправильно.

• Подождите, пока временные файлы будут распакованы на жёсткий диск.

• Выберите язык интерфейса ОС, формат времени, раскладку клавиатуры, а затем нажмите «Далее».

• Щёлкните по расположенной в центре новой страницы кнопке «Установить».

• Если образ включает несколько версий ОС, выберите подходящую. За один раз можно инсталлировать только один вариант.

• Примите условия лицензионного соглашения и выберите вариант «Полная установка» вместо «Обновления».

• Определите, в какой из разделов HDD будет установлена операционная система.

• Если ни одного раздела нет, предварительно создайте новый.

• Подождите, пока система будет распаковывать файлы, настраивать компоненты и обновления. Процесс займёт довольно много времени.

После нескольких перезагрузок «Виндовс» предложит вам придумать имя пользователя и пароль. На этом процесс установки будет завершён.

Ставим драйверы

Установка Windows с флешки или диска заканчивается инсталляцией драйверов — служебных программ, необходимых для корректной работы сетевой и звуковой карты, дисплея, периферийных устройств. Вы можете скачать драйверы по отдельности из интернета, использовать любую из авторских сборок — или установить утилиты с диска, прилагаемого производителем к вашему ПК или ноутбуку.

После активации ваша Windows будет готова к полноценной работе. Как видите, процесс ОС не представляет особой сложности. Остались вопросы или что-то не получается? Обратитесь за консультацией и помощью в «Службу добрых дел» — мы поможем установить любую версию «Виндовс» быстро и без нервов!