Где находится операционная система после загрузки

Начальная загрузка — сложный и многошаговый процесс запуска компьютера. Загрузочная последовательность — это последовательность действий, которые должен выполнить компьютер для запуска операционной системы (точнее, загрузчика), независимо от типа установленной ОС.

Содержание

Начальная загрузка [ править | править код ]

Большинство компьютерных систем могут исполнять только команды, находящиеся в оперативной памяти компьютера, в то время как современные операционные системы в большинстве случаев хранятся на жёстких дисках, загрузочных CD-ROM, USB дисках или в локальной сети.

После включения компьютера в его оперативной памяти нет операционной системы. Само по себе, без операционной системы, аппаратное обеспечение компьютера не может выполнять сложные действия, такие как, например, загрузку программы в память. Таким образом мы сталкиваемся с парадоксом, который кажется неразрешимым: для того, чтобы загрузить операционную систему в память, мы уже должны иметь операционную систему в памяти.

Решением данного парадокса является использование специальной компьютерной программы, называемой начальным загрузчиком, или BIOS (Basic Input/Output System). Эта программа не обладает всей функциональностью операционной системы, но её достаточно для того, чтобы загрузить другую программу, которая будет загружать операционную систему. Часто используется многоуровневая загрузка, в которой несколько небольших программ вызывают друг друга до тех пор, пока одна из них не загрузит операционную систему.

В современных компьютерах процесс начальной загрузки начинается с выполнения процессором команд, расположенных в постоянной памяти (например на IBM PC — команд BIOS), начиная с предопределённого адреса (процессор делает это после перезагрузки без какой бы то ни было помощи). Данное программное обеспечение может обнаруживать устройства, подходящие для загрузки, и загружать со специального раздела выбранного устройства (чаще всего загрузочного сектора данного устройства) загрузчик ОС.

Начальные загрузчики должны соответствовать специфическим ограничениям, особенно это касается объёма. Например, на IBM PC загрузчик первого уровня должен помещаться в первых 446 байтах главной загрузочной записи, оставив место для 64 байт таблицы разделов и 2 байта для сигнатуры 55AAh, необходимой для того, чтобы BIOS выявил сам начальный загрузчик.

Первые компьютеры имели набор переключателей, которые позволяли оператору размещать начальный загрузчик в памяти до запуска процессора. Затем данный загрузчик считывал операционную систему с внешнего устройства, например с перфоленты или с жесткого диска.

Псевдо-ассемблерный код начального загрузчика может быть столь же простым, как и следующая последовательность инструкций:

Данный пример основан на начальном загрузчике одного из миниов, выпущенного в 1970-х годах фирмой Nicolet Instrument Corporation.

Длина загрузчика второго уровня была такой, что последний байт загрузчика изменял команду, расположенную по адресу 6. Таким образом, после выполнения пункта 5 стартовал загрузчик второго уровня. Загрузчик второго уровня ожидал заправки в устройство считывания перфолент длинной перфоленты, содержащей операционную систему. Различием между загрузчиком первого уровня и загрузчиком второго уровня были проверки на ошибки считывания с перфоленты, которые часто встречались в то время, и, в частности, на используемых в данном случае телетайпах ASR-33.

Некоторые операционные системы, наиболее характерными из которых являются старые (до 1995 года) операционные системы компьютеров Macintosh производимых Apple Computer, настолько тесно связаны с аппаратным обеспечением компьютеров, что на данных компьютерах невозможно загрузить какую-либо другую операционную систему. В данных случаях обычно разрабатывается начальный загрузчик, который работает как загрузчик стандартной ОС, а затем передает управление альтернативной операционной системе. Apple использовала данный способ для запуска A/UX версию Unix, а затем он использовался различными бесплатными операционными системами.

Устройства, инициализируемые BIOS [ править | править код ]

Загрузочное устройство — устройство, которое должно быть проинициализировано до загрузки операционной системы. К ним относятся устройства ввода (клавиатура, мышь), базовое устройство вывода (видеокарта и дисплей), и устройство, с которого будет произведена загрузка ОС — дисковод, жесткий диск, CD-ROM, флэш-диск, SCSI-устройство, сетевая карта (при загрузке по сети; например, при помощи PXE).

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

Посетителей: 601043 | Просмотров: 820396 (сегодня 37) Шрифт:

Введение

В этой статье мне хотелось бы обобщить способы редактирования меню загрузки операционных систем на основе данных хранилища загрузки (Boot Configuration Data – BCD), которое используется в операционных системах Microsoft, начиная от Windows Vista. Его невозможно отредактировать с помощью текстового редактора, как это можно было сделать с boot.ini в Windows XP. Однако, редактирование BCD возможно с помощью консольной программы bcdedit.exe, находящейся в системной папке WindowsSystem32. Для работы с этой программой необходимо обладать правами администратора. Также с ней можно работать в командной строке среды восстановления.

Редактирование меню загрузки с помощью средства «Конфигурация системы»

Чтобы открыть окно «Конфигурация системы», нажмите кнопку "Пуск" и клавишу с буквой R (далее – Win+R). В строке «Выполнить» наберите msconfig, нажмите Enter. Откроется окно конфигурации системы. Перейдите на вкладку «Загрузка».

Данный инструмент дает возможность:

• получить информацию о текущей и загружаемой по умолчанию системах;
• отредактировать время (таймаут), по истечении которого будет загружена операционная система, определенная для загрузки по умолчанию без вмешательства пользователя;
• изменить систему, загружаемую по умолчанию;
• удалить ненужную запись из меню загрузки.

В верхней части открывшейся вкладки находится поле со списком операционных систем. Справа каждой записи добавлен комментарий об операционной системе, в которую выполнен вход, и системе, загружаемой по умолчанию.

Для изменения системы, загружаемой по умолчанию, выберите в поле списка запись о нужной операционной системе и нажмите кнопку «Загружать по умолчанию». В результате выполненной операции справа от названия появится соответствующий комментарий.

Редактирование таймаута труда не составляет: в нужном поле нужно установить желаемое количество секунд.

Для удаления ненужной записи выберите ее из списка и нажмите кнопку «Удалить».

После выполнения всех действий нажмите кнопку «Применить» и закройте окно конфигурации системы. Вам будет предложено перезагрузить компьютер, однако, если острой необходимости в этом нет, выберите кнопку «Выйти без перезагрузки». Изменения вы увидите во время следующей загрузки компьютера.

С помощью данного инструмента нельзя:

• увидеть и выполнить операции с записями операционных систем, загружаемых с помощью других загрузчиков (например, Windows XP, загружаемой с помощью ntldr);
• переименовать существующие записи;
• изменить положение записи в меню загрузки.

Один из способов, позволяющий игнорировать запись о несуществующей системе в меню загрузки: установите текущую систему загружаемой по умолчанию, а таймаут установите равным нулю.

Редактирование меню загрузки с помощью окна «Загрузка операционной системы»

Открыть окно «Загрузка операционной системы» можно так: Пуск – «Панель управленияВсе элементы панели управленияСистема» или, если включено отображение элементов управления Панели инструментов по категориям: «Панель управленияСистема и безопасностьСистема». Далее: «Дополнительные параметры системы», в открывшемся окне перейдите на вкладку «Дополнительно». Также можете воспользоваться возможностями поиска Windows 7 и в поле поиска написать «Расш», в открывшемся списке выбрать «Просмотр расширенных параметров системы». В рамке «Загрузка и восстановление» нажмите кнопку «Параметры». Нас будет интересовать верхняя часть окна: «Загрузка».

С помощью данного окна вы сможете:

• увидеть список операционных систем, находящийся в меню загрузки;
• отредактировать время (таймаут), в течение которого будет виден этот список;
• изменить систему, загружаемую по умолчанию.

Как мы видим, данный инструмент не особо отличается от предыдущего, за исключением нескольких деталей. И если в Windows XP была кнопка «Правка», нажав на которую пользователь имел возможность самостоятельно править загрузочное меню, то, начиная с Windows Vista, такой простой способ отсутствует. С помощью данного меню вам так же недоступны функции удаления записей из меню загрузки, их переименование, изменение их положения и удаление.

Редактирование меню загрузки с помощью bcdedit.exe

Программа bcdedit.exe – тот инструмент, который позволяет делать с вашим меню загрузки все, что вам нужно. Хочу предупредить: необдуманные и неправильные действия могут привести к невозможности загрузки операционных систем. Поэтому, прежде чем приступать, подготовьте установочный диск с операционной системой, создайте диск восстановления, сделайте резервную копию данных хранилища загрузки.

Создайте на любом из разделов папку для резервной копии. Назовите ее BCDREZ. Выполните:

где X – буква раздела с находящейся на нем папкой BCDREZ.

В любом случае вы сможете вернуться к исходной точке, выполнив экспорт BCD из резервной копии:

Напомню еще раз – все команды этой утилиты выполняются в командной строке, запущенной с правами администратора или в командной строке среды восстановления.

Анализ данных и параметры хранилища загрузки

Для того, чтобы грамотно вносить изменения, нужно познакомиться со структурой того, куда эти изменения вносятся. Информация о BCD представлена в виде двух столбцов: в левом столбце расположены названия параметров, а в правом – их значения. Я не преследую цель подробно описать каждую микрокоманду или идентификатор, а остановлюсь только на касающихся меню загрузки. Чтобы увидеть ту часть BCD, которая отвечает за загрузку установленных на вашем компьютере операционных систем и их отображение в меню загрузки, выполните:

Некоторые значения параметров BCD записаны в фигурных скобках – <>. Это идентификаторы – ID. Любой идентификатор имеет буквенно-цифровой код вида . Стандартные идентификаторы имеют названия, например: , , и так далее.

Остановимся на параметрах, которые нас интересуют:

идентификатор – >Это, конечно, далеко не полный, но, в рамках данной статьи, вполне достаточный перечень.

Все команды bcdedit.exe, в которых отсутствует команда set с дальнейшим указанием идентификатора, выполняются для диспетчера загрузки. Вы должны это помнить, потому что, желая что-то изменить в записи операционной системы и забыв указать ее идентификатор, вы вносите изменения в диспетчер. Хорошо, если все ограничится «восстановлением запуска».

Прежде чем продолжить, допустим, что наше меню загрузки содержит три записи с идентификаторами , , .

Назначение системы, загружаемой по умолчанию

Здесь все просто – в зависимости от того, какую систему мы хотим загружать по умолчанию, ID той системы и пишем в команде. Например, для системы с ID2 команда:

Но эта команда не перемещает запись о системе, загружаемой по умолчанию, на верхнюю строчку меню загрузки.

Изменение расположения записей в меню загрузки

Существует 3 способа изменить расположение записей:

1. использовать команду для перемещения выбранной записи вниз списка:
2. использовать команду для перемещения выбранной записи вверх списка:
3. использовать команду для формирования меню в выбранном порядке:

Изменение таймаута

где XX – время в секундах.

Изменение языка диспетчера загрузки

где ln-Ln – выбранное обозначение языка. Для русского – это ru-Ru, для английского – en-Us, для немецкого – de-De, для украинского – uk-UA и т.д.

Здесь нужно сделать оговорку. После операции восстановления запуска параметры диспетчера загрузки становятся англоязычными, несмотря на то, что значение параметра locale не изменяется. Как исправить ситуацию, смотрите здесь.

Удаление записи о загрузке системы

Эту команду лучше использовать для временного исключения записи загрузки из меню. При выполнении этой команды запись о параметрах выбранной системы не удаляется из BCD и при необходимости может быть восстановлена любой из вышеназванных команд bcdedit /displayorder.

Работа с записями операционных систем в BCD

Так как изменения касаются конкретных записей, в команде обязательно должен быть ID этой записи.

Изменение названия загружаемой системы

Такая необходимость обычно возникает после использования среды восстановления, когда после названия операционной системы появляется дописка – (восстановлено), или когда хочется исправить "Предыдущая версия Windows" на более понятное "Windows XP".

Изменение буквы раздела, на котором расположена папка операционной системы и ее загрузочные файлы

где X – буква раздела жесткого диска.

Как правило значения device и osdevice совпадают.

Изменение языка меню дополнительных вариантов загрузки

Для изменения языка меню дополнительных вариантов загрузки (при нажатии F8 после наведения на строку меню с нужной операционной системой) выполните команду с указанием ID операционной системы:

что такое ln-Ln – описано выше.

Добавление записей операционных систем в BCD и меню загрузки

Вариантов для выполнения этой процедуры много, но остановимся на самых популярных или нетрудоемких.

Добавление Windows XP

Довольно подробно этот процесс с необходимыми пояснениями описан в статье Установка Windows XP на компьютер с Windows 7. Здесь я всего лишь объединю выполняемые команды:

Добавление Windows Vista или Windows 7

Если добавляемая система – Windows Vista или Windows 7 можно автоматизировать процесс, воспользовавшись средой восстановления и одной из ее опций – «восстановление запуска». В этом случае в BCD будет создана новая запись о загрузке и добавлен пункт меню в диспетчер загрузки. Такой же эффект вы получите при использовании команды:

Если утилита найдет на компьютере операционную систему, запись о которой отсутствует в BCD, такая запись также будет создана.

Можно воспользоваться методом, описанным выше, то есть начать с команды:

Но этот способ трудоемок и не лишен вероятности сделать многочисленные ошибки. Проще воспользоваться копированием уже существующей записи и изменить значения параметров device и osdevice на соответствующие добавляемой операционной системе. Допустим, что вы работаете в Windows 7. Выполните:

в результате выполнения команды вы получите сообщение «Запись успешно скопирована в <хххххххх-хххх-хххх-хххх-хххххххххххх>». Далее выполните:

где X – буква раздела, на котором находится операционная система. Код, который обозначен крестиками, вводите внимательно, а лучше скопируйте и вставляйте в команды с помощью правой кнопки мыши. Наконец, выполните команду, добавляющую новую запись в диспетчер загрузки:

Как вы понимаете, запись будет добавлена внизу существующего списка.

Добавление записи загрузки операционной системы, установленной на виртуальный жесткий диск

Если вы установили Windows 7 на виртуальный жесткий диск и хотите добавить запись в диспетчер загрузки, воспользуйтесь способом, описанным выше, но с учетом особенностей загрузки с VHD. Полученный после выполнения команды bcdedit /copy… буквенно-цифровой код в командах обозначен как :

где [X:]DIRfilename.vhd – полный путь к файлу VHD и указание имени файла.

Удаление записи загрузки системы из BCD и диспетчера загрузки

Удаление записи об установленной операционной системе из BCD и диспетчера загрузки выполняется с помощью команды

Есть особенность выполнения команды: если в качестве ID указывается известная запись, например , то команда должна выполняться с ключом /f:

Если же ID записывается в буквенно-цифровом коде, ключ /f не нужен. При выполнении этой команды данные об удаляемой операционной системе удаляются и из BCD, и из диспетчера загрузки. В этом ее основное отличие от команды

Для желающих овладеть более широкими возможностями: выполните команду

Заключение

Управление загрузкой Windows 7 отличается от того, которое использовалось в Windows XP/2000. Некоторые параметры меню загрузки можно изменить в графическом интерфейсе операционной системы, но наибольшие возможности предоставляет утилита командной строки bcdedit.exe. Дополнительную информацию о возможностях программы, командах и параметрах можно получить из встроенной справки: bcdedit /?

Статья опубликована в рамках конкурса "Наш выбор – Windows 7!". Оригинальный стиль автора сохранен.