التحميل الأولي لنظام التشغيل. تحميل نظام التشغيل

02.07.2018

في هذه المقالة ، سأصف عملية تحميل أنظمة التشغيل خطوة بخطوة. أنظمة النوافذ XP و Vista و Seven. على الرغم من أن هذه القضية تتم مناقشتها على شبكة الإنترنت في كثير من الأحيان ، لا يسعني إلا أن أتطرق إليها. يمكن أن تكون هذه المعلومات مفيدة جدًا في تشخيص عطل واستعادة قابلية تشغيل نظام تشغيل "ميت".

اليوم سوف ننظر في:

تمهيد BIOS

BIOS عبارة عن مجموعة من البرامج الثابتة المكتوبة في ذاكرة القراءة فقط للكمبيوتر وتستخدم لتهيئة الأجهزة اللوحة الأموالتحقق من الإعدادات والتنزيلات الخاصة بهم نظام التشغيل.

عند تشغيل الكمبيوتر ، يتحقق BIOS من الأجهزة وإذا كانت هناك مشاكل ، فإنه يُعلمنا بإصدار أصوات تنبيه (مجموعة من الأصوات الطويلة والقصيرة). هنا طاولة إشارات صوتية BIOS:

إشارات AMI

الإشارةعطل محتمل
غائب مزود الطاقة معيب
2 كيلو خطأ في تماثل ذاكرة الوصول العشوائي
3 كيلو خطأ في أول 64 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي
4K عطل مؤقت النظام
5 كيلو وحدة المعالجة المركزية المعيبة
6 كيلو تحكم لوحة المفاتيح الخاطئ
7 كيلو لوحة النظام المعيبة
8 كيلو ذاكرة بطاقة الفيديو معيبة
9 كيلو خطأ في المجموع الاختباري لـ BIOS
10 كيلو غير قادر على الكتابة إلى CMOS
11 كيلو ذاكرة التخزين المؤقت المعيبة على اللوحة الأم
1d + 2k بطاقة الفيديو المعيبة
1d + 3k بطاقة الفيديو المعيبة
1d + 8k الشاشة غير متصلة

إشارات AWARD

إذا تمت مقاطعة التنزيل في هذه المرحلة ، فعند الإشارة نجد الجزء الفاشل واستبدله. في حالات ذاكرة الوصول العشوائي وبطاقات الفيديو ، في بعض الأحيان يساعد إزالتها وتنظيف جهات الاتصال من الغبار.

بعد التحقق ، يقرأ BIOS الإعدادات من CMOS ، ووفقًا للميني ، يبدأ برنامج bootloader من الوسائط المحددة (CD ، HDD ، بطاقة فلاش). في حالة التشغيل من قرص ثابت ، يقرأ النظام أول 512 بايت من سجل التمهيد الرئيسي (MBR) وينقل التحكم إليه.

إذا لم يتم العثور على MBR ، فسيتوقف التنزيل. يمكنك استعادة MBR باستخدام وحدة التحكم استعادة الويندوز(وحدة التحكم في الاسترداد) باستخدام الأمر fixmbr.

عملية تمهيد Windows XP

يتم التحكم في تمهيد Windows بواسطة NTLDR ، والذي يتكون من جزأين - أول StartUp يضع المعالج في الوضع المحمي ويبدأ محمل نظام التشغيل. يحتوي المُحمل على الوظائف الأساسية للعمل مع الأقراص المهيأة بأنظمة FAT * و NTFS و CDFS. يقرأ المُحمل محتويات boot.ini ، ويتابع التحميل وفقًا لمحتوياته (عدد أنظمة التشغيل والأقراص المثبتة عليها وما إلى ذلك). إذا تم إسبات Windows ، يقوم NTLDR بتحميل ملف hiberfil.sys في ذاكرة الكمبيوتر وينقل التحكم إلى Windows kernel. إذا قمت بإغلاق جهاز الكمبيوتر الخاص بك ببساطة عن طريق إيقاف التشغيل / إعادة التشغيل ، فسيقوم NTLDR بتحميل ملف DOS NTDETECT.COM ، والذي ينشئ قائمة بالأجهزة ويحمل نظام التشغيل Windows نفسه.

إذا تم حذف / نقل / تلف ملف NTLDR ، فلن يقوم النظام بالتمهيد وسيعرض الرسالة "NTLDR مفقود. اضغط Ctrl + Alt + Del لإعادة تشغيل ". يمكنك حل هذه المشكلة في Windows Recovery Console باستخدام الأمر fixboot أو عن طريق نسخ NTLDR من نظام العمل إلى جذر القرص.

قبل تحميل kernel ، يعرض NTLDR خيارات بدء التشغيل (إذا تم الضغط على المفتاح F8 أو تم إنهاء النظام بشكل غير طبيعي). بعد اختيار معلمات التشغيل ، يبدأ نواة النظام - ntoskrnl.exe (نرى رسمًا متحركًا للمستطيلات البيضاء على شاشة سوداء). بعد ذلك ، يتم تحميل نوع طبقة الأجهزة المجردة - HALL.DLL. يعد هذا ضروريًا حتى تتمكن النواة من تجريد نفسها من الأجهزة ، ويقع كلا الملفين في دليل System32. بعد ذلك ، يتم تحميل مكتبة ملحق kernel kdcom.dll و bootvid.dll لمصحح أخطاء الأجهزة ، مما يؤدي إلى تحميل شعار Windows ومؤشر حالة التمهيد).

واحدة من أهم اللحظات هي التحميل سجل النظام config \ system ، في كثير من الأحيان لا يستطيع النظام قراءة ملف النظام ويصبح التمهيد مستحيلاً أو يبدأ.

عملية تمهيد Windows Vista / 7

معالجة تمهيد ويندوزيبدأ Vista و Windows 7 (Seven) في الاختلاف عن عملية التمهيد الإصدارات السابقة OS بعد قراءة MBR. يقوم Windows Installer بإنشاء قسم تمهيد صغير يحتوي على كل ما تحتاجه لبدء نظام التشغيل. تنقل MBR التمهيد PBR (سجل تمهيد التقسيم) ، ثم تبدأ BOOTMGR ( تمهيد ويندوزمدير). يستبدل BOOTMGR NTLDR ويدير تحميل نظام التشغيل. يقرأ BOOTMGR معلمات التمهيد من قاعدة بيانات تهيئة التمهيد (BCD ، قاعدة بيانات تهيئة التمهيد ، واستبدل boot.ini) ويحمل Winload.exe (تطبيق تمهيد محمل نظام التشغيل). يقوم Winload.exe بتحميل نواة نظام التشغيل ، ثم تشبه عملية التمهيد يبدأ Windows XP.

ل تحرير التمهيدقاعدة بيانات التكوين (BCD) يمكنك استخدام الأداة المساعدة Bcdedit.exe عن طريق تشغيلها من استعادة الويندوزالبيئة (WinRE). هناك يمكنك أيضًا استخدام الأداة المساعدة Bootrec.exe لإصلاح الأخطاء.

تمهيد نظام التشغيل

توجد ملفات نظام التشغيل على قرص (قرص صلب أو قرص مرن). ومع ذلك ، لا يمكن تشغيل البرامج إلا إذا كانت في ذاكرة الوصول العشوائي ، لذلك يجب تحميل ملفات نظام التشغيل في الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب.

عند تشغيل الكمبيوتر ، فإنه يختبر أجهزته ويحاول تحميل نظام التشغيل ، البرنامج الذي يتحكم في الكمبيوتر.

هذه العملية تسمى التمهيد. يتم تشغيله تلقائيًا عند تشغيل الكمبيوتر.

بعد تشغيل الكمبيوتر ، يتم تحميل نظام التشغيل من قرص النظامفي ذاكرة الوصول العشوائي ، والتي يجب أن يتم تنفيذها وفقًا لبرنامج التمهيد.

يحتوي الكمبيوتر على ذاكرة للقراءة فقط (ROM) تحتوي على برامج لاختبار الكمبيوتر والمرحلة الأولى من تحميل نظام التشغيل والتي تسمى BIOS (النظام الأساسيالإدخال / الإخراج). توجد ذاكرة القراءة فقط (ROM) على لوحة النظام ويتم تشغيلها بواسطة بطارية ، لذلك لا يتم مسح البرامج المكتوبة بها عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.

بعد تشغيل الكمبيوتر ، تبدأ هذه البرامج في العمل ، ويتم عرض معلومات حول تقدم هذه العملية على شاشة العرض. أولاً ، يتم اختبار الجهاز وضبطه ، ثم يتم تحميل نظام التشغيل.

في هذه المرحلة ، يصل المعالج إلى القرص ويبحث في مكان محدد (في قطاع واحد من القرص) عن وجود برنامج محمل صغير جدًا التمهيد الرئيسي.إذا كان القرص عبارة عن قرص نظام ، فسيكون التمهيد الرئيسي في مكانه ، ويتم قراءته في الذاكرة ، ويتم نقل التحكم إليه. بدوره ، يبحث Master Boot عن أداة تحميل التشغيل الرئيسية على القرص قسم الاحذية،يقوم بتحميله في الذاكرة وينقل التحكم إليه. بعد ذلك ، يبحث المُحمل الرئيسي عن باقي وحدات نظام التشغيل ويقوم بتحميلها في ذاكرة الوصول العشوائي.

إذا تم إدخال قرص غير متعلق بالنظام في محرك الأقراص أو لم يكن هناك قرص على الإطلاق ، فستظهر الرسالة التالية على شاشة جهاز العرض: ليس قرص النظام ،ويتجمد الكمبيوتر.

بعد انتهاء تحميل نظام التشغيل ، يتم نقل التحكم إلى معالج الأوامر. في حالة استخدام الواجهة سطر الأوامريظهر موجه النظام على الشاشة ، وإلا يتم تحميل الواجهة الرسومية.

لا يمكن تحديد موقع جميع ملفات نظام التشغيل في نفس الوقت في ذاكرة الوصول العشوائي ، نظرًا لأن حجم أنظمة التشغيل الحديثة يبلغ عشرات ومئات الميجابايت. لكي يعمل الكمبيوتر ، الوحدة التي تتحكم نظام الملفاتومعالج الأوامر وبرامج تشغيل الأجهزة المتصلة. يمكن تحميل وحدات نظام التشغيل التي توفر واجهة رسومية في ذاكرة الوصول العشوائي بناءً على طلب المستخدم.

أسئلة الفحص الذاتي 1. ما هو نظام التشغيل؟ 2. ما هي المكونات التي يتضمنها نظام التشغيل؟ 3. ما هو اسم الملف ، كيف يتم تعيين اسمه؟ 4. ما يمكن أن تكون امتدادات الملفات النصية؟ 5. ما هو الفرق بين تنسيق القرص السريع والكامل؟ 6. ما هو الفرق بين هياكل الملفات ذات المستوى الواحد والتسلسل الهرمي؟ 7. ما ملف العمليات الممكنة؟ 8. ما هي المراحل الرئيسية لتحميل نظام التشغيل؟
التخصيص واجهة Windows أسئلة للدراسة: 1. سطح مكتب Windows. 1.1. رموز الكائنات والتسميات. 1.2 نافذة او شباك. 1.3 شريط المهام. 1.4 لوحة العرض. 2. هيكل نافذة المجلد. 2.1. سطر العنوان. 2.2. أزرار التحكم في حجم النافذة. 2.3 رمز النظام. 2.4 شريط القوائم. 2.5 شريط الأدوات. 2.6. شريط العنوان. 2.7. مجال العمل. 2.8 شريط الحالة.

تعد أنظمة تشغيل عائلة Windows هي الأكثر تنوعًا. يمكن استخدامها للعمل معها برامج المكتب، لعمل المستهلك على الإنترنت ، للأغراض التعليمية والترفيهية. مثل جميع غرف العمليات

عند تشغيل طاقة الكمبيوتر ، يتم نقل التحكم إلى إجراء التمهيد الموجود في ذاكرة القراءة فقط الموجودة على اللوحة الأم للكمبيوتر. يتحقق إجراء التمهيد من عقد أجهزة الكمبيوتر ، ويشكل الجزء الأولي من جدول متجه المقاطعة ، ويهيئ الأجهزة الخارجية ، ويبدأ عملية تحميل نظام التشغيل.

يبدأ تمهيد نظام التشغيل بإجراء التمهيد الذي يحاول قراءة أول قطاع من القرص المرن الذي تم إدخاله في محرك الأقراص A: (on التمهيد المرنيحتوي هذا القطاع على محمل نظام التشغيل). إذا تم إدخال قرص مرن للنظام في محرك الأقراص ، تتم قراءة أداة تحميل التشغيل منه ويتم نقل التحكم إليه.

إذا لم يكن القرص المرن قرص نظام ، أي أنه لا يحتوي على سجل تمهيد ، تظهر رسالة على الشاشة تطلب منك استبدال القرص المرن.

في حالة عدم وجود أقراص مرنة في محرك الأقراص A: على الإطلاق ، يقرأ BIOS سجل التمهيد الرئيسي لمحرك الأقراص C: (سجل التمهيد الرئيسي). هذا هو عادة أول قطاع على القرص. يتم نقل التحكم إلى اللودر الموجود في هذا القطاع. يقوم المُحمل بتحليل محتويات جدول الأقسام (وهو موجود أيضًا في هذا القطاع) ، ويحدد القسم النشط ويقرأ سجل التمهيد لهذا القسم. سجل التمهيد للقسم النشط (سجل التمهيد) مشابه لسجل التمهيد الموجود في القطاع الأول من القرص المرن للنظام.

يقوم سجل التمهيد للقسم النشط بقراءة ملفات IO.SYS و MSDOS.SYS من القرص وتحميلها في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر. بعد ذلك ، يتم تحليل محتوى ملف التكوين - CONFIG.SYS. يحدد هذا الملف برامج التشغيل والبرامج المقيمة التي تعتبر بالغة الأهمية للتحميل في ذاكرة الوصول العشوائي. بعد تحميل برامج التشغيل والبرامج المقيمة المحددة في ملف CONFIG.SYS ، يتم نقل عنصر التحكم إلى معالج الأوامر COMMAND.COM.

يتكون معالج الأوامر من ثلاثة أجزاء - مقيم ، وتهيئة ، وعبور. يتم تحميل الجزء المقيم أولاً. تقوم بمعالجة المقاطعات INT 22H ، INT 23H ، INT 24H وتتحكم في تحميل جزء النقل. يعالج هذا الجزء من shell أخطاء MS-DOS ويطلب من المستخدم اتخاذ إجراء عند مواجهة الأخطاء.

يقع جزء العبور من معالج الأوامر في عناوين الذاكرة الأعلى. يحتوي هذا الجزء على معالجات أوامر داخلية DOS ومترجم لملفات الدُفعات بملحق الاسم BAT. يصدر جزء النقل موجه النظام (على سبيل المثال A: \>) ، وينتظر إدخال أمر المشغل من لوحة المفاتيح أو من ملف دفعيوينظم تنفيذها.

يتم استخدام جزء التهيئة فقط أثناء عملية التمهيد لنظام التشغيل ولا يظل موجودًا في ذاكرة الوصول العشوائي. جزء التهيئة ، بالإضافة إلى بعض الإجراءات الأخرى ، يهيئ تنفيذ ملف AUTOEXEC.BAT. الخامس ملف الأوامريسرد AUTOEXEC.BAT البرامج المهمة للغاية للتشغيل عند تحميل نظام التشغيل على الكمبيوتر.

بعد تحميل معالج الأوامر وتنفيذ الإجراءات الأولية المدرجة في ملف AUTOEXEC.BAT ، يكون النظام جاهزًا للعمل.

بعد تشغيل الكمبيوتر ، لا يوجد نظام تشغيل في ذاكرة الوصول العشوائي الخاصة به. في حد ذاته ، بدون نظام تشغيل ، لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر تنفيذ إجراءات معقدة مثل تحميل برنامج في الذاكرة. وبالتالي ، فإننا نواجه مفارقة تبدو غير قابلة للحل: من أجل تحميل نظام تشغيل في الذاكرة ، يجب أن يكون لدينا بالفعل نظام تشغيل في الذاكرة.

الحل لهذه المفارقة هو استخدام برنامج كمبيوتر صغير خاص يسمى محمل الإقلاع، أو الأوامر الموجودة في الذاكرة الدائمة (على سبيل المثال ، على كمبيوتر IBM الشخصي - أوامر إعادة التشغيل دون أي مساعدة). يمكن لهذا البرنامج اكتشاف الأجهزة المناسبة لتحميل وتحميل أداة تحميل نظام التشغيل من قسم خاص بالجهاز المحدد نفسه (غالبًا قطاع التمهيد) لهذه الأجهزة.

لوادر التمهيديجب أن تمتثل لقيود محددة ، خاصة فيما يتعلق بالحجم. على سبيل المثال ، على كمبيوتر IBM الشخصي محمل المستوى الأوليجب أن يتناسب مع أول 446 بايت من MBR ، مما يترك مساحة لـ 64 بايت من جدول الأقسام و 2 بايت لتوقيع AA55 اللازم لنظام BIOS لاكتشاف أداة تحميل التشغيل نفسها.

تاريخ

كانت أجهزة الكمبيوتر القديمة تحتوي على مجموعة من المفاتيح التي تسمح للمشغل بوضع محمل الإقلاع في الذاكرة قبل بدء تشغيل المعالج. ثم يقوم محمل الإقلاع هذا بقراءة نظام التشغيل من جهاز خارجي مثل شريط مثقوب أو محرك أقراص ثابت.

يمكن أن يكون رمز التجميع الزائف لبرنامج Bootloader بسيطًا مثل التسلسل التالي من التعليمات:

0: اكتب رقم 8 للتسجيل P 1: تحقق من أن قارئ الشريط المثقوب يمكنه البدء في القراءة 2: إذا لم يستطع ، انتقل إلى الخطوة 1 3: اقرأ بايتًا من قارئ الشريط المثقوب واكتبه إلى المجمع 4: إذا كان مثقوبًا انتهى الشريط ، انتقل إلى الخطوة 8 5: اكتب القيمة المخزنة في المجمع في ذاكرة الوصول العشوائي على العنوان المخزن في السجل P 6: قم بزيادة قيمة السجل P بمقدار واحد 7: انتقل إلى الخطوة 1

يعتمد هذا المثال على أداة تحميل التمهيد لأحد الحواسيب الصغيرة التي تم إصدارها في السبعينيات من قبل شركة Nicolet Instrument Corporation.

0: اكتب رقم 106 للتسجيل P 1: تحقق من أن قارئ الشريط المثقوب يمكنه البدء في القراءة 2: إذا لم يستطع ، انتقل إلى الخطوة 1 3: اقرأ بايتًا من قارئ الشريط المثقوب واكتبه إلى المجمع 4: إذا كان مثقوبًا انتهى الشريط ، انتقل إلى الخطوة 8 5: اكتب القيمة المخزنة في المجمع في ذاكرة الوصول العشوائي على العنوان المخزن في السجل P 6: قلل قيمة السجل P بمقدار واحد 7: انتقل إلى الخطوة 1

كان طول محمل الإقلاع من المستوى الثاني بحيث غير البايت الأخير من محمل الإقلاع الأمر الموجود في العنوان 6. وهكذا ، بعد إكمال الخطوة 5 ، بدأ محمل الإقلاع من المستوى الثاني. كان محمل المستوى الثاني ينتظر تحميل قارئ الشريط المثقوب بطول الشريط المثقوب الذي يحتوي على نظام التشغيل. كان الاختلاف بين برنامج التنزيل من المستوى الأول وبرنامج التنزيل من المستوى الثاني هو التحقق من أخطاء القراءة من الشريط المثقوب ، والذي كان شائعًا في ذلك الوقت ، وعلى وجه الخصوص ، في الأنماط عن بُعد ASR-33 المستخدمة في هذه الحالة.

بعض أنظمة التشغيل ، وأكثرها شيوعًا هي أنظمة التشغيل الأقدم (ما قبل 1995) أجهزة كمبيوتر Appleيرتبط الكمبيوتر ارتباطًا وثيقًا بأجهزة الكمبيوتر بحيث يستحيل تحميل أي نظام تشغيل آخر على أجهزة الكمبيوتر هذه. في هذه الحالات ، من الشائع تطوير محمل إقلاع يعمل كمحمل إقلاع لنظام التشغيل القياسي ثم ينقل التحكم إلى نظام تشغيل بديل. تستخدم أبل من هنالتشغيل إصدار A / UX من Unix ، ثم تم استخدامه بواسطة العديد من أنظمة التشغيل المجانية.

أجهزة BIOS المهيأة

جهاز التمهيد - جهاز يجب تهيئته قبل تحميل نظام التشغيل. وتشمل هذه الأجهزة الإدخال (لوحة المفاتيح والماوس) وجهاز الإخراج الأساسي (العرض) والجهاز الذي سيتم إنتاجه منه - محرك الأقراص المرنة والقرص الصلب ومحرك الأقراص المحمول و PXE).

تسلسل التمهيد لجهاز كمبيوتر شخصي قياسي متوافق مع IBM

يتم تحميل الكمبيوتر الشخصي

الروابط

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هو "تحميل نظام التشغيل" في القواميس الأخرى:

    برنامج نظام محمل نظام التشغيل الذي يقوم بتحميل نظام التشغيل فور تشغيل الكمبيوتر. محمل نظام التشغيل: يوفر الوسائل اللازمة للحوار مع ... ... ويكيبيديا

    هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر Core. Kernel هو الجزء المركزي من نظام التشغيل (OS) الذي يوفر التطبيقات ذات الوصول المنسق إلى موارد الكمبيوتر مثل وقت وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والأجهزة الخارجية ... ... ويكيبيديا

    لمصطلح "برنامج جدولة المهام" ، راجع المعاني الأخرى. تعد جدولة المهام أحد المفاهيم الأساسية في تعدد المهام والمعالجات المتعددة ، سواء في أنظمة التشغيل ذات الأغراض العامة أو في أنظمة التشغيل الواقعية ... ... ويكيبيديا

    هذا هو شكل من أشكال التوزيع الجهازي البرمجيات... يرجع وجود التوزيعات إلى حقيقة أن شكل البرنامج المستخدم لتوزيعها لا يتطابق أبدًا مع شكل البرنامج قيد التشغيل ... ... ويكيبيديا

    وظيفة تنزيل موثوقة كمبيوتر شخصيلمنع الإطلاق غير المصرح به للمستخدم ، وتحميل نظام التشغيل (OS) والوصول إلى معلومات سرية... توفير ... ... ويكيبيديا

    هذه المقالة يجب أن تكون wikified. من فضلك ، رتبها حسب قواعد تنسيق المقال ... ويكيبيديا

    يبدأ Windows XP في جهاز هاتف الإنترنت في علوم الكمبيوتر ، يعد bootstrap عملية معقدة ومتعددة الخطوات لبدء تشغيل الكمبيوتر. تسلسل التمهيد هو سلسلة من الإجراءات التي يجب على الكمبيوتر تنفيذها من أجل ... ويكيبيديا

    قدرة عملاء المحطة الطرفية على تحميل نظام تشغيل بأمان. الحل الرئيسي لتأمين التمهيد هو التحقق من سلامة وصحة ملفات نظام التشغيل التي يمكن تخزينها على القرص الصلب المحلي ، ... ... ويكيبيديا