Процес завантаження Windows

Питання заняття

3.1. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності (питання)

1. Що таке операційна система?

2. Назвіть основні функції, які виконує ОС.

3. Коли вийшла ОС Windows NT, у чому її достоїнства й недоліки?

4. У чому полягають особливості ОС Windows 2000?

5. Дайте характеристику Windows ХР.

3.2. Питання лекції

1. Процес завантаження.
2. Режими запуску Windows

3.3. Питання для взаємозв'язку

1. Описати процес завантаження.

1. Як увійти в меню додаткових опцій?
2. Які існують режими завантаження?
3. Що являє собою безпечний режим?

2. Що таке режим останньої вдалої конфігурації?

4. Підведення підсумків

5. Видача завдання для самостійної роботи студентів

Викладач: Богомазова О.В.

Включається тумблер живлення.

Блок живлення проводить самодіагностику. Коли всі електричні параметри в нормі БП посилає сигнал Power Good процесору. Час між включенням живлення й відходом сигналу звичайно 0.1-0.5 секунд.

Таймер мікропроцесора одержує сигнал Power Good. З одержанням цього сигналу таймер перестає посилати сигнал Reset процесору, дозволяючи тому ввімкнутися.

CPU починає виконувати код ROM BIOS. Процесор завантажує ROM BIOS починаючи з адреси FFFF:0000. По цій адресі прописаний тільки перехід на адресу справжнього коду BIOS ROM.

Система виконує початковий тест заліза. Кожна помилка, що зустрічається на цьому етапі повідомляється певними звуковими кодами, тому що відео система ще не ініціалізована.

BIOS шукає адаптери, які можуть зажадати завантаження свого BIOS-А. Самим типовим випадком у цьому випадку є відео карта. Завантажувальна процедура сканує пам'ять із адреси C000:0000 по C780:0000 для пошуку відео ROM. У такий спосіб завантажуються системи всіх адаптерів.

ROM BIOS перевіряє вимикання це або перезавантаження. Процедура два байти за адресою 0000:0472. Будь-яке значення відмінне від 1234h є свідченням "холодного" старту.

Якщо це включення ROM BIOS запускає повний POST (Power On Self Test). Якщо це перезавантаження, то з POST процедури виключається перевірка пам'яті.

Процедуру POST можна розділити на три компоненти:

Відео тест ініціалізує відео адаптер, тестует карту й відео пам'ять, показує конфігурацію або виниклі помилки.

Ідентифікація BIOS-А показує версію прошивання, виробника й дату.

Тест пам'яті перевіряє чипи пам'яті й підраховує розмір установленої пам'яті.

Помилки, які можуть виникнути в ході POST перевірки можна розділити на смертельні й не дуже:). У другому випадку вони показуються на екрані, але дозволяють продовжити процес завантаження. Ясно, що в першому випадку процес завантаження зупиняється, що звичайно супроводжується серією бип-кодів.

BIOS читає конфігураційну інформацію з CMOS.

Невелика область пам'яті (64 байт) харчується від батарейки на материнської плати. Саме головне для завантаження в ній - порядок, у якому повинні опрашиваться приводи, який з них повинен бути першим - дисковід, CD-ROM або вінчестер.

Якщо першим є жорсткий диск, BIOS перевіряє найперший сектор диска на наявність Master Boot Record (MBR). Для дисководу перевіряється Boot Record у першому секторі.

Master Boot Record - перший сектор на циліндрі 0, 0 головці, 512 байт розміром. Якщо вона перебуває, то завантажується на згадку за адресою 0000:7C00, потім перевіряється на правильну сигнатуру - два останніх байти повинні бути 55AAh. Відсутність MBR або цих перевірочних байт зупиняє процес завантаження й видає попередження. Сама MBR складається із двох частин - системного завантажника (partition loader або Boot loader), програми, що одержує керування при завантаженні із цього жорсткого диска; таблиці розділів (партиций), що містить інформацію про логічні диски, наявних на жорсткому диску.

Правильна MBR запис записується на згадку й керування передається її коду.

Процес установки декількох операційних систем на один комп'ютер звичайно заміняє оригінальний лоадер на свою програму, що дозволяє вибрати з якого диска робити інше завантаження.

Далі Boot Loader перевіряє таблицю партиций у пошуках активної. Завантажник далі шукає завантажувальний запис (Boot Record) на найпершому секторі роздягнула.

У цьому випадку Boot Record це ще 512 байт - таблиця з описом роздягнула (кількість байт у секторі, кількість секторів у кластері й т.п.) і перехід на перший файл операційної системи (IO.SYS в DOS).

Операційна система.

Керування передається операційної системи. Як же вона працює, як проходить процес завантаження?

Boot Record перевіряється на правильність і якщо код зізнається правильним те код завантажувального сектора виконується як програма.

Завантаження Windows XP контролюється файлом NTLDR, що перебуває в кореневій директорії системного розділу. NTLDR працює в чотири прийоми:

Початкова фаза завантаження

Вибір системи

Визначення заліза

Вибір конфігурації

У початковій фазі NTLDR перемикає процесор у захищений режим. Потім завантажує відповідний драйвер файлової системи для роботи з файлами будь-якої файлової системи, підтримуваної XP.

Якщо хто забув, то наша улюблена Вісь може працювати з FAT-16, FAT-32 і NTFS.

Якщо в кореневій директорії є BOOT.INI, той його зміст завантажується на згадку. Якщо в ньому є запису більш ніж про одну операційну систему, NTLDR припиняє роботу - показує меню з вибором і очікує уведення від користувача певний період часу.

Якщо такого файлу ні, то NTLDR продовжує завантаження з першої партиции першого диска, звичайно це C:\.

Якщо в процесі вибору користувач вибрав Windows NT, 2000 або XP, то перевіряється натискання F8 і показ відповідного меню з опціями завантаження.

Після кожного вдалого завантаження XP створює копію поточної комбінації драйверів і системних настроювань відому як Last Known Good Configuration. Цей колекцію можна використовувати для завантаження у випадку якщо якийсь новий пристрій вніс розлад у роботу операційної системи.

Якщо обрана операційна система XP, то NTLDR знаходить і завантажує DOS-Овскую програму NTDETECT.COM для визначення заліза, установленого в комп'ютері.

NTDETECT.COM будує список компонентів, що потім використовується в ключі HARDWARE вітки HKEY_LOCAL_MACHINE реєстру.

Якщо комп'ютер має більше одного профілю встаткування програма зупиняється з меню вибору конфігурації.

Після вибору конфігурації NTLDR починає завантаження ядра XP (NTOSKRNK.EXE).

У процесі завантаження ядра (але перед ініціалізацією) NTLDR залишається головним у керуванні комп'ютером. Екран очищається й унизу показується анімація з білих прямокутників. Крім ядра завантажується й Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), щоб ядро могло абстрагуватися від заліза. Обидва файли перебувають у директорії System32.

NTLDR завантажує драйвера пристроїв, позначені як завантажувальні. Завантаживши їх NTLDR передає керування комп'ютером далі.

Кожний драйвер має ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Якщо значення Start дорівнює SERVICE_BOOT_START, то пристрій уважається завантажувальним. Для кажого такого пристрою на екрані друкується крапка.

NTOSKRNL у процесі завантаження проходить через дві фази - так звану фазу 0 і фазу 1. Перша фаза инициализирует лише ту частину мікроядра й виконавчі підсистеми, що потрібно для роботи основних служб і продовження завантаження. На цьому етапі на екрані показується графічний екран зі статус баром.

XP дизейблит переривання в процесі фази 0 і включає їх тільки перед фазою 1. Викликається HAL для підготовки контролера переривань. Инициализируются Memory Manager, Object Manager, Security Reference Monitor і Process Manager. Фаза 1 починається коли HAL підготовляє систему для обробки переривань пристроїв. Якщо на комп'ютері встановлений більше один процесор вони инициализируются. Всі виконавчі підсистеми реинициализируются в наступному порядку:

Object Manager

Executive

Microkernel

Security Reference Monitor

Memory Manager

Cache Manager

LPCS

I/O Manager

Process Manager

Ініціалізація Менеджера уведення/Виводу починає процес завантаження всіх системних драйверів. З того моменту де зупинився NTLDR завантажуються драйвера по пріоритеті.

Збій у завантаженні драйвера може змусити XP перезавантажитися й спробувати відновити Last Known Good Configuration.

Останнє завдання фази 1 ініціалізації ядра - запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Підсистема відповідальна за створення користувальницького оточення, що забезпечує інтерфейс NT.

SMSS працює в користувальницькому режимі, але у відмінності від інших додатків SMSS уважається довіреною частиною операційної системи й "рідним" додатком (використовує тільки виконавчі функції), що дозволяє їй запустити графічну підсистему й login.

SMSS завантажує win32k.sys - графічну підсистему.

Драйвер перемикає комп'ютер у графічний режим, SMSS стартує всі сервіси, які повинні автоматично запускатися при старті. Якщо всі пристрої й сервіси стартували вдало процес завантаження вважається вдалим і створюється Last Known Good Configuration.

Процес завантаження не вважається завершеним доти, поки користувач не залогинился в систему. Процес инициализируется файлом WINLOGON.EXE, що запускається як сервіс і підтримується Local Security Authority (LSASS.EXE), що і показує діалог входу в систему.

Це діалогове вікно показується приблизно тоді, коли Services Subsystem стартує мережну службу.

Дата добавления: 2014-01-07