Co dokładnie się dzieje po włączeniu komputera?
Po włączeniu komputera następuje proces "rozruchu" - termin wywodzący się od słowa "bootstrap". Oto, co dzieje się w tle - bez względu na to, czy używasz systemu Windows PC, Mac, czy systemu Linux.
Sprzęt jest włączony
Po naciśnięciu przycisku zasilania komputer dostarcza zasilanie do jego komponentów - płyty głównej, procesora, dysków twardych, dysków SSD, procesorów graficznych i wszystkiego innego w komputerze.
Część sprzętu zasilającego jest znana jako "zasilacz". W typowym komputerze stacjonarnym wygląda jak pudełko w rogu pudełka (żółte zdjęcie na powyższym obrazku), i tam należy podłączyć zasilacz kabel zasilający.
Procesor ładuje system UEFI lub BIOS
Teraz, gdy ma on elektryczność, CPU inicjuje się i szuka małego programu, który zwykle jest przechowywany w układzie na płycie głównej.
W przeszłości komputer ładował coś, co nazywa się BIOS (Basic Input / Output System). Na nowoczesnych komputerach procesor ładuje oprogramowanie układowe UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Jest to nowoczesny zamiennik starego systemu BIOS. Jednak, aby wprowadzić dodatkowe zamieszanie, niektórzy producenci komputerów wciąż i tak nazywają swoje oprogramowanie UEFI "BIOS".
Testy UEFI lub BIOS i inicjalizują sprzęt
Oprogramowanie układowe BIOS lub UEFI ładuje ustawienia konfiguracji ze specjalnego miejsca na płycie głównej - tradycyjnie, było to w pamięci podtrzymywane przez baterię CMOS. Jeśli zmienisz niektóre ustawienia niskiego poziomu na ekranie ustawień BIOS lub UEFI, to tutaj przechowywane są Twoje ustawienia niestandardowe.
Procesor uruchamia system UEFI lub BIOS, który testuje i inicjalizuje sprzęt systemu - w tym sam procesor. Na przykład, jeśli Twój komputer nie ma pamięci RAM, wygeneruje sygnał dźwiękowy i wyświetli błąd, zatrzymując proces rozruchu. Jest to znane jako proces POST (Power On Self Test).
Podczas tego procesu może pojawić się logo producenta komputera i często można nacisnąć przycisk, aby uzyskać dostęp do ekranu ustawień systemu BIOS lub UEFI. Jednak wiele nowoczesnych komputerów wykonuje tak szybki proces, że nie przejmują się wyświetlaniem logo i wymagają dostępu do ekranu ustawień UEFI z menu Windows Boot Options.
UEFI może zrobić o wiele więcej niż tylko zainicjować sprzęt; to naprawdę mały system operacyjny. Na przykład procesory Intela mają Intel Management Engine. Zapewnia to szereg funkcji, w tym zasilanie technologii Active Management Technology firmy Intel, która umożliwia zdalne zarządzanie komputerami firmowymi.
UEFI lub BIOS Hands Off do urządzenia startowego
Po zakończeniu testowania i inicjowania sprzętu, UEFI lub BIOS przekaże odpowiedzialność za uruchomienie komputera do programu ładującego system operacyjny..
UEFI lub BIOS szuka "urządzenia rozruchowego" do uruchomienia systemu operacyjnego. Zwykle jest to dysk twardy komputera lub dysk SSD, ale może to być również dysk CD, DVD, napęd USB lub lokalizacja sieciowa. Urządzenie rozruchowe można konfigurować z poziomu ekranu konfiguracji UEFI lub BIOS. Jeśli masz wiele urządzeń rozruchowych, UEFI lub BIOS próbuje przekazać im proces uruchamiania w kolejności, w jakiej są wymienione. Na przykład, jeśli masz napędową płytę DVD w napędzie optycznym, system może spróbować zacząć od tego, zanim spróbuje uruchomić z dysku twardego.
Tradycyjnie system BIOS sprawdzał MBR (główny rekord rozruchowy), specjalny sektor rozruchowy na początku dysku. MBR zawiera kod, który ładuje resztę systemu operacyjnego, znany jako "bootloader". BIOS wykonuje bootloader, który pobiera go i rozpoczyna uruchamianie rzeczywistego systemu operacyjnego - Windows lub Linux, na przykład.
Komputery z interfejsem UEFI mogą nadal używać tej starszej metody rozruchowej MBR do rozruchu systemu operacyjnego, ale zwykle używają czegoś zwanego plikiem wykonywalnym EFI. Nie muszą one być przechowywane na początku dysku. Zamiast tego są przechowywane w systemie nazywanym "partycją systemową EFI".
Tak czy inaczej, zasada jest taka sama - system BIOS lub UEFI bada urządzenie pamięci masowej w systemie, aby wyszukać mały program w MBR lub na partycji systemowej EFI i uruchomić go. Jeśli nie ma rozruchowego urządzenia startowego, proces ładowania się nie powiedzie, a na wyświetlaczu pojawi się komunikat o błędzie.
Na nowoczesnych komputerach oprogramowanie układowe UEFI jest ogólnie skonfigurowane do "bezpiecznego rozruchu". Dzięki temu system operacyjny, z którego się uruchamia, nie został zmodyfikowany i nie ładuje złośliwego oprogramowania niskiego poziomu. Jeśli włączone jest Bezpieczne uruchamianie, UEFI sprawdza, czy bootloader jest poprawnie podpisany przed jego uruchomieniem.
Bootloader Ładuje pełny system operacyjny
Program rozruchowy to mały program, który ma duże zadanie uruchamiania reszty systemu operacyjnego. Windows używa bootloadera o nazwie Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), większość systemów Linux używa GRUB, a Mac używa czegoś o nazwie boot.efi.
Jeśli wystąpił problem z bootloaderem - na przykład, jeśli jego pliki są uszkodzone na dysku - zobaczysz komunikat o błędzie bootloadera, a proces uruchamiania zostanie zatrzymany.
Program ładujący jest tylko jednym małym programem i nie obsługuje samodzielnie procesu rozruchu. W systemie Windows Menedżer uruchamiania systemu Windows znajduje i uruchamia program ładujący systemu operacyjnego Windows. Program ładujący OS ładuje niezbędne sterowniki sprzętowe, które są wymagane do uruchomienia jądra - głównej części systemu operacyjnego Windows - a następnie uruchamia jądro. Jądro następnie ładuje rejestr systemu do pamięci i ładuje dodatkowe sterowniki sprzętowe oznaczone "BOOT_START", co oznacza, że powinny być załadowane podczas rozruchu. Jądro systemu Windows uruchamia proces menedżera sesji (Smss.exe), który uruchamia sesję systemową i ładuje dodatkowe sterowniki. Proces ten trwa, a system Windows ładuje usługi w tle, a także ekran powitalny, który pozwala się zalogować.
W systemie Linux program ładujący GRUB ładuje jądro Linux. Jądro uruchamia również system init - systemd na większości nowoczesnych dystrybucji Linuksa. System init obsługuje usługi początkowe i inne procesy użytkownika, które prowadzą do zgłoszenia logowania.
Proces ten jest po prostu sposobem na prawidłowe ładowanie wszystkiego, wykonując czynności we właściwej kolejności.
Nawiasem mówiąc, tak zwane "programy startowe" w rzeczywistości ładują się, gdy zalogujesz się na swoje konto użytkownika, a nie po uruchomieniu systemu. Ale niektóre usługi w tle (w systemie Windows) lub demony (w systemie Linux i macOS) są uruchamiane w tle po uruchomieniu systemu.
Proces zamykania jest również dość zaangażowany. Oto dokładnie, co dzieje się po zamknięciu lub wylogowaniu się z komputera z systemem Windows.
Image Credit: Suwan Waenlor / Shutterstock.com, DR-images / Shutterstock.com,
