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Booten im Betriebssystem

Beim Booten handelt es sich um den Vorgang, bei dem ein Computer gestartet wird. Es kann durch Hardware wie einen Tastendruck oder durch einen Softwarebefehl initiiert werden. Nach dem Einschalten verfügt eine CPU über keine Software in ihrem Hauptspeicher, daher müssen einige Prozesse vor der Ausführung Software in den Speicher laden. Dies kann durch Hardware oder Firmware in der CPU oder durch einen separaten Prozessor im Computersystem erfolgen.

Das Neustarten eines Computers wird auch als Neustart bezeichnet. hart ', z. B. nachdem die Stromversorgung der CPU von Aus auf Ein umgeschaltet wurde, oder ' weich ', wo der Strom nicht unterbrochen wird. Auf einigen Systemen kann ein Softboot optional den Arbeitsspeicher auf Null löschen. Hard- und Softboot können durch Hardware wie einen Tastendruck oder einen Softwarebefehl initiiert werden. Der Bootvorgang ist abgeschlossen, wenn das operative Laufzeitsystem, typischerweise das Betriebssystem und einige Anwendungen, erreicht ist.

Die Wiederherstellung eines Computers aus dem Ruhezustand erfordert kein Booten; Die Wiederherstellung aus dem Ruhezustand reicht jedoch aus. Einige eingebettete Systeme erfordern zumindest keine erkennbare Startsequenz, um zu funktionieren, und führen beim Einschalten möglicherweise Betriebsprogramme aus, die im ROM gespeichert sind. Alle Computersysteme sind Zustandsmaschinen und ein Neustart kann die einzige Methode sein, um aus einem unbeabsichtigten, gesperrten Zustand in einen festgelegten Nullzustand zurückzukehren.

Zusätzlich zum Laden eines Betriebssystems oder eines eigenständigen Dienstprogramms kann der Startvorgang auch ein Speicherauszugsprogramm laden, um Probleme in einem Betriebssystem zu diagnostizieren.

Reihenfolge des Bootens

Beim Booten handelt es sich um eine Startsequenz, die das Betriebssystem eines Computers startet, wenn dieser eingeschaltet wird. Eine Startsequenz ist die erste Reihe von Vorgängen, die der Computer beim Einschalten ausführt. Jeder Computer hat eine Bootsequenz.

Booten im Betriebssystem

1. Bootloader: Von der Zentraleinheit angetriebene Computer können nur Code ausführen, der sich im Systemspeicher befindet. Moderne Betriebssysteme sowie Anwendungsprogrammcodes und -daten werden auf nichtflüchtigen Speichern gespeichert. Wenn ein Computer zum ersten Mal eingeschaltet wird, darf er sich zunächst nur auf den Code und die Daten verlassen, die in nichtflüchtigen Teilen des Systemspeichers gespeichert sind. Das Betriebssystem wird beim Booten nicht wirklich geladen und die Hardware des Computers kann viele komplexe Systemaktionen nicht ausführen.

Das Programm, das die Kettenreaktion startet, die mit dem Laden des gesamten Betriebssystems endet, ist der Bootloader oder Bootstrap-Loader. Die einzige Aufgabe des Bootloaders besteht darin, andere Software zu laden, damit das Betriebssystem startet.

2. Boot-Geräte: Das Bootgerät ist das Gerät, von dem das Betriebssystem geladen wird. Ein modernes PC-BIOS (Basic Input/Output System) unterstützt das Booten von verschiedenen Geräten. Dazu gehören die lokale Festplatte, das optische Laufwerk, das Diskettenlaufwerk, eine Netzwerkschnittstellenkarte und ein USB-Gerät. Das BIOS ermöglicht es dem Benutzer, eine Startreihenfolge zu konfigurieren. Wenn die Startreihenfolge auf Folgendes eingestellt ist:

  • CD Laufwerk
  • Festplatte
  • Netzwerk

Das BIOS versucht zuerst, vom CD-Laufwerk zu booten. Wenn das fehlschlägt, versucht es, von der Festplatte zu booten. Wenn das fehlschlägt, versucht es, vom Netzwerk zu booten. Wenn das fehlschlägt, dann versucht es es bootet überhaupt nicht.

3. Boot-Sequenz: Es gibt eine Standard-Startsequenz, die alle PCs verwenden. Zunächst führt die CPU eine Anweisung im Speicher für das BIOS aus. Dieser Befehl enthält einen Sprungbefehl, der an das BIOS-Startprogramm übertragen wird. Dieses Programm führt einen Selbsttest beim Einschalten (POST) durch, um zu überprüfen, ob die Geräte, auf die der Computer angewiesen ist, ordnungsgemäß funktionieren. Anschließend durchläuft das BIOS die konfigurierte Startsequenz, bis es ein startfähiges Gerät findet. Sobald das BIOS ein bootfähiges Gerät gefunden hat, lädt das BIOS den Bootsektor und überträgt die Ausführung an den Bootsektor. Wenn es sich bei dem Startgerät um eine Festplatte handelt, handelt es sich um einen Master Boot Record (MBR).

Der MBR-Code überprüft die Partitionstabelle auf eine aktive Partition. Wenn einer gefunden wird, lädt der MBR-Code den Bootsektor dieser Partition und führt ihn aus. Der Bootsektor ist häufig betriebssystemspezifisch. In den meisten Betriebssystemen besteht seine Hauptfunktion jedoch darin, den Betriebssystemkernel zu laden und auszuführen, der den Startvorgang fortsetzt. Angenommen, es gibt keine aktive Partition oder der Bootsektor der aktiven Partition ist ungültig. In diesem Fall lädt der MBR möglicherweise einen sekundären Bootloader, der eine Partition auswählt und deren Bootsektor lädt, der normalerweise den entsprechenden Betriebssystemkernel lädt.

Arten des Bootens

Es gibt zwei Arten des Bootens in einem Betriebssystem.

Booten im Betriebssystem
    Kaltstart:Wenn der Computer zum ersten Mal startet oder sich im heruntergefahrenen Zustand befindet und Sie den Netzschalter betätigen, um das System zu starten, wird dieser Vorgang zum Starten des Computers als Kaltstart bezeichnet. Beim Kaltstart liest das System alle Anweisungen aus dem ROM (BIOS) und das Betriebssystem wird automatisch in das System geladen. Dieser Startvorgang dauert länger als der Heiß- oder Warmstart.Warmstart:Bei einem Warm- oder Hot-Boot-Prozess treten Computersysteme in den Zustand „Keine Reaktion“ oder „Hang“ auf, und das System kann dann im eingeschalteten Zustand neu gestartet werden. Es wird auch als Neustart bezeichnet. Es gibt viele Gründe für diesen Zustand und die einzige Lösung besteht darin, den Computer neu zu starten. Wenn wir neue Software oder Hardware installieren, kann ein Neustart erforderlich sein. Das System erfordert einen Neustart, um Software- oder Hardwarekonfigurationsänderungen vorzunehmen, oder manchmal verhalten sich Systeme ungewöhnlich oder reagieren nicht richtig. In einem solchen Fall muss das System einen Neustart erzwingen. Am häufigsten Strg+Alt+Entf Mit der Schaltfläche wird das System neu gestartet. Andernfalls steht in einigen Systemen möglicherweise die externe Reset-Taste zum Neustarten des Systems zur Verfügung.

Bootvorgang im Betriebssystem

Wenn unser Computer eingeschaltet ist, kann er per Hardware wie einem Tastendruck oder per Softwarebefehl gestartet werden. Die Zentraleinheit (CPU) eines Computers hat keine Software in ihrem Hauptspeicher, es gibt einen Prozess, der Software in den Hauptspeicher laden muss Speicher bevor es ausgeführt werden kann. Im Folgenden finden Sie die sechs Schritte zur Beschreibung des Startvorgangs im Betriebssystem, z. B.:

Booten im Betriebssystem

Schritt 1: Sobald das Computersystem eingeschaltet ist, BIOS (Basic Input/Output System) führt eine Reihe von Aktivitäten oder Funktionstests für im ROM gespeicherte Programme durch, die aufgerufen werden POST (Power-on Self Test), der prüft, ob die Peripheriegeräte im System in einwandfreiem Zustand sind oder nicht.

Schritt 2: Nachdem das BIOS die Pre-Boot-Aktivitäten oder den Funktionstest abgeschlossen hat, liest es die bootfähige Sequenz aus CMOS (Common Metal Oxide Semiconductor) und sucht nach dem Master-Boot-Datensatz im ersten physischen Sektor der bootfähigen Festplatte gemäß der in angegebene Boot-Gerätesequenz CMOS . Wenn die Reihenfolge des Startgeräts beispielsweise wie folgt lautet:

  • Diskette
  • Festplatte
  • CD-ROM

Schritt 3: Danach wird zunächst der Master-Boot-Record durchsucht Diskettenlaufwerk . Wenn dieser nicht gefunden wird, sucht die Festplatte nach dem Master-Boot-Record. Wenn der Master-Boot-Record jedoch nicht einmal auf der Festplatte vorhanden ist, wird das CD-ROM-Laufwerk durchsucht. Wenn das System den Master-Boot-Record von keiner dieser Quellen lesen kann, wird ROM angezeigt ' Kein Boot-Gerät gefunden ' und stoppte das System. Wenn der Master-Boot-Record von einem bestimmten bootfähigen Laufwerk gefunden wird, wird der Betriebssystem-Loader, auch Bootstrap-Loader genannt, aus dem Boot-Sektor dieses bootfähigen Laufwerks in den Speicher geladen. Ein Bootstrap-Loader ist ein spezielles Programm, das im Bootsektor eines bootfähigen Laufwerks vorhanden ist.

Schritt 4: Der Bootstrap-Loader lädt zuerst die IO.SYS Datei. Danach, MSDOS.SYS Es wird eine Datei geladen, bei der es sich um die Kerndatei des DOS-Betriebssystems handelt.

Schritt 5: Danach, MSDOS.SYS Datei sucht nach Command Interpreter in CONFIG.SYS Datei, und wenn sie gefunden wird, wird sie in den Speicher geladen. Wenn kein Befehlsinterpreter im angegeben ist CONFIG.SYS Datei, die COMMAND.COM Die Datei wird als Standard-Befehlsinterpreter des DOS-Betriebssystems geladen.

Schritt 6: Die letzte Datei, die geladen und ausgeführt werden soll, ist die AUTOEXEC.BAT Datei, die eine Folge von DOS-Befehlen enthält. Danach wird die Eingabeaufforderung angezeigt. Wir können den Laufwerksbuchstaben des bootfähigen Laufwerks auf dem Computersystem sehen, was darauf hinweist, dass das Betriebssystem von diesem Laufwerk erfolgreich auf dem System installiert wurde.

Was ist Dual-Booting?

Wenn zwei Betriebssysteme auf dem Computersystem installiert sind, spricht man von Dual-Booting. Auf einem solchen System können mehrere Betriebssysteme installiert sein. Um jedoch zu wissen, welches Betriebssystem gebootet werden soll, kann ein Bootloader, der mehrere Dateisysteme und mehrere Betriebssysteme versteht, den Bootraum belegen.

Booten im Betriebssystem

Nach dem Laden kann eines der auf der Festplatte verfügbaren Betriebssysteme gestartet werden. Die Festplatte kann mehrere Partitionen haben, von denen jede einen anderen Betriebssystemtyp enthält. Wenn ein Computersystem eingeschaltet wird, zeigt ein Boot-Manager-Programm ein Menü an, in dem der Benutzer das zu verwendende Betriebssystem auswählen kann.