Startvorgang:
Die Reihenfolge, in der ein Computer nach nichtflüchtigen Datenspeichern mit Programmcode sucht, um das Betriebssystem zu laden, wird als Boot-Sequenz (OS) bezeichnet. ROM und BIOS werden normalerweise von Windows- bzw. Macintosh-Strukturen verwendet, um den Startvorgang zu starten. Die CPU übernimmt die Kontrolle und lädt das Betriebssystem in den Systemspeicher, nachdem sie die Anweisungen gefunden hat.
Mit anderen Worten: Die Startreihenfolge ist die Reihenfolge der Speichergeräte, von denen der Computer zu starten versucht. Beispielsweise versucht der Computer zunächst, von der internen Festplatte zu booten, dann versucht er, von einem USB-Laufwerk zu booten, und dann versucht er, von allen möglicherweise verfügbaren Netzwerk-Images oder Speicher zu booten. In den meisten Situationen ist dies nur wichtig, wenn Sie zum ersten Mal ein Betriebssystem auf dem Computer installieren, da Sie vom USB-Laufwerk booten möchten, da die Festplatte leer ist, oder wenn Sie zwei Festplatten mit zwei unterschiedlichen Betriebssystemen haben und dies benötigen um auszuwählen, in welches Sie booten.
Um den Startvorgang zu starten, wird auf das BIOS eines Windows-PCs oder das System-ROM eines Macintosh zugegriffen. Grundlegende Anweisungen, die erklären, wie der Computer gestartet wird, sind im BIOS und ROM enthalten. Nach der Übertragung an die CPU des Computers starten diese Anweisungen den Vorgang, Daten in den System-RAM zu übertragen. Der Computer beginnt mit dem Laden des Betriebssystems in den Systemspeicher, sobald er eine gültige Boot-CD oder Start-CD erkennt. Sobald das Betriebssystem vollständig geladen ist, ist die Maschine betriebsbereit.
Die Boot-Sequenz auf dem Computer beginnt wie folgt. Wenn Sie den Computer einschalten, durchsucht das System zunächst die CPU, in der sich alle Boot-Treiber und andere Treiber befinden, und lädt sie vom Sekundärspeicher in den Primärspeicher. Anschließend werden alle auf dem Computer installierten Laufwerke durchsucht, auf denen das Betriebssystem installiert ist. Dann lädt es es und wenn es kein Betriebssystem findet, gibt es dem Benutzer die Fehlermeldung, dass kein Betriebssystem installiert ist oder kein bootfähiges Gerät gefunden wurde. Bitte legen Sie ein bootfähiges Gerät ein und starten Sie Ihren Computer neu. Nachdem alle Treiber und Betriebssysteme erfolgreich gefunden wurden, lädt der Computer das Betriebssystem und startet die Bootsequenz.
Abhängig von der Konfiguration des Computers kann der Startvorgang einige Sekunden bis mehrere Minuten dauern. Die Startzeit kann viel länger sein, wenn die Maschine von einer CD oder DVD startet, als wenn sie über eine Festplatte gestartet wird. Wenn Ihr Computer außerdem unerwartet herunterfährt, führt das System möglicherweise zusätzliche Prüfungen durch, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist, wodurch sich die Startzeit verzögert.
Festplatten, Diskettenlaufwerke, optische Laufwerke, Flash-Laufwerke usw. sind Beispiele für Geräte, die typischerweise als Startreihenfolge in den BIOS-Einstellungen enthalten sind. Das CMOS-Setup ermöglicht es dem Benutzer, die Startreihenfolge zu ändern.
Boot-Reihenfolge oder BIOS-Boot-Reihenfolge sind andere Namen für die Boot-Reihenfolge.
Wie hilft das Booten bei der Boot-Reihenfolge?
Booten ist der Prozess, bei dem man bei Null anfängt und mit all den Dingen endet, die laufen müssen, laufen. Es basiert auf dem Konzept, sich mit den eigenen Stiefeln hochzuziehen, und das ist angemessen, wenn nicht gar unmöglich.
Früher mussten wir das erste Programm von Hand eingeben, indem wir eine Anweisung nach der anderen auf dem Bedienfeld eintippten. Es musste klein sein, vielleicht ein Dutzend Anweisungen, denn alles, was größer war, würde eine echte Mühe sein, es einzugeben, und man würde wahrscheinlich Fehler machen.
Heutzutage befindet sich das erste Programm in einem nichtflüchtigen Chip auf der Hauptplatine. Das ist das BIOS. Es findet ein Gerät zum Booten, beispielsweise die Festplatte, und lädt die ersten 512 Bytes von diesem Gerät an eine bestimmte Stelle im Speicher. Dann springt es zum Anfang dieser Bytes.
Dieses 512-Byte-Programm ist nicht sehr groß, aber es weiß, dass es nur mit dieser Festplatte umgehen muss, was die Sache einfacher macht. Es kann das Dateisystem auf der Festplatte lesen, um eine Datei mit einem bestimmten Namen zu finden. Diese Datei ist deutlich größer und enthält ein Programm, das groß genug ist, um den Rest des Betriebssystems zu laden. Das Betriebssystem sucht in der Registrierung nach allen anderen Dingen, die ausgeführt werden müssen, und lädt sie.
In Bezug auf Computer muss ein anfängliches Startprogramm klein und allgemein sein, was bedeutet, dass es nicht sehr clever ist. Es reicht also gerade aus, ein größeres und weniger allgemeines Programm zu laden, das wiederum ein größeres Programm laden kann, und Sie machen so lange weiter, bis Ihre Arbeit abgeschlossen ist. Der Power-On Self-Test (POST), der erste Diagnosetest, wird vor der Startphase durchgeführt. Immer wenn ein Computer eingeschaltet ist. Die Startsequenz beginnt, sobald der POST abgeschlossen ist. Der Benutzer wird durch Signaltoncodes, POST-Codes oder POST-Fehlermeldungen auf dem Bildschirm über Probleme mit dem POST informiert.
Sofern nicht anders programmiert, sucht das BIOS auf Laufwerk A nach dem Betriebssystem, bevor es nach Laufwerk C sucht. Mit den BIOS-Optionen können Sie die Startreihenfolge ändern. Um das BIOS aufzurufen und die Startreihenfolge zu ändern, erfordern verschiedene BIOS-Modelle eine unterschiedliche Tastenkombination und Anweisungen auf dem Bildschirm. Im Allgemeinen wird nach dem POST versucht, das erste in der BIOS-Startsequenz angegebene Gerät zu starten. Das BIOS versucht, vom zweiten aufgelisteten Gerät zu booten, wenn das erste nicht zum Booten geeignet ist, und dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das BIOS den Bootcode von den aufgelisteten Geräten findet.
Es wird eine Fehlermeldung angezeigt und das System friert ein oder stürzt ab, wenn das Startgerät nicht gefunden werden kann. Nicht verfügbare Startgeräte, Startsektorviren oder inaktive Startpartitionen können zu Fehlern führen.
Die Startreihenfolge, auch Startoptionen oder Startreihenfolge genannt, gibt an, auf welchen Geräten ein Computer nach den Startdateien für sein Betriebssystem suchen soll. Außerdem wird die Reihenfolge beschrieben, in der Geräte überprüft werden. Die Liste kann im BIOS der Maschine geändert und neu angeordnet werden.
Schritte in der Boot-Sequenz:
Die Boot-Sequenz besteht hauptsächlich aus fünf Schritten.
Einschalten:
Jeder Startvorgang beginnt damit, dass das System mit Strom versorgt wird. Wenn ein Benutzer einen Computer einschaltet, finden eine Reihe von Aktionen statt, die dazu führen, dass das Betriebssystem die Kontrolle über den Startvorgang übernimmt und es dem Benutzer ermöglicht, mit der Arbeit zu beginnen. Der Startcode im ROM, der sich auf der Hauptplatine befindet, wird beim Einschalten des Computers vom Zentralprozessor ausgeführt.
Java-Verbindung MySQL
Selbsttest beim Einschalten:
Der POST oder Power-On-Selbsttest ist die folgende Phase im Boot-Vorgang. Dieser Test überprüft den ordnungsgemäßen Betrieb der gesamten angeschlossenen Hardware, einschließlich RAM und sekundärer Speichereinheiten. Der Startvorgang durchsucht die Startgeräteliste nach einem Gerät mit einer POST-Antwort, sobald der POST seine Arbeit mit Hilfe des BIOS abgeschlossen hat.
Suchen Sie nach einem Startgerät:
Da es die Richtlinien für die Kommunikation zwischen der CPU und anderen Geräten bereitstellt, die über das Motherboard mit dem Computer verbunden sind, ist das I/O-System für den Betrieb des Computers von entscheidender Bedeutung. Das I/O-System bietet Erweiterungen für das im ROM auf der Hauptplatine gespeicherte BIOS, das sich manchmal in der Datei „io.sys“ auf dem Startgerät befindet.
Laden Sie das Betriebssystem:
Der Bootvorgang beginnt mit dem Laden des Betriebssystems vom Bootgerät, nachdem die Funktionalität der Hardware überprüft und das Ein-/Ausgabesystem geladen wurde. Alle betriebssystemspezifischen Anweisungen werden ausgeführt, sobald das Betriebssystem in den RAM geladen wurde. Da der Computer immer auf die gleiche Weise startet, ist das eigentliche Betriebssystem nahezu bedeutungslos.
Übertragungskontrolle:
Der Bootvorgang übergibt die Kontrolle an das Betriebssystem, sobald die in diesem Bereich durchgeführten Schritte abgeschlossen sind und das Betriebssystem sicher in den RAM geladen ist. Das Betriebssystem startet dann alle Startvorgänge, die vorkonfiguriert wurden, um die Benutzerkonfiguration oder Anwendungsausführung zu definieren. Die Übertragung ist abgeschlossen und der Computer ist nun zugänglich.
Im Folgenden finden Sie die Reihenfolge, in der die Ereignisse der Startsequenz auftreten:
Welche Rolle spielt der RAM bei der Boot-Sequenz?
Die Hauptfunktion des RAM beim Booten ist die Hauptfunktion des RAM zu jedem anderen Zeitpunkt. Informationen, die die CPU schnell benötigen wird, werden im RAM gespeichert. Beim Booten handelt es sich dabei um Betriebssystemdateien (OS) von der Festplatte. RAM ist schneller als die Festplatte, was für beide Laufwerkstypen gilt (insbesondere ältere mechanische/magnetische Festplatten; weniger gilt für Solid-State-Laufwerke). Das System würde herunterfahren und abstürzen, wenn der Prozessor sich nur auf die Geschwindigkeit der Festplatte verlassen müsste, um auf alles zuzugreifen. Der Prozessor lädt dann Informationen von der Festplatte in den RAM, sodass er schnell darauf zugreifen und sie nutzen kann. Sobald sich diese Daten im RAM befinden, können sie nach einem längeren Startvorgang in beliebiger Geschwindigkeit verschoben werden.
Wenn Sie nicht über genügend RAM verfügen, um das gesamte Betriebssystem auszuführen, können weniger häufig verwendete Informationen auf der Festplatte zwischengespeichert werden, was zu einer Verlangsamung führt. Daher ist es wichtig, über genügend RAM zum Ausführen Ihres Betriebssystems und Ihrer Programme sowie über etwas mehr RAM für schnelle Berechnungen und Speichervorgänge zu verfügen.
RAM ist schnell, aber nicht dauerhaft. Wenn die Maschine heruntergefahren wird oder die Stromversorgung unterbrochen wird, gehen alle im RAM gespeicherten Daten verloren. Dafür ist die Festplatte da. Es kann Dinge dauerhaft speichern.
RAM ist schnell, aber nicht dauerhaft. Wenn die Maschine heruntergefahren wird oder die Stromversorgung unterbrochen wird, gehen alle im RAM gespeicherten Daten verloren. Dafür ist die Festplatte da. Es kann Dinge dauerhaft speichern.
1. BIOS:
Wenn das System eingeschaltet wird, ist das BIOS das erste Programm, das ausgeführt wird, um Folgendes zu tun:
- Es führt einen POST-Vorgang auf Peripheriegeräten durch.
- Es findet ein gültiges Gerät zum Starten des Systems. (CD, USB, Festplatte)
- Es lädt das Bootloader-Programm vom MBR (erster Sektor des Boot-Geräts).
MBR (Master Boot Record):
Es ist der erste Sektor des Startgeräts.
Es verfügt über einen Speicherblock von 512 Bytes, der den Bootloader (Maschinencode für Bootanweisungen namens GRUB (Bootloader)) enthält.
Und Partitionstabelle (aktiv, inaktiv).
- Sobald der Bootloader in den Speicher geladen wird, übergibt das BIOS die Kontrolle an den Bootloader.
2. BOOTLOADER:
Ein Bootloader ist ein Stück Maschinencode, der die Boot-Anweisung enthält und sich im MBR befindet.
Einige Bootloader:
Windows – NTLDR
Linux – Grub, LILO (/boot/grub/grub.conf)
Dieser Prozess besteht aus zwei Phasen:
Bühne 1:
Es prüft, ob eine aktive Partition im MBR vorhanden ist.
Wie bereits erwähnt, muss der MBR über Partitionsdetails verfügen, anhand derer ermittelt werden kann, welche Partition aktiv und welche inaktiv ist. Aktiv bedeutet hier, dass die Partition über Boot- und Betriebssystem-bezogene Inhalte verfügen und als aktiv markiert sein muss. Inaktiv bedeutet die Partition mit Benutzerdaten, nicht mit Betriebssystem-bezogenen Daten.
Seine einzige Aufgabe besteht darin, den Bootloader-Prozess der Stufe 2 in den Speicher zu laden.
Stufe 2:
In dieser Phase steht dem Benutzer der Boot-GUI-Bildschirm zur Verfügung. Sobald der Benutzer das Betriebssystem auswählt, wird in dieser Phase der entsprechende Kernel im Verzeichnis /boot/grub/grub.conf gesucht.
Jetzt lädt der Bootloader initrd-Images aus dem oben genannten Verzeichnis in den RAM. Hier ist initrd eine anfängliche Linux-RAM-Disk.
initrd:
Dabei handelt es sich um die initiale RAM-Disk mit der Dateierweiterung ext2, die die notwendigen Treiber und Module enthält.
Die Kernel-Arbeit besteht darin, das echte /root-Dateisystem zu mounten, erfordert jedoch Treiber und Module wie (SCSI, LVM, NFS), die unter /lib/modules vorhanden sind. Wenn die Root-Datei jedoch nicht gemountet ist, kann der Kernel nicht auf den oben genannten Ordner zugreifen. daher kommt die initrd ins Spiel. Es wird zum Mounten des temporären Root-Dateisystems verwendet. Somit kann der Kernel die erforderlichen Treiber von initrd übernehmen.
Sobald der Kernel und initrd beide vom Bootloader in den Speicher geladen werden, übergibt er die Kontrolle an den Kernel.
3. Kernel:
Der Kernel ist das wesentliche Zentrum eines Computerbetriebssystems, der Kern, der grundlegende Dienste bereitstellt. Für alle anderen Teile des Betriebssystems. Ein Kernel kann mit einer Shell verglichen werden, dem äußersten Teil eines Betriebssystems, der mit dem Benutzer interagiert.
Der Kernel dekomprimiert Kernel-Images aus dem Speicher in das Boot-Verzeichnis (der Benutzer kann dies als Bildschirmmeldung sehen). Wenn der Kernel geladen wird, initialisiert und konfiguriert er sofort den Computerspeicher und konfiguriert verschiedene Hardware (E/A, Speichergeräte).
Dann sucht es nach komprimierten initrd-Bildern im Speicher und der Kernel dekomprimiert sie nach /sysroot. Das Verzeichnis ist das temporäre Root-Dateisystem. Dadurch werden dem Kernel die erforderlichen Treiber und Module bereitgestellt. Am Ende wird der initrd-Speicher nach dem oben beschriebenen Vorgang freigegeben. Der Kernel mountet das gesamte/Root-Dateisystem mit schreibgeschützter Berechtigung. Und der Kernel gibt auch ungenutzten Speicher frei.
4. HITZE:
Sobald der Kernel das Verzeichnis /root einbindet, steuert er den INIT-Prozess durch den Prozess/sbin/init. Dies ist das übergeordnete Element für alle Systeme, die automatisch starten.
Zunächst wird das Skript /etc/rc.d/rc.sysinit ausgeführt, das den Umgebungspfad festlegt, den Swap startet, die Dateisysteme überprüft und alle anderen für die Systeminitialisierung erforderlichen Schritte ausführt.
Beispielsweise verwenden die meisten Systeme eine Uhr, daher liest rc.sysinit die Konfigurationsdatei /etc/sysconfig/clock, um die Hardware-Uhr zu initialisieren.
Ein weiteres Beispiel: Wenn spezielle serielle Portprozesse initialisiert werden müssen, führt rc.sysinit die Datei /etc/rc.serial aus. Die Init-Skripte untersuchen das/etc/inittab-Skript. Es besteht aus den Runleveln des Linux-Systems.
0 - Halt 1 - Single-user text mode 2 - Not used (user-definable) 3 - Full multi-user text mode 4 - Not used (user-definable) 5 - Full multi-user graphical mode (with an X-based login screen) 6 - Reboot
Die Init-Skripte legen die Quellbibliothek von /etc/rc.d/init.d/function fest. Dies wird verwendet, um zu konfigurieren, wie der Prozess gestartet, beendet und die PID bestimmt wird.
Basierend auf dem oben genannten Runlevel wird in /etc/rc.d/rc5.d/ gesucht (hier ist 5 der Runlevel). Die in diesem Ordner verfügbaren Start-, Stopp- und Hintergrundprozesse werden ausgeführt.
Die in diesem Verzeichnis vorhandenen Prozesse sind eine symbolische Referenz auf dieses Verzeichnis /etc/rc.d/init.d/.
Der im Verzeichnis /etc/rc.d/rc5.d/ angezeigte Prozess ist vom Typ K und S.
Wobei K für Kill und S für Start steht
Der Init führt während des BOOT-Vorgangs den folgenden Befehl aus.
/etc/rc.d/init.d/ stop # to kill /etc/rc.d/init.d/ start # to start
Jedem Prozess ist eine Nummer vorangestellt. Die Priorität wird einer niedrigeren Nummer gegeben. Manchmal kann ein Prozess dieselbe Nummer haben; in diesem Fall wird die alphabetische Reihenfolge eingehalten. Der Init wird den /bin/mingetty-Prozess forken, der verwendet wird, um die virtuelle Konsole basierend auf der Ausführungsebene bereitzustellen. Dadurch wird der Pfad zu den TTY-Geräten geöffnet und Eingabeaufforderungen wie Benutzername, Passwort und Anmeldedaten zum Drucken angezeigt.
Wenn die Ausführungsebene fünf ist, führt /etc/inittab das Skript namens /etc/X11/prefer aus, das die Anzeige basierend auf KDM, GNOME, XDM liefert.
5. Ausführung:
Abschließend erscheint für den Benutzer der Anmeldebildschirm.
Wie ändere ich die BIOS-Startreihenfolge?
Die Festplatte wird bei Computern normalerweise als erstes Element im Bootvorgang angezeigt. Wenn Sie von einem anderen Gerät, beispielsweise einer DVD oder einem Flash-Laufwerk, booten möchten, müssen Sie die Startreihenfolge ändern, da die Festplatte immer ein bootfähiges Gerät ist (es sei denn, auf dem Computer liegt ein schwerwiegendes Problem vor).
Stattdessen wird bei einigen Geräten das optische Laufwerk möglicherweise zuerst verwendet, gefolgt von der Festplatte. In diesem Fall müssen Sie die Startreihenfolge nicht ändern, um von der Festplatte zu starten, es sei denn, es befindet sich eine CD mit Startdateien im Laufwerk. Warten Sie, bis das BIOS das optische Laufwerk umgeht, und suchen Sie nach dem Betriebssystem, wenn keine CD vorhanden ist.
Mit dem BIOS-Setup-Tool auf Ihrem Computer können Sie die Startreihenfolge ändern. Befolgen Sie einfach die nachstehenden Anweisungen, um zu erfahren, wie:
Schritt 1: Starten Sie das BIOS-Setup-Programm auf Ihrem Computer.
Häufig müssen Sie beim Hochfahren Ihres Computers eine Taste (oder gelegentlich eine Tastenkombination) auf Ihrer Tastatur drücken, um ins BIOS zu gelangen.
Starten Sie Ihren Computer neu und achten Sie auf die Informationen, die gleich zu Beginn des Startvorgangs auf dem Bildschirm angezeigt werden, wenn Sie nicht sicher sind, um welchen Schlüssel es sich handelt. An irgendeiner Stelle wird hier häufig etwas wie „Drücken Sie eine Taste, um das Setup aufzurufen“ angezeigt.
Wenn Sie es erneut versuchen möchten, starten Sie Ihren Computer neu und drücken Sie die Setup-Taste, sobald Ihr Computer mit dem Laden von der internen CD beginnt.
Schritt 2: Greifen Sie auf das BIOS-Startreihenfolgemenü zu.
Suchen Sie nach der Option zum Ändern der Startreihenfolge, sobald Sie auf das BIOS-Setup-Programm Ihres Computers zugegriffen haben. Obwohl sich jedes BIOS-Dienstprogramm etwas von den anderen unterscheidet, kann es auf der Registerkarte „Boot“, „Boot-Optionen“, „Boot-Sequenz“ oder sogar auf der Registerkarte „Erweiterte Optionen“ gefunden werden.
Schritt 3: Ordnen Sie die Startreihenfolge neu
Sobald Sie die BIOS-Seite mit den Optionen für die Startreihenfolge gefunden haben, wird Ihnen eine Liste mit Auswahlmöglichkeiten angezeigt, die Ihr Computer laden kann.
Die folgenden Optionen sind auf Computern üblicherweise verfügbar: Festplatte, optisches Laufwerk (CD oder DVD), Wechseldatenträger (z. B. USB oder Diskette) und Netzwerk. Auch diese Optionen variieren leicht zwischen den Systemen.
Ein USB-Gerät oder Wechseldatenträger sollte in der Liste zuerst aufgeführt werden.
Schritt 4: Speichern Sie Ihre Änderungen.
Um sicherzustellen, dass Ihre Änderungen übernommen werden, speichern Sie Ihre Änderungen, bevor Sie das BIOS beenden.
Wählen Sie im Menü „Speichern und Beenden“ oder „Beenden“ (oder etwas Ähnliches) die Option „Änderungen speichern“ oder „Beenden mit gespeicherten Änderungen“.
Wenn Sie das BIOS verlassen, wird eine Bestätigungsmeldung angezeigt. Lesen Sie es unbedingt sorgfältig durch, bevor Sie auf die entsprechende Schaltfläche klicken, um die Änderungen zu übernehmen.
Sobald Sie das BIOS verlassen, wird Ihr Computer neu gestartet.