啟動流程
此處我們以安裝了UOS作業系統、使用MBR格式分割槽的計算機為例,簡單介紹一下標準啟動流程,其主要分為以下幾個步驟:
1) 啟動BIOS
計算機通電並開啟電源後,第一件事便是讀取BIOS。
BIOS是一組固化到計算機內主機板上只讀儲存器中的程式, 它儲存著計算機最重要的基本輸入輸出的程式、開機後自檢程式和系統自啟動程式。
2) 開機自檢
BIOS啟動後,會檢查計算機的顯示卡、cpu、記憶體、主機板等硬體裝置的執行狀況。若能滿足執行條件則繼續執行下一步。
3) 啟動引導裝置
BIOS會將控制權交給可以讓系統啟動的引導裝置,一般是硬碟。 如果無法找到則計算機啟動失敗,如果找到了則會由啟動裝置引導執行下一步執行工作。
4) 主引導分割槽記錄
BIOS判斷是否將控制權交給預設順序的裝置,其實是讓計算機去讀該硬碟或隨身碟的第一個扇區,即最前面的512位元組, 若是可引導裝置,則該區域存放的資訊為“主引導分割槽記錄”。若不是則按預設順序識別下一個裝置。
5) 硬碟分割槽
出於使用習慣,大多數人都會將硬碟進行分割槽,將系統檔案與工作檔案分開存放。 而主引導分割槽記錄就是將作業系統在硬碟上的位置告訴計算機,以此指向正確的分割槽。
但是有些使用者會將自己的計算機制作為多系統,因此有了啟動管理器工具,讓使用者自行選擇啟動哪個作業系統。 UOS所使用的啟動管理器工具為grub。
6) 核心載入
由作業系統繼續執行控制權,首先進入/boot並載入系統核心。 載入完成後執行/sbin/init,它會根據配置檔案產生init程序,並載入系統的視窗程式、網路程式等模組,直到整個介面成型並展現在使用者面前。
至此,整個啟動流程完成。而在上述啟動流程中,涉及的多項內容,如果能夠理解這些內容則可以更加熟悉計算機啟動過程中的一些細節。因此接下來我們繼續瞭解一下其中一部分知識點。
BIOS啟動順序
熟悉電腦安裝系統的使用者應該很容易瞭解這一步。例如,當我們想要使用隨身碟重灌系統時, 我們會在開機後、進入系統前,按下指定按鍵進入BIOS介面,並設定啟動順序,將製作好的啟動盤順序提前, 則BIOS會將控制權交給隨身碟。而正常的啟動順序則是直接讀取電腦硬碟。
主引導分割槽記錄內容
主引導分割槽記錄只有512位元組,自然不可能完全包攬開機啟動的任務。它的作用是將作業系統在該硬碟的位置告訴計算機。
主引導分割槽記錄由三部分組成,分別是:
1~446位元組: 啟動程式碼。
447~510位元組:分割槽表。
511~512位元組:主引導分割槽記錄簽名。
其中,主引導分割槽記錄簽名是BIOS判斷是否將控制權交給該裝置的標識, 啟動程式碼負責引導將開機的控制權交由作業系統所在的硬碟位置,相當於一個傳聲筒。
而分割槽表則用於儲存硬碟各個分割槽的基本資訊。分割槽表共四項,每項16個位元組, 這也是為什麼主分割槽與擴充套件分割槽總數不能超過4個。每項的資訊如下:
位元組1:
活動分割槽標識。四個主分割槽只能有一個有此標識,表示該分割槽負責接過控制權啟動系統。 在硬碟管理章節使用的fdisk命令的示例中,可見到在boot一欄下,有*標記的分割槽即為活動分割槽。
位元組2~4:
該主分割槽第一個物理扇區在硬碟上的位置,即柱面號、磁頭號和扇區號。
位元組5:
主分割槽型別。
位元組6~8:
該主分割槽最後一個物理扇區在硬碟上的位置。
位元組9~12:
該主分割槽第一個邏輯扇區的編號。
位元組13~16:
分割槽佔有的總扇區數。共4個位元組(byte),即32位元(bit), 以二進位制形式所能表達的數字範圍為0至2^32-1。因此一個分割槽容量最大為。
這也是以MBR格式能管理的最大硬碟空間,硬碟本身超過此空間的部分無法讀取到,個人計算機普遍使用這種分割槽方式。 而硬碟技術高速發展,容量也在提升。大型公司經常需要在伺服器中使用多個幾十TB的硬碟,這種情況下,則一般採用GPT分割槽技術。
啟動流程
此處我們以安裝了UOS作業系統、使用MBR格式分割槽的計算機為例,簡單介紹一下標準啟動流程,其主要分為以下幾個步驟:
1) 啟動BIOS
計算機通電並開啟電源後,第一件事便是讀取BIOS。
BIOS是一組固化到計算機內主機板上只讀儲存器中的程式, 它儲存著計算機最重要的基本輸入輸出的程式、開機後自檢程式和系統自啟動程式。
2) 開機自檢
BIOS啟動後,會檢查計算機的顯示卡、cpu、記憶體、主機板等硬體裝置的執行狀況。若能滿足執行條件則繼續執行下一步。
3) 啟動引導裝置
BIOS會將控制權交給可以讓系統啟動的引導裝置,一般是硬碟。 如果無法找到則計算機啟動失敗,如果找到了則會由啟動裝置引導執行下一步執行工作。
4) 主引導分割槽記錄
BIOS判斷是否將控制權交給預設順序的裝置,其實是讓計算機去讀該硬碟或隨身碟的第一個扇區,即最前面的512位元組, 若是可引導裝置,則該區域存放的資訊為“主引導分割槽記錄”。若不是則按預設順序識別下一個裝置。
5) 硬碟分割槽
出於使用習慣,大多數人都會將硬碟進行分割槽,將系統檔案與工作檔案分開存放。 而主引導分割槽記錄就是將作業系統在硬碟上的位置告訴計算機,以此指向正確的分割槽。
但是有些使用者會將自己的計算機制作為多系統,因此有了啟動管理器工具,讓使用者自行選擇啟動哪個作業系統。 UOS所使用的啟動管理器工具為grub。
6) 核心載入
由作業系統繼續執行控制權,首先進入/boot並載入系統核心。 載入完成後執行/sbin/init,它會根據配置檔案產生init程序,並載入系統的視窗程式、網路程式等模組,直到整個介面成型並展現在使用者面前。
至此,整個啟動流程完成。而在上述啟動流程中,涉及的多項內容,如果能夠理解這些內容則可以更加熟悉計算機啟動過程中的一些細節。因此接下來我們繼續瞭解一下其中一部分知識點。
BIOS啟動順序
熟悉電腦安裝系統的使用者應該很容易瞭解這一步。例如,當我們想要使用隨身碟重灌系統時, 我們會在開機後、進入系統前,按下指定按鍵進入BIOS介面,並設定啟動順序,將製作好的啟動盤順序提前, 則BIOS會將控制權交給隨身碟。而正常的啟動順序則是直接讀取電腦硬碟。
主引導分割槽記錄內容
主引導分割槽記錄只有512位元組,自然不可能完全包攬開機啟動的任務。它的作用是將作業系統在該硬碟的位置告訴計算機。
主引導分割槽記錄由三部分組成,分別是:
1~446位元組: 啟動程式碼。
447~510位元組:分割槽表。
511~512位元組:主引導分割槽記錄簽名。
其中,主引導分割槽記錄簽名是BIOS判斷是否將控制權交給該裝置的標識, 啟動程式碼負責引導將開機的控制權交由作業系統所在的硬碟位置,相當於一個傳聲筒。
而分割槽表則用於儲存硬碟各個分割槽的基本資訊。分割槽表共四項,每項16個位元組, 這也是為什麼主分割槽與擴充套件分割槽總數不能超過4個。每項的資訊如下:
位元組1:
活動分割槽標識。四個主分割槽只能有一個有此標識,表示該分割槽負責接過控制權啟動系統。 在硬碟管理章節使用的fdisk命令的示例中,可見到在boot一欄下,有*標記的分割槽即為活動分割槽。
位元組2~4:
該主分割槽第一個物理扇區在硬碟上的位置,即柱面號、磁頭號和扇區號。
位元組5:
主分割槽型別。
位元組6~8:
該主分割槽最後一個物理扇區在硬碟上的位置。
位元組9~12:
該主分割槽第一個邏輯扇區的編號。
位元組13~16:
分割槽佔有的總扇區數。共4個位元組(byte),即32位元(bit), 以二進位制形式所能表達的數字範圍為0至2^32-1。因此一個分割槽容量最大為。
這也是以MBR格式能管理的最大硬碟空間,硬碟本身超過此空間的部分無法讀取到,個人計算機普遍使用這種分割槽方式。 而硬碟技術高速發展,容量也在提升。大型公司經常需要在伺服器中使用多個幾十TB的硬碟,這種情況下,則一般採用GPT分割槽技術。