Знакомство с процедурой загрузки системы, сообщениями и информацией при загрузке.

Процесс загрузки системы можно разделить на несколько этапов:

1) подготовки к загрузке - самотестирование при включении;

2) первая ступень загрузки L1(программа в ПЗУ);

3) вторая ступень загрузки L2 (Master Boot Record);

4) третья ступень загрузки L3 (Boot Record);

5) продолжение и завершение загрузки системы.

Первых две ступени загрузки(L1 и L2) не зависят от операционной системы. Третья (L3) инициирует процесс загрузки конкретной системы, который далее продолжается и развивается. Здесь часто используется принцип паровоза: вначале загружается некоторая минимальная система, которая вытягивает все остальное. Происходит так называемая самозагрузка системы. Нечто подобное реализуется с помощью файла NTLDR в WindowsXP.

1.1 Обычная загрузка системы и завершение работы:

Этап 1. Подготовка к загрузке.

После включения источник питания выполняет самотестирование и, если все нормально, выдает на материнскую плату сигнал готовности PowerGood. Специальный триггер на материнской плате формирует сигнал сброса (RESET) на соответствующем входе микропроцессора. Этот сигнал устанавливает сегментные регистры и указатель команд в следующие состояния: CS = FFFFh; IP = 0; DS = SS = ES = 0, сбрасывает все биты управляющих регистров и обнуляет регистры арифметическо-логического устройства. С момента снятия сигнала RESET микропроцессор начинает работу в реальном режиме и в течение примерно 7 циклов синхронизации приступает к выполнению инструкции, считываемой из ROM BIOS по адресу FFFF:0000. Размер области ROM BIOS от этого адреса до конца равен 16 байт, и в ней по указанному адресу записана команда перехода на реально исполняемый код BIOS – программу начального самотестирования POST (Power-On Self Test). В этот момент процессор не может выполнять никакую другую последовательность команд, поскольку нигде в любой из областей памяти, кроме BIOS, её просто не существует.

При выполнении программы POST тестируются процессор, память, системные средства ввода/вывода, а также производится конфигурирование программно-управляемых аппаратных средств материнской платы. Часть конфигурирования выполняется однозначно, другая часть может определяться положением джамперов (перемычек или переключателей) системной платы. Ряд параметров хранится в энергонезависимой памяти, питаемой от миниатюрной батарейки, размещённой на материнской плате. Эти параметры могут устанавливаться пользователем с помощью программы BIOS Setup. Утилита BIOS Setup имеет интерфейс в виде меню или отдельных окон. Для входа в Setup во время выполнения POST появляется предложение нажать клавишу DEL. В других типах BIOS для этого может использоваться сочетание клавиш Ctrl+Alt+Esc, Ctrl+Esc, клавиша Esc, бывают и другие варианты (например, нажать клавишу F12 в те секунды, когда в правом верхнем углу экрана виден прямоугольник). В последнее время появились версии BIOS, в которых вход в Setup осуществляется нажатием клавиши F2, однако чаще клавиши F1 или F2 используются для вызова меню Setup, если POST обнаружит ошибку оборудования, которая может быть устранена сменой начальных установок. Сохраненные установки начинают действовать с момента следующего выполнения POST.

Если BIOS поддерживает технологию Plug&Play, определяется состав устройств и осуществляется их настройка.

Результаты тестирования отображаются на экране дисплея (если это устройство исправно).

На последнем этапе выполнения POST подводится итог тестирования – успешная инициализация аппаратных средств компьютера сопровождается одиночным звуковым сигналом, после чего осуществляется переход ко второму этапу - передача управления загрузчику первой ступени (L1), который также находится в ПЗУ.

Этап 2. Первая ступень загрузки.

В задачу загрузчика первой ступени(L1) входит определение загрузочного устройства, нахождение Главной загрузочной записи (Master Boot Record - MBR), загрузка MBR в память и передачу ей управления для дальнейшей загрузки системы. Если загрузочным устройством является жесткий диск (назначен в параметрах BIOS для загрузки), то Главная загрузочная запись находится в первом секторе диска. Это и есть программа второй ступени загрузки – L3.