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操作系统引导

2025/2/22 2:20:42 来源:https://blog.csdn.net/2302_79330072/article/details/145734331  浏览:    关键词:操作系统引导

正常版:

操作系统引导:
①CPU从一个特定主存地址开始,取指令,执行OM中的引导程序(先进行硬件自检,再开机)
②将磁盘的第一块一一主引导记录读入内存,执行磁盘引导程序,扫描分区表
③从活动分区(又称主分区,即安装了操作系统的分区)读入分区引导记录,执行其中的程序
④从根目录下找到完整的操作系统初始化程序(即启动管理器)并执行,完成“开机”的一系列动作

简单版:

用日常比喻解释电脑开机过程:

电脑开机就像你早上起床准备上班:

  1. 睁眼检查身体(硬件自检) 电脑通电后,CPU像大脑一样先快速检查各个零件(内存、硬盘等)是否正常,就像你起床先伸个懒腰确认身体状态。

  2. 找衣服的说明书(读取主引导记录) 然后去书桌第一层抽屉拿出《穿衣指南》(读取硬盘第一个扇区的主引导记录),这本指南会告诉你有几套衣服可选(分区表显示有几个硬盘分区)。

  3. 选择今天要穿的正装(定位活动分区) 根据指南提示找到标注★的正式西装存放区(活动分区),从这个区域拿出更详细的《西装穿着手册》(分区引导记录)。

  4. 按照手册完成穿搭(加载操作系统) 根据手册指引,从衣柜最显眼的位置找到全套西装(操作系统核心文件),最后完成打领带、穿皮鞋等步骤(系统初始化),整个过程结束就可以出门工作(进入桌面)了。

整个过程层层递进,每个步骤都是下一个步骤的"地图",任何一个环节找不到手册就会导致"光着身子出不了门"(系统无法启动)。

严谨版:

操作系统引导流程的技术解析:

  1. 硬件初始化阶段(POST) CPU从固化在主板ROM的BIOS/UEFI固件指定地址(FFFFFFF0H)启动,执行加电自检程序(Power-On Self-Test)。检测内存、存储设备、外设等关键硬件状态,完成硬件初始化后移交控制权给引导加载程序。

  2. 主引导记录加载(MBR阶段) BIOS将存储设备首个扇区(512字节)的主引导记录(Master Boot Record)加载至内存0x7C00地址。MBR包含:

  • 引导代码(446字节):初步引导程序
  • 分区表(64字节):记录4个主分区信息
  • 魔数(0x55AA):校验标识
  1. 活动分区引导(VBR阶段) 解析分区表定位活动分区(Active Partition),加载该分区首个扇区的卷引导记录(Volume Boot Record)。VBR包含:
  • 磁盘参数块(BPB)
  • 第二阶段引导程序
  • 文件系统元数据
  1. 启动管理器执行(Boot Manager) 通过文件系统定位启动加载器(如GRUB/NTLDR/bootmgr),该程序: ① 加载操作系统内核至内存 ② 解析启动配置文件(grub.cfg/boot.ini/BCD) ③ 初始化内核数据结构 ④ 切换至保护模式/长模式 ⑤ 移交控制权给内核入口函数(如Linux的start_kernel())

  2. 内核初始化阶段 内核执行体系结构初始化(CPU状态、内存映射)、设备驱动加载、根文件系统挂载,最终启动init进程(PID 1)或systemd,完成用户空间初始化。

拓展:

完整的操作系统初始化程序(即启动管理器)可在根目录下找到

windows操作系统完整的开机初始化程序在“根目录/Windows/Boot”下

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