Процесс загрузки в операционной системе. Вопросы для собеседования по операционной системе

По сути, загрузка – это процесс включения компьютера. При первом включении память центрального процессора пуста. После загрузки операционной системы в основную память и включения компьютера он готов принимать команды пользователя. Знайте различные методы загрузки. Процесс загрузки – это фундаментальный аспект операционных систем, который инициирует последовательность запуска и подготавливает компьютерную систему к взаимодействию с пользователем. Когда мы включаем наши компьютеры или перезагружаем их, за кулисами происходит ряд событий, которые в конечном итоге приводят к загрузке операционной системы и запуску приложений.

Что происходит в процессе загрузки?

Операционная система компьютера запускается в процессе загрузки, когда он включен. Начальный набор задач, которые компьютер выполняет при включении, известен как последовательность загрузки. На каждом компьютере есть процесс загрузки.

Давайте обсудим загрузчик, загрузочное устройство и последовательность загрузки один за другим.

1. Загрузчик: Только код, хранящийся в памяти системы, может выполняться компьютерами, работающими от центрального процессора. Энергонезависимая память используется для хранения кода и данных современных операционных систем и прикладных программ. При первом включении компьютер должен изначально полагаться только на код и данные, хранящиеся в энергонезависимых частях системной памяти. Аппаратное обеспечение компьютера не в состоянии выполнять многочисленные сложные системные задачи, поскольку операционная система фактически не установлена во время загрузки.

Загрузчик, иногда известный как загрузчик начальной загрузки, – это программа, которая инициирует серию событий, которые приводят к загрузке всей операционной системы. Единственной функцией загрузчика является загрузка дополнительных программ для запуска операционной системы.

2. Загрузочные устройства: Устройство, с которого загружается операционная система, известно как загрузочное устройство. Базовая система ввода-вывода (BIOS) современного ПК поддерживает загрузку из различных источников. Они состоят из USB-устройства, сетевой интерфейсной карты, локального жесткого диска, оптического привода, дисковода гибких дисков и сетевой карты. Порядок загрузки может быть настроен пользователем в BIOS. Когда порядок загрузки следующий:

• Привод компакт-дисков
• Жесткий диск
• Сеть

BIOS сначала попытается загрузиться с привода компакт-дисков; если это не удастся, затем он попытается загрузиться с жесткого диска; если это не удастся, затем он попытается загрузиться по сети; и если все эти попытки завершатся неудачей, он вообще не будет пытаться загружаться.

3. Последовательность загрузки: Каждый персональный компьютер использует один и тот же базовый процесс загрузки. Центральный процессор сначала выполняет команду памяти для BIOS. Программа запуска BIOS передается с помощью инструкции перехода в этой инструкции. Эта программа выполняет самотестирование при включении питания (POST), чтобы убедиться, что оборудование, которое будет использоваться компьютером, находится в хорошем рабочем состоянии. При обнаружении загрузочного устройства BIOS продолжает запрограммированную последовательность загрузки. Когда BIOS обнаруживает загрузочное устройство, он загружает загрузочный сектор и переключает управление на него. Это будет основная загрузочная запись (MBR), если загрузочным устройством является жесткий диск.

Таблица разделов проверяется кодом MBR для активных разделов. Если таковой обнаружен, загрузочный сектор для этого раздела загружается и запускается кодом MBR. Однако в большинстве операционных систем основной задачей загрузочного сектора является загрузка и выполнение ядра операционной системы, которое продолжает запуск. Загрузочный сектор часто зависит от операционной системы. Допустим, активного раздела нет или загрузочный сектор активного раздела поврежден. Затем MBR может запустить дополнительный загрузчик, который выберет раздел и загрузит его загрузочный сектор, который обычно загружает сопутствующее ядро операционной системы.

Типы загрузки

Холодная загрузка: Холодная загрузка относится к процессу запуска компьютерной системы из выключенного или полностью выключенного состояния. При нажатии кнопки питания система выполняет ряд шагов по инициализации всех аппаратных компонентов, загрузке операционной системы и подготовке системы к взаимодействию с пользователем. Во время холодной загрузки система проходит полную последовательность включения питания, включая самотестирование (POST-Power–On Self-Test), выполняемое оборудованием, обнаружение периферийных устройств и настройку системных ресурсов. Затем операционная система загружается в память, и пользователь может начать пользоваться компьютером.

Теплая загрузка: Теплая загрузка, также известная как мягкая перезагрузка или рестарт, представляет собой процесс перезагрузки компьютерной системы без полного отключения питания. Он включает перезапуск системы, когда она уже включена и работает. Во время теплой загрузки система пропускает некоторые шаги инициализации оборудования, выполняемые во время холодной загрузки. Вместо этого он напрямую сбрасывает процессор и перезагружает операционную систему, сохраняя текущее состояние системы и конфигурацию. Предварительная загрузка часто выполняется, когда возникает необходимость перезапуска системы из-за обновлений программного обеспечения, проблем со стабильностью системы или изменений системных настроек.

Этапы процесса загрузки в операционной системе

Вот шесть шагов, которые выполняет операционная система на протяжении всего процесса загрузки.

• Включение питания и инициализация системы:

• При нажатии кнопки питания или сбросе системы запускается прошивка компьютера (BIOS или UEFI). Программа выполняет самотестирование при включении питания (POST) для проверки аппаратных компонентов, включая память, устройства хранения данных и периферийные устройства. Затем она инициализирует систему и идентифицирует загрузочные устройства.

• Выполнение загрузчика:

• После того, как прошивка завершает начальные проверки системы, она выполняет поиск загрузочного устройства, содержащего загрузчик. Загрузчик – это небольшая программа, отвечающая за загрузку операционной системы в память. Встроенное ПО передает управление загрузчику, который обычно хранится в Главной загрузочной записи (MBR) или системном разделе EFI (ESP).

• Загрузка ядра операционной системы:

• Загрузчик находит и загружает ядро операционной системы в память. Ядро – это ядро операционной системы, которое управляет оборудованием, памятью и другими важными функциями. Загрузчик передает управление ядру, и операционная система начинает свою инициализацию.

• Инициализация системы:

• Ядро инициализирует необходимые системные компоненты, такие как драйверы, управление памятью, файловые системы и сетевые интерфейсы. Оно настраивает среду, необходимую для корректного функционирования операционной системы. Загружаются файлы конфигурации и системные службы, и система переходит из базового состояния в полностью функциональное.

• Инициализация пользовательского режима:

• Как только ядро завершает свою инициализацию, оно запускает инициализацию пользовательского режима. Загружаются пользовательские настройки, приглашения для входа в систему и пользовательские приложения / службы. Пользователю предоставляется графический пользовательский интерфейс (GUI) или интерфейс командной строки (CLI), позволяющий взаимодействовать с операционной системой.

• Работа системы:

• После завершения процесса загрузки операционная система готова к использованию. Теперь пользователь может запускать приложения, получать доступ к файлам, просматривать Интернет и выполнять различные задачи. Операционная система управляет системными ресурсами, облегчает многозадачность и предоставляет интерфейс для взаимодействия с пользователем.

Двойная загрузка операционной системы

Двойная загрузка – это процесс установки и запуска двух разных операционных систем на одном компьютере. Это позволяет пользователям выбирать между установленными операционными системами при запуске своего компьютера. Двойная загрузка обычно используется, когда отдельным лицам или организациям необходимо работать с несколькими операционными системами для различных целей.

Как загружается система?

При нажатии кнопки питания включается и инициализируется вся система. После инициализации центральный процессор должен выполнить инструкции. Из ПЗУ загружается небольшой набор инструкций, называемый BIOS. BIOS находит загрузочную последовательность из CMOS после завершения самодиагностики при включении питания (POST).

1. На основе последовательности загрузки он находит первое загрузочное устройство.
2. Он загружает инструкции из главной загрузочной записи первого загрузочного устройства, которая расположена в логическом секторе 0.
3. Этот набор инструкций содержит информацию о загрузчике, который может загружать операционную систему.
4. Эта информация о загрузчике относится к определенным операционным системам; например, GRUB (GRand Unified Bootloader) является загрузчиком для Linux.
5. Позже загрузчик загружает операционную систему в память.
6. Наконец, управление передается операционной системе, и все важные системные файлы и драйверы загружаются в память.

Зачем нам нужна загрузка?

Вот несколько причин, по которым нам нужен процесс загрузки в операционной системе.

• Загрузка останавливает утечки памяти в системе.
• Он выполняет поиск обновлений и устанавливает их.
• Этот процесс очищает оперативную память.
• Внесите незначительные исправления в ошибки программы.

Заключение

Процесс загрузки – это критический аспект операционных систем, который инициирует последовательность запуска и подготавливает компьютерные системы к использованию. С момента нажатия кнопки питания до момента загрузки операционной системы в память выполняется ряд шагов, включая аппаратную инициализацию, выполнение загрузчика, загрузку ядра, инициализацию системы и инициализацию пользовательского режима. Понимание процесса загрузки дает ценную информацию о том, как наши компьютерные системы оживают и становятся функциональной средой для выполнения задач.

Часто задаваемые вопросы, связанные с процессом загрузки в операционной системе:

Вопрос 1: Какова цель процесса загрузки?

Процесс загрузки инициализирует аппаратные компоненты, загружает операционную систему и подготавливает компьютерную систему к взаимодействию с пользователем. Он устанавливает функциональную среду, в которой пользователи могут запускать приложения, получать доступ к файлам и выполнять задачи.

Вопрос 2: В чем разница между холодной и теплой загрузкой?

Холодная загрузка относится к запуску компьютерной системы из выключенного состояния, в то время как теплая загрузка – это процесс перезапуска системы без полного отключения питания. Холодная загрузка включает в себя полную последовательность включения питания, в то время как при теплой загрузке пропускаются определенные этапы аппаратной инициализации.

Вопрос 3: Могу ли я установить несколько операционных систем на один компьютер?

Да, вы можете установить несколько операционных систем на один компьютер с помощью двойной загрузки. Это позволяет вам выбирать между различными операционными системами в процессе загрузки.

Вопрос 4: Какова роль загрузчика в процессе загрузки?

Загрузчик отвечает за загрузку операционной системы в память. Это небольшая программа, которая находится в Главной загрузочной записи (MBR) или системном разделе EFI (ESP) и передает управление ядру операционной системы.

Вопрос 5: Почему важно понимать процесс загрузки?

Понимание процесса загрузки помогает пользователям устранять неполадки, устанавливать обновления программного обеспечения, оптимизировать производительность системы и принимать обоснованные решения относительно конфигурации системы и параметров запуска.

Вопрос 6: Могу ли я изменить операционную систему по умолчанию при настройке двойной загрузки?

Да, вы можете настроить загрузчик так, чтобы установить операционную систему по умолчанию для загрузки. Это позволяет вам установить приоритет операционной системы, которая запускается по умолчанию при включении компьютера.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Загрузка...