Windows操作系统引导过程

Windows作为最流行的个人计算机操作系统，成为了我们学习、工作和生活的一部分。从计算机通电到Windows启动完成，这具体是怎样的过程？跟着小编一起去探索吧。

Windows引导过程

Windows作为最流行的个人计算机操作系统，成为了我们学习、工作和生活的一部分。平时使用计算机，我们都得先按下电源键然后等待Windows启动，初始化，进入欢迎页面，启动完成。会不会觉得整个过程比较神奇，想一探究竟？其实整个启动过程经历了多个阶段，接下来小编将一一讲述每一个阶段，揭开它们神秘的面纱。

通电后CPU首先执行的是主板引导程序，主板引导程序可分为BIOS和UEFI。BIOS是最早的方案，搭配MBR分区使用，BIOS逐渐被UEFI代替，UEFI一般搭配GPT分区使用，所以引导过程会有两种情况：

1.BIOS + MBR

2.UEFI + GPT

这两种情况都会分别介绍。

UEFI

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）以灵活扩展、引导更省时等特性，成为了BIOS的替代方案，新推出的主板和操作系统基本上默认使用UEFI引导，小编Win10系统采用的就是UEFI引导。

如何查看自己的计算机是什么方式引导的？

在“此电脑”上右键选择“管理”，弹出“计算机管理”选择“磁盘管理”，如果能找到一个“EFI系统分区”，那么就是UEFI引导方式了。

UEFI一般搭配GPT分区技术使用，虽然也可以搭配MBR，但是由于MBR磁盘容量最大只能是2TB，在磁盘容量越来越大的今天略显不足，所以默认都是使用GPT分区技术。GPT可以做到：

1.支持容量超过2TB的磁盘；

2.使用16字节的GUID标识分区类型，不容易冲突；

3.理论上分区数目不限制（受限于Windows只能最多识别128个分区）；

4.分区容量几乎没有限制，因为使用64位整数，64位整数最大值为2^64 - 1，数值非常大；

5.提供CRC检验，检测数据损坏；

6.备份分区表，提高可靠性。

引导流程

1.按下电源键，电源向主板以及其它设备供电，刚开始电压不稳，主板会持续发送RESET信号给CPU，CPU执行初始化。当电压稳定后，主板停止发送RESET信号，CPU开始执行指令；

2.CPU读取UEFI指令，执行UEFI初始化，执行其它设备的初始化；

3.查找EFI分区，EFI分区不需要一定是第一个分区；

4.加载\EFI\Boot\bootx64.efi，在安装Windows时实际上会使用\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi的内容替换到\EFI\Boot\bootx64.efi，所以\EFI\Boot\bootx64.efi其实就是\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi；

5.bootmgfw.efi会读取BCD文件，BCD是一个数据库文件，如果包含多个系统，信息会包含在BCD中，通过显示一个系统列表供用户选择；

6.BCD中包含每个系统的引导文件的路径，Windows的是\Windows\System32\winload.efi，加载到内存中并执行；

7.winload.efi读取\Windows\bootstat.dat文件，有需要则显示引导菜单，比如安全引导等等；接着加载内核程序Ntoskrnl.exe，相关辅助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll，把CPU执行权交给内核程序；

8.内核程序执行系统初始化。

通过上面的流程可知道，引导相关的文件都存放在EFI系统分区中，下图是小编win10的EFI系统分区的一些文件：

BIOS

BIOS（Basic Input Output System）是最早的引导方案并使用了相当长的一段时间，所以在Win8、Win7、WinXP以及更早的版本都能找到BIOS的引导存在。BIOS只支持MBR分区技术，所以GPT并不适合BIOS。

引导流程

1.上电并稳定后，CPU执行地址0xFFFF0h处指令，此处为BIOS程序；

2.BIOS进行硬件自检，没有问题后加载硬盘的第一个扇区到内存0x7c00h处，第一个扇区为MBR（Master
Boot Record），MBR包含执行程序和分区表；

3.CPU开始执行MBR程序，查找第一个活动分区，把活动分区的第一个扇区加载到内存中，活动分区第一个扇区为PBR（Partition Boot Record）；

4.CPU开始执行PBR，第一个指令就是跳过BPB（BIOS Parameter Block）到可执行代码处；BPB包含比较多参数，有族的大小、MFT记录大小、MFT位置等，用于读取NTFS文件；

5.PBR读取VBR（Volume BootRecord，占用分区开始的16扇区）剩余的15扇区到内存中；接着CPU跳转到0x07C0:027A处，执行BOOTMGR代码（第二个扇区中）；

6.开始寻找bootmgr.exe，找不到则寻找ntldr.exe（win vista之前的系统）；

7.CPU加载并跳转到bootmgr.exe处执行，读取BCD文件，如果含有多个系统，则列举显示供用户选择；

8.选择的是Windows则读取winload.exe文件到内存中，CPU跳转到winload.exe处执行，读取文件\windows\bootstat.dat，，有需要则显示引导菜单，比如安全引导等等；接着加载内核程序Ntoskrnl.exe，相关辅助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll，把CPU执行权交给内核程序；

9.内核程序执行系统初始化。

可见BIOS引导更多的是通过MBR去引导系统，UEFI则主导整个引导过程。

结束语

在启动计算机的过程中，难免会遇到各种各样的问题，比如蓝屏、黑屏等等，掌握了其启动的流程，将有利于我们对各类故障进行排查和修复。

Windows操作系统引导过程相关推荐

windows 7 引导过程概述
windows 7 引导过程概述原文地址:http://blog.csdn.net/richion/article/details/4414189 Window 7 的核心版本号是 NT6.1 ,和 ...
Windows NT引导过程源代码分析
Windows 引导过程 Windows 内核中的各个组件和各种机制在起作用以前,必须首先被初始化.此初始化工作是在系统引导时完成的.当用户打开计算机的电源开关时,计算机便开始运行,但操作系统并不立即 ...
Windows系统启动引导过程
Windows系统引导过程以及多系统引导原理- 系统启动的两种引导方式计算机系统引导方式主要有两种:一种是传统的BIOS模式,另一种是新型UEFI(全称统一的可扩展固件接口)模式.UEFI启动也可以 ...
Linux——操作系统引导过程
引导过程一.Linux操作系统引导过程 1.1 引导过程讲解 1.2 init进程(CentOS6) 1.3 Systemd进程(CentOS7) 1.4 Systemd单元 1.5 运行级别对应的 ...
windows操作系统的引导过程描述
一般情况系统的引导过程是这样的: 1.电源自检程序开始运行 2.主引导记录被装入内存,并且程序开始执行 3.活动分区的引导扇区被装入内存 4.NTLDR从引导扇区被装入并初始化 5.将处理器的实模式改 ...
linux操作系统的引导过程,深入了解linux操作系统引导过程详解
Linux操作系统的引导过程:开机自检.mbr引导.grub菜单.加载linux内核.init进程初始化. 1.开机自检,检测硬件后根据启动顺序将控制权交给本机硬盘 2.mbr引导,根据硬盘的主引导记 ...
《国产操作系统之银河麒麟》银河麒麟服务器操作系统引导过程
目录系统引导过程 01. 系统启动流程概述系统启动总流程第一阶段:BIOS初始化编辑第二阶段 GRUB2启动引导编辑第三阶段内核引导编辑第四阶段 systemd进程 02. ...
Linux操作系统引导过程
1.引导过程总览 1.开机自检服务器主机开机以后,将根据主板BIOS中的设置对CPU (Central Processing Unit, 中央处理器).内存.显卡.键盘等设备进行初步检测,检测成功后 ...
操作系统引导过程探究
操作系统引导探究 Version 0.02修改记录: 对与GDT有关的段描述符方面的描述进行了修订,更正了上一个版本中出现的一些错误,增加了一些描述,使其更完善. 与上个版本中不同的地方均用红色标记. ...

Windows操作系统引导过程

Windows操作系统引导过程相关推荐

最新文章

热门文章