计算机系统启动过程详解

当您打开计算机电源时，它会经历一个“系统启动”过程。这是在系统后台发生的事情 - 无论您使用的是Windows PC，Mac还是Linux系统。计算机系统从打开电源到桌面，到底经历了什么？

计算机系统启动过程详解： 

1.电源启动

当您按下电源按钮时，计算机会为其组件供电 - 主板，CPU，硬盘，固态驱动器，图形处理器以及计算机中的所有其他设备。

提供电源的硬件被称为“电源”。在典型的台式电脑中，它看起来像一个盒子在盒子的角落（上图中的黄色），它是你连接AC的地方电源线。

2.CPU加载UEFI或BIOS

现在它有电，CPU初始化并寻找一个小程序，通常存储在主板上的芯片中。

在过去，PC装载了一些称为BIOS（基本输入/输出系统）的东西。在现代PC上，CPU会加载 UEFI（统一可扩展固件接口） 固件。这是旧式BIOS的现代替代品。但是，为了让它更加混乱，一些PC制造商仍然称他们的UEFI软件为“BIOS”。

>>>什么是BIOS?

>>>什么是UEFI，它与BIOS的不同之处是什么？

3.UEFI或BIOS引导并初始化硬件

BIOS或UEFI固件从主板上的特殊位置加载配置设置 - 传统上，这是由CMOS电池支持的内存。如果更改BIOS或UEFI设置屏幕中的某些低级别设置，则会存储自定义设置。

CPU运行UEFI或BIOS，用于测试和初始化系统的硬件 - 包括CPU本身。例如，如果您的计算机没有任何RAM，它将发出蜂鸣声并显示错误，停止启动过程。这称为POST（开机自检）过程。

>>>系统POST开机自检，你的硬件准备好了吗？

>>>AwardBIOS报警声代码故障排除

在此过程中，您可能会看到PC制造商的徽标出现在屏幕上，您可以通过按此按钮从此处访问BIOS或UEFI设置屏幕。但是，许多现代PC飞行过程如此之快，以至于他们不打扰显示徽标并需要从Windows Boot Options菜单访问其UEFI设置屏幕。

UEFI可以做的不仅仅是初始化硬件; 它真的是一个很小的操作系统。例如，Intel CPU具有Intel Management Engine。这提供了多种功能，包括为英特尔的主动管理技术提供支持，该技术允许远程管理商用PC。

4.UEFI或BIOS切换到引导设备

在完成硬件测试和初始化之后，UEFI或BIOS将负责将您的PC启动到操作系统的引导加载程序。

UEFI或BIOS查找“ 引导设备 ”以从中引导操作系统。这通常是您的计算机的硬盘或固态驱动器，但也可能是CD，DVD，USB驱动器或网络位置。可以从UEFI或BIOS设置屏幕中配置引导设备。如果您有多个引导设备，UEFI或BIOS会尝试按照它们列出的顺序将启动过程交给它们。因此，例如，如果您的光驱中有可引导的DVD，系统可能会尝试从硬盘驱动器尝试启动之前启动它。

>>>如何更改BIOS的引导顺序？

传统上，BIOS查看MBR（主引导记录），它是磁盘开头的特殊引导扇区。MBR包含加载操作系统其余部分的代码，称为“引导加载程序”.BIOS执行引导加载程序，它从那里获取引导程序并开始引导实际的操作系统 - 例如Windows或Linux。

具有UEFI的计算机仍然可以使用这种旧式MBR引导方法来引导操作系统，但它们通常使用称为EFI可执行文件的东西。这些不必存储在磁盘的开头。相反，它们存储在称为“EFI系统分区”的东西上。

无论哪种方式，原理都是相同的 - BIOS或UEFI检查系统上的存储设备，以便在MBR或EFI系统分区中查找小程序并运行它。如果没有可引导的引导设备，则引导过程将失败，并且您将在显示器上看到一条错误消息。

在现代PC上，UEFI固件通常配置为“安全启动”。这可确保启动的操作系统未被篡改，也不会加载低级恶意软件。如果启用了安全启动，则UEFI会在启动之前检查引导加载程序是否已正确签名。

5.Bootloader加载完整操作系统

引导加载程序是一个小程序，具有引导操作系统其余部分的大任务。Windows使用名为Windows Boot Manager（Bootmgr.exe）的引导加载程序，大多数Linux系统使用GRUB，Mac使用名为boot.efi的东西。

如果引导加载程序存在问题 - 例如，如果其文件在磁盘上已损坏 - 您将看到引导加载程序错误消息，并且引导过程将停止。

引导加载程序只是一个小程序，它不能自己处理引导过程。在Windows上，Windows启动管理器查找并启动Windows操作系统加载程序。操作系统加载程序加载运行内核所需的必要硬件驱动程序 - Windows操作系统的核心部分 - 然后启动内核。然后内核将系统注册表加载到内存中，并加载任何标有“BOOT_START”的附加硬件驱动程序，这意味着它们应该在引导时加载。然后，Windows内核启动会话管理器进程（Smss.exe），该进程启动系统会话并加载其他驱动程序。此过程继续，Windows加载后台服务以及欢迎屏幕，您可以登录。

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>>>如何设置Windows10开机自动登录？

在Linux上，GRUB引导加载程序加载Linux内核。内核也开启init系统-这是systemd上最现代的Linux发行版。init系统处理启动服务和其他用户进程，这些进程一直指向登录提示。

这个过程只是通过按正确顺序执行操作来正确加载所有内容的一种方法。

顺便说一下，所谓的“启动程序”实际上是在您登录用户帐户时加载，而不是在系统启动时加载。但是，当系统启动时，后台启动某些后台服务（在Windows上）或守护程序（在Linux和macOS上）。

关机过程也非常复杂。>>>Windows关闭或退出过程详解