Når du slår på en datamaskin, går den gjennom en «boot up»-prosess – et begrep som kommer fra ordet «bootstrap». Her er hva som skjer i bakgrunnen – enten du bruker en Windows-PC, Mac eller Linux-system.
Innholdsfortegnelse
Maskinvaren slås på
Når du trykker på strømknappen, leverer datamaskinen strøm til komponentene – hovedkortet, CPU, harddisker, solid state-stasjoner, grafikkprosessorer og alt annet i datamaskinen.
Maskinvaren som leverer strøm er kjent som «strømforsyningen». Inne i en typisk stasjonær PC ser det ut som en boks i hjørnet av dekselet (den gule tingen på bildet over), og det er her du kobler til strømledningen.
CPU-en laster UEFI eller BIOS
Nå som den har strøm, initialiserer CPU-en seg selv og ser etter et lite program som vanligvis er lagret i en brikke på hovedkortet.
Tidligere lastet PC-en noe som heter BIOS (Basic Input/Output System.) På moderne PC-er laster CPU-en UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)-fastvare i stedet. Dette er en moderne erstatning for gammeldags BIOS. Men for å gjøre det ekstra forvirrende, kaller noen PC-produsenter fortsatt UEFI-programvaren «BIOS» uansett.
UEFI eller BIOS tester og initialiserer maskinvare
BIOS- eller UEFI-fastvaren laster inn konfigurasjonsinnstillinger fra et spesielt sted på hovedkortet – tradisjonelt var dette i minnet sikkerhetskopiert av et CMOS-batteri. Hvis du endrer noen lavnivåinnstillinger i BIOS- eller UEFI-innstillingsskjermen, er det her de egendefinerte innstillingene lagres.
CPU-en kjører UEFI eller BIOS, som tester og initialiserer systemets maskinvare – inkludert selve CPUen. For eksempel, hvis datamaskinen din ikke har noe RAM, vil den pipe og vise deg en feil som stopper oppstartsprosessen. Dette er kjent som POST-prosessen (Power On Self Test).
Du kan se PC-produsentens logo vises på skjermen under denne prosessen, og du kan ofte trykke på en knapp for å få tilgang til BIOS- eller UEFI-innstillingsskjermen herfra. Imidlertid flyr mange moderne PC-er gjennom denne prosessen så fort at de ikke gidder å vise en logo og krever tilgang til UEFI-innstillingsskjermen fra Windows Boot Options-menyen.
UEFI kan gjøre mye mer enn bare å initialisere maskinvare; det er egentlig et lite operativsystem. For eksempel har Intel CPUer Intel Management Engine. Dette gir en rekke funksjoner, inkludert å drive Intels Active Management Technology, som muliggjør ekstern administrasjon av bedrifts-PCer.
UEFI eller BIOS overføres til en oppstartsenhet
Etter at den er ferdig med å teste og initialisere maskinvaren din, vil UEFI eller BIOS gi fra seg ansvaret for oppstart av PC-en til operativsystemets oppstartslaster.
UEFI eller BIOS ser etter en «oppstartsenhet» å starte operativsystemet fra. Dette er vanligvis datamaskinens harddisk eller solid-state-stasjon, men kan også være en CD, DVD, USB-stasjon eller nettverksplassering. Oppstartsenheten kan konfigureres fra UEFI- eller BIOS-oppsettskjermen. Hvis du har flere oppstartsenheter, prøver UEFI eller BIOS å overlevere oppstartsprosessen til dem i den rekkefølgen de er oppført. Så hvis du for eksempel har en oppstartbar DVD i den optiske stasjonen, kan systemet prøve å starte fra den før det prøver å starte fra harddisken.
Tradisjonelt så en BIOS på MBR (master boot record), en spesiell oppstartssektor i begynnelsen av en disk. MBR inneholder kode som laster inn resten av operativsystemet, kjent som en «bootloader». BIOS kjører oppstartslasteren, som tar den derfra og begynner å starte opp det faktiske operativsystemet – Windows eller Linux, for eksempel.
Datamaskiner med UEFI kan fortsatt bruke denne gammeldagse MBR-oppstartsmetoden for å starte et operativsystem, men de bruker vanligvis noe som kalles en EFI-kjørbar i stedet. Disse trenger ikke å være lagret i begynnelsen av en disk. I stedet er de lagret på noe som kalles en «EFI-systempartisjon.»
Uansett er prinsippet det samme – BIOS eller UEFI undersøker en lagringsenhet på systemet ditt for å se etter et lite program, enten i MBR eller på en EFI-systempartisjon, og kjører det. Hvis det ikke er noen oppstartbar oppstartsenhet, mislykkes oppstartsprosessen, og du vil se en feilmelding som sier det på skjermen.
På moderne PC-er er UEFI-fastvaren vanligvis konfigurert for «Secure Boot». Dette sikrer at operativsystemet som det starter, ikke har blitt tuklet med, og at det ikke laster skadelig programvare på lavt nivå. Hvis sikker oppstart er aktivert, sjekker UEFI om oppstartslasteren er riktig signert før den startes.
Bootloaderen laster hele operativsystemet
Bootloaderen er et lite program som har den store oppgaven å starte opp resten av operativsystemet. Windows bruker en bootloader kalt Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), de fleste Linux-systemer bruker GRUB, og Mac-er bruker noe som heter boot.efi.
Hvis det er et problem med oppstartslasteren – for eksempel hvis filene er ødelagte på disken – vil du se en oppstartslasterfeilmelding, og oppstartsprosessen vil stoppe.
Oppstartslasteren er bare ett lite program, og den håndterer ikke oppstartsprosessen alene. På Windows finner og starter Windows Boot Manager Windows OS Loader. OS-lasteren laster inn viktige maskinvaredrivere som kreves for å kjøre kjernen – kjernedelen av Windows-operativsystemet – og starter deretter kjernen. Kjernen laster deretter systemregisteret inn i minnet og laster også eventuelle ekstra maskinvaredrivere som er merket med «BOOT_START», som betyr at de skal lastes ved oppstart. Windows-kjernen starter deretter øktbehandlingsprosessen (Smss.exe), som starter systemøkten og laster inn flere drivere. Denne prosessen fortsetter, og Windows laster inn bakgrunnstjenester samt velkomstskjermen, som lar deg logge på.
På Linux laster GRUB-oppstartslasteren Linux-kjernen. Kjernen starter også init-systemet – som er systemdisert på de fleste moderne Linux-distribusjoner. Init-systemet håndterer oppstartstjenester og andre brukerprosesser som fører hele veien til en påloggingsforespørsel.
Denne involverte prosessen er bare en måte å få alt til å lastes riktig ved å gjøre ting i riktig rekkefølge.
Forresten, såkalte «oppstartsprogrammer» lastes faktisk når du logger på brukerkontoen din, ikke når systemet starter opp. Men noen bakgrunnstjenester (på Windows) eller demoner (på Linux og macOS) startes i bakgrunnen når systemet starter opp.
Avslutningsprosessen er også ganske involvert. Her er nøyaktig hva som skjer når du slår av eller logger av en Windows-PC.
Bildekreditt: Suwan Waenlor/Shutterstock.com, DR-bilder/Shutterstock.com,