7. Перечислите этапы загрузки компьютера от включения питания до активизации gui или cli ос. Охарактеризуйте роль каждого из них.

Процесс загрузки компьютера может несколько отличаться, в зависимости от установленной операционной системы. Поэтому достаточно сложно универсально однозначно описать этот процесс. Тем не менее, можно попытаться выделить некоторые общие этапы загрузки. После включения питания сбрасывается процессор и логика, а затем процессором выполняются инструкции, вшитые в ПЗУ материнской платы.

Сразу после включения питания однократно запускается тест, который называется POST или Power On Self Test. Основная задача этого теста – проверка функционирования аппаратной части на отсутствие грубых ошибок. В рамках этого теста происходит и проверка памяти, ход которой можно наблюдать на экране компьютера. Если этот тест не проходит, возможно, одно или несколько устройств повреждены, и понадобится компьютерная помощь специалистов.

После включения или перезагрузки компьютера обязательно происходит инициализация устройств на материнской плате и в слотах расширения.

После процедуры инициализации загружается BIOS – базовая низкоуровневая система ввода-вывода. BIOS компьютера записан на отдельную микросхему, распложенную на материнской плате. В большинстве современных компьютеров BIOS перезаписываемый, то есть имеет возможность изменения программными средствами. Большинство операционных систем копирует BIOS в оперативную память для ускорения процесса загрузки.

Важная часть процесса загрузки компьютера – инициализация видеоадаптера. Заметьте, что уже во время теста POST на экране можно увидеть данные. То есть, в этот момент видеоадаптер уже инициализирован. Происходит это потому, что любая видеокарта имеет собственный BIOS, и BIOS системы, опросив все доступные слоты, в которые может быть установлен видеоадаптер, обнаруживает этот BIOS и передает на него управление изображением.

Нужно отметить, что видеокарта – не единственное устройство, у которого есть свой BIOS. Есть он, например, и у сетевых плат. Обнаружив BIOS такого устройства, система незамедлительно передает ему управление соответствующим оборудованием.

После загрузки BIOS проверяется наличие жестких дисков, CD или DVD-приводов и других устройств, с которых можно будет осуществить загрузку операционной системы. Также проверяется наличие клавиатуры. В случае ошибки, система сообщит о ней звуковым сигналом или выведет сообщение об ошибке на экран.

Следующий этап – инициализация и проверка устройств Plug and Play, установленных в слотах расширения. Как правило, такие устройства также имеют собственный BIOS.

Завершающий этап загрузки компьютера – считывание boot-области жесткого диска, то есть первой дорожки первой головки. Если загрузочный диск не обнаружен, система выдает предупреждения. В случае же успешной загрузки boot-области, она управляет дальнейшей загрузкой операционной системы. Аналогично происходит загрузка и с внешнего носителя (CD-диска, дискеты и т.д.).

Этапы загрузки Линукс:

1. BIOS выполняет загрузочные шаги, специфичные для данного аппаратного обеспечения.

2. Когда все устройства распознаны и правильно запущены, BIOS загружает и выполняет загрузочный код с одного из разделов заданного загрузочного устройства, который содержит фазу 1 загрузчика Linux. Фаза 1 загружает фазу 2 (значительный по размеру код загрузчика). Некоторые загрузчики могут использовать для этого промежуточный этап (под названием фаза 1,5), поскольку современные диски большого объёма могут некорректно считываться без дальнейшего кода.

3. Загрузчик зачастую предлагает пользователю меню с доступными вариантами загрузки. Затем он загружает ядро, которое распаковывается в память, настраивает системные функции, такие как работа необходимого оборудования и управление страницами памяти, после чего делает вызов start_kernel().

4. После этого start_kernel() выполняет основную настройку системы (прерывания, остальные функции управления памятью, инициализацию устройств, драйверов и т. д.), а потом порождает процесс бездействия, диспетчер и отдельно от них — процесс Init (выполняющийся в пользовательском пространстве).

5. Планировщик начинает более эффективно управлять системой, в то время как ядро переходит к бездействию.

6. Процесс Init выполняет необходимые сценарии, которые настраивают все службы и структуры, не относящиеся к уровню ядра, в результате чего будет создано пользовательское окружение, и пользователю будет предоставлен экран входа в систему.