• 9.18C Novo mesto
  • 12:17
  • Pet, 22.11.2019

Kaj točno se zgodi, ko vklopite računalnik?

Ko vklopite računalnik, gre ta skozi postopek zagona (boot up process) – izraz, ki izhaja iz besede »bootstrap«. Toda, kaj se dogaja v ozadju? Za vas smo pripravili odgovore – ne glede na to, ali uporabljate sistem Windows, Mac ali Linux. 

Strojna oprema je vklopljena…

Ko pritisnete gumb za vklop, računalnik začne napajati svoje komponente – matično ploščo, centralno procesno enoto (CPE), trde diske, polprevodniške pogone, grafične procesorje in vse ostalo v računalniku.

Del strojne opreme, ki napaja računalnik z električno energijo, je znan kot »napajalnik«. Znotraj tipičnega namiznega računalnika je videti kot škatla na vogalu ohišja (rumena škatla na sliki spodaj) in tam priključite napajalni kabel.

Računalnik

CPE naloži UEFI ali BIOS

Zdaj, ko ima računalnik elektriko, se CPE inicira in išče majhen program, ki je običajno shranjen v čipu na matični plošči.

Računalnik

V preteklosti je računalnik nalagal nekaj, kar se imenuje BIOS (osnovni vhodno/izhodni sistem). Na sodobnih osebnih računalnikih pa CPE namesto tega naloži firmware UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). To je sodobna zamenjava za starejši BIOS. Nekateri proizvajalci osebnih računalnikov malo bolj zapletejo stvari, vendar kljub temu imenujejo svojo programsko opremo UEFI »BIOS«.

UEFI ali BIOS preskuša in inicializira strojno opremo

Programska oprema BIOS-a ali UEFI naloži nastavitve konfiguracije s posebnega mesta na matični plošči – ta je običajno v pomnilniku, ki ga je podprla baterija CMOS (Dopolnilni kovinsko-oksidno-polprevodniški je tehnologija za izdelavo integriranih vezij). Če spremenite nekatere nastavitve v zaslonu nastavitev BIOS-a ali UEFI, se tam shranijo vaše nastavitve po meri.

CPE zažene UEFI ali BIOS, ki preizkuša in inicializira strojno opremo vašega sistema – vključno s samim procesorjem. Če na primer računalnik nima pomnilnika RAM, boste zaslišali pisk in računalnik vam bo prikazal napako, ki bo ustavila postopek zagona. To je znano kot postopek POST (Power On Self Test).

Računalnik

Med tem postopkom se lahko na zaslonu prikaže logotip proizvajalca računalnika, zato lahko pogosto pritisnete gumb »Esc« za dostop do zaslona nastavitev BIOS-a ali UEFI-ja. Vendar pa mnogi sodobni osebni računalniki tako hitro preletijo ta proces, saj se ne trudijo prikazati logotipa in zahtevajo dostop do zaslona za nastavitev UEFI v meniju »Možnosti zagona sistema Windows«. UEFI lahko naredi veliko več kot samo inicializacijo strojne opreme.

UEFI ali BIOS prenese odgovornost na napravo za zagon računalnika

Po opravljenem testiranju in inicializaciji strojne opreme bo UEFI ali BIOS prenesel odgovornost za zagon računalnika na zagonski nalagalnik operacijskega sistema.

UEFI ali BIOS išče »zagonsko napravo« za zagon vašega operacijskega sistema. To je po navadi trdi disk računalnika ali pogon SSD, lahko pa je tudi CD, DVD, pogon USB ali omrežno mesto. Zagonsko napravo lahko konfigurirate na zaslonu UEFI ali BIOS nastavitev. Če imate več zagonskih naprav, poskuša UEFI ali BIOS izvesti zagonski postopek v vrstnem redu, kot je naveden. Če imate v optičnem pogonu na primer zagonski DVD, se lahko sistem poskusi zagnati s tem, preden se zažene s trdega diska.

Računalnik

BIOS je tradicionalno pogledal MBR (glavni zagonski zapis), poseben zagonski sektor na začetku diska. MBR vsebuje kodo, ki nalaga preostanek operacijskega sistema, imenovan »bootloader«. BIOS izvede zagonski nalagalnik, ki ga od tam prevzame in začne zagon dejanskega operacijskega sistema – Windows ali Linux.

Računalniki z UEFI lahko za zagon operacijskega sistema še vedno uporabijo MBR zagonsko metodo starega sloga, vendar običajno uporabljajo nekaj, kar se imenuje izvršljiva datoteka EFI. Tega ni treba shraniti na začetku diska. Namesto tega so shranjene na nečem, kar se imenuje »sistemska particija EFI«.

V vsakem primeru je načelo enako – BIOS ali UEFI pregleda napravo za shranjevanje v vašem sistemu, da poišče majhen program, bodisi v MBR ali na sistemski particiji EFI, in ga zažene. Če ni zagonske naprave, proces zagona ne uspe in na zaslonu se prikaže sporočilo o napaki.

Na modernih osebnih računalnikih je programska oprema UEFI običajno konfigurirana za »Secure Boot«. To zagotavlja, da operacijski sistem, ki ga je zagnal, ni bil spremenjen in da ne bo naložil zlonamerne programske opreme. Če je omogočen Secure Boot, UEFI preveri, ali je zagonski nalagalnik pravilno podpisan, preden ga zažene.

Bootloader naloži celoten operacijski sistem

»Bootloader« je majhen program, ki ima veliko nalogo zagona preostalega operacijskega sistema. Windows uporablja bootloader z imenom Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), večina sistemov Linux uporablja GRUB, Mac pa uporablja boot.efi.

Če obstaja težava z zagonskim programom – na primer, če so datoteke na disku poškodovane, boste videli sporočilo o napaki zagonskega računalnika in postopek zagona se bo ustavil.

Zaganjalnik je samo en majhen program in sam ne izvaja postopka zagona. V operacijskem sistemu Windows upravitelj zagona sistema Windows najde in zažene nalagalnik operacijskega sistema Windows. Nalagalnik operacijskega sistema naloži bistvene gonilnike strojne opreme, ki so potrebni za zagon jedra – osrednjega dela operacijskega sistema Windows in nato zažene jedro. Jedro nato naloži sistemski register v pomnilnik in naloži še vse dodatne gonilnike strojne opreme, ki so označeni z »BOOT_START«, kar pomeni, da jih je treba naložiti ob zagonu. Jedro Windows-a nato zažene proces upravitelja (Smss.exe), ki zažene sistemsko sejo in naloži dodatne gonilnike. Ta postopek se nadaljuje in Windows naloži osnovne storitve, kot tudi pozdravni zaslon, ki vam omogoča prijavo.

Računalnik

V Linuxu zagonski nalagalnik GRUB naloži jedro Linuxa. Jedro tudi zažene sistem init – to je sistem na večini modernih distribucij Linuxa. Sistem »init« obravnava zagonske storitve in druge uporabniške procese, ki vodijo vse do prijavnega poziva.

Ta vključevalni proces je le način, da se vse pravilno naloži, poskrbi namreč, da se stvari odvijajo v pravilnem vrstnem redu.

Mimogrede, tako imenovani »zagonski programi« se dejansko naložijo, ko se prijavite v svoj uporabniški račun, ne pa ob zagonu sistema. Toda nekatere osnovne storitve (v sistemu Windows) ali daemoni (v Linuxu in macOS) se zaženejo v ozadju, ko se zažene sistem.

Avtor: Marko Vidrih

 

Kaj točno se zgodi, ko vklopite računalnik?
1 od 1
Računalnik
Kliknite na sliko za prikaz celotne slike.