Этапы загрузки операционных систем. Open Library - открытая библиотека учебной информации Алгоритм загрузки операционной системы следующий

Операционная система хранится во внешней памяти обычно на жестком диске, реже - на гибком.

Стоит сказать, что для нормальной работы компьютера крайне важно, чтобы основные модули операционной системы находились в оперативной памяти. По этой причине после включения компьютера обеспечивается автоматическая перезапись (загрузка) операционной системы с диска в оперативную память.

- перезапись операционной системы с диска (жесткого или гибкого) в оперативную память.

После включения компьютера на экране наблюдается смена цифр. Эти цифры отображают процесс тестирования оперативной памяти программой ВIOS. При обнаружении неисправности в ячейках оперативной памяти будет выдано сообщение.

После успешного окончания тестирования аппаратуры производится обращение к дисководу с гибким диском А, и рядом с ним загорается лампочка индикации. В случае если загружается операционная система с гибкого диска, то нужно до или во время тестирования вставить системный диск в дисковод А. В противном случае при отсутствии на диске А операционной системы осуществляется обращение к жесткому диску, о чем свидетельствует засветившаяся рядом с ним лампочка индикации.

Начинается считывание в оперативную память 0-го сектора 0-й стороны диска, в котором находится загрузчик (ВООТ RECORD). Управление передается загрузчику, который проверяет наличие на системном диске модуля расширения IO.SYS и базового модуля MSDOS.SYS. В случае если они находятся в отведенном для них месте, то он загружает их в оперативную память, в противном случае будет выдано сообщение об их отсутствии. В этом случае рекомендуется произвести повторную загрузку. Сигнал повторной загрузки передает управление постоянному модулю BIOS, который снова переписывает с диска в оперативную память блок начальной загрузки и т.д.

ПРИМЕЧАНИЕ! Для повторной загрузки операционной системы в память нажать одновременно клавиши <Сtгl> <АLT> .

После успешно выполненной загрузки в оперативную память модуля расширения IO.SYS и базового модуля MSDOS.SYS загружается командный процессор СОММАND.СОМ и обрабатывается файл конфигурации CONFIG.SYS, который содержит команды подключения необходимых драйверов. Этот файл может отсутствовать, если пользователя устраивает базовый вариант операционной системы.

Затем выполняется обработка командного файла AUTOEXEC.ВАТ. С помощью этого файла производится настройка параметров операционной среды. К примеру, создать виртуальный диск, обеспечить смену режимов печати, загрузить вспомогательные программы и т.д.

Примечание! Файлы с расширением.ВАТ играют при работе в системной среде особую роль. Οʜᴎ содержат совокупность команд операционной системы или имен исполняемых файлов. После запуска файла с расширением.ВАТ все записанные в нем команды выполняются автоматически одна за другой.

Файл со стандартным именем AUTOEXEC.ВАТ отличается от других файлов типа.ВАТ тем, что выполнение помещенных в него команд начинается автоматически сразу после загрузки операционной системы.

В случае отсутствия файла AUTOEXEC.ВАТ будет предложено ввести дату и время:

если вы нажмете клавишу ввода, то в качестве текущих даты и времени будут приняты так называемые системные параметры, которые определяет компьютерный таймер;

если вы хотите сделать переустановки системных даты и времени, то в ответ на приглашение введите значения в одной из предусмотренных форм, к примеру:

10-25-1997 (месяц день год)

7:30:10.00р (часы: минуты: секунды)

После окончания работы файла AUTOEXEC.ВАТ, а также если данный файл не обнаружен, на экран дисплея будет выдано приглашение системного диска, к примеру С:\>. Это является свидетельством нормального завершения процесса загрузки, и можно приступить к работе, введя имя прикладной программы или команду операционной системы.

Примечание. Файлы CONFIG.SYS и AUTOEXEC.ВАТ могут отсутствовать. В этом случае параметры операционной среды будут установлены по умолчанию.

Запомните! На жестком диске крайне важно обеспечить постоянное хранение операционной системы. При включении компьютера все дисководы для гибких дисков должны быть открыты.

Вставлять гибкий диск с прикладными программами в дисковод нужно после окончания загрузки.

Тестирован программой

Загр. Нет Загр.

на гибком жестком нет

диске диске

Считыв. с гибкого диска Считыв. с жест. диска

IO.SYS, MSDOS.SYS в загрузочном секторе»

Загр. Нет Сообщение

правильна? «Нет системных файлов»

Command. Com «Нет системных файлов»

и файла CONFIG.SYS

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Волжский университет имени В.Н.Татищева

Факультет “Информатика и телекоммуникации”

Кафедра “Информатика и системы управления”

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: “Системное программное обеспечение”

Тема: “ Загрузчик ”

Выполнил: студент. ИС-30 3

Красносельцев В . П .

Преподаватель: Трубачева С.И.

Тольятти

Введение

1. Теоретическая часть

2. Проектная часть

2.1 Постановка задачи

2.2 Разработка алгоритма решения задачи

2.3 Описание алгоритма загрузки прикладной программы

2.4 Описание алгоритма загрузки ОС

2.5 Описание алгоритма загрузки Unix с помощью загрузчика LILO

Заключение

Использованная литература

Введение

Актуальность моей курсовой работы заключается в том, что развитие компьютеров и их операционных систем шло параллельно развитию различных программ загрузчиков. Для загрузки определенных операционных систем нужны различные загрузчики. Например, для операционной многопользовательской системы Unix нужен загрузчик LILO и различные служебные программы. Любая загрузка операционной системы затрагивает оперативную память, с которой работает и первичный загрузчик так и вторичный. При загрузке происходят различные вида ошибки, которые загрузчик обходит или завершает процесс загрузки (выводит информационное сообщение).

Загрузчик - это такая программа, без которой просто не может обойтись не один компьютер и не одна операционная система.

1 . Теоретическая часть

Процесс загрузки ОС фирмы Microsoft

Какую бы операционную систему мы не рассматривали, для того, чтобы ОС могла начать управлять компьютером, ее необходимо загрузить в оперативную память. Поэтому рассмотрим, как происходит процесс загрузки разных ОС. Поскольку нас интересует только загрузка с жестких дисков, то мы не будем рассматривать особенности загрузки с дискеты, CD-ROM и по сети. Начнем с MS-DOS и MS Windows.

Как вы знаете, при включении компьютера вначале запускается программа POST (Power On Self Test). Она определяет количество доступной памяти, тестирует ее, определяет наличие других компонентов (клавиатура, винчестер и т.д.), инициализирует карты адаптеров. На экране обычно появляются сообщения о количестве памяти, о ее тестировании, перечень обнаруженных устройств (гибкие и жесткие диски, процессор, СОМ - порты и т.д.).

После завершения тестирования POST вызывает Int 19h, которое пытается найти загрузочное устройство. Поиск производится в том порядке, который определен в Setup BIOS, и осуществляется путем опроса нулевых секторов соответствующих устройств. Если диск является загрузочным, то в его нулевом секторе находится главная загрузочная запись - Master Boot Record (MBR). Последние два байта MBR- это “магическое число”, которое является признаком того, что данный сектор есть MBR, а, следовательно, диск является загрузочным. Кроме “магического числа” MBR содержит таблицу разделов диска, о которой уже было сказано выше, и маленькую программу - первичный загрузчик, объемом всего 446(0*1ВЕ) байт.

В таблице 2.1 представлена структура главного загрузочного сектора, создаваемого при инсталляции Windows.

Таблица 2.1 Структура главного загрузочного сектора

Прерывание 19h BIOS загружает первичный загрузчик в память компьютера и передает управление этой программе. Но такой маленькой программе не под силу загрузить ОС; все, что она может сделать - это загрузить в память более мощную программу - вторичный загрузчик.

Для этого она ищет в таблице разделов активный раздел и считывает в память вторичный загрузчик, который располагается, начиная с первого логического сектора активного раздела. Обратите внимание на слово “начиная”. Дело в том, что вторичный загрузчик в разных системах имеет разную длину.

Вторичный загрузчик загружает первый слой программ, необходимых для запуска ОС. В случае MS - DOS программа-загрузчик загружает IO.SYS по адресу 700h, затем MSDOS.SYS и передает управление разделу SYSINIT модуля IO.SYS.

Если по каким-либо причинам на диске не найден активный раздел, процесс загрузки продолжается обработкой прерывания 18h. Эта ветвь полностью используется очень редко, но такая возможность может быть очень полезна в некоторых ситуациях. При удаленной загрузке, когда ОС загружается с сервера, это прерывание перенаправляется программой POST на ROM сетевой карты.

Проблемы с большими дисками

В MS - DOS и первых версиях Windows доступ к дискам был организован через прерывание 13 (Int 13h) BIOS. При этом использовалась адресация секторов на диске на основе указания номеров цилиндра, головки и сектора на дорожке (C/H/S). Точнее:

1)AH - выбор операции;

2)СР - младшие 8 битов номера цилиндра;

3)СL - биты 7-6 соответствуют старшим битам номера цилиндра, биты 5-0 соответствуют номеру сектора;

4)DH - номер считывающей головки;

5)DL - номер диска (80h или 81h).

Надо отметить, что все перечисленные ограничения существенны только на этапе загрузки ОС, поскольку сама Linux и последние версии Windows при работе с дисками уже не используют прерывание 13 BIOS, а используют собственные драйверы для работы с дисками. Но, прежде чем система сможет использовать собственный драйвер, она должна как минимум его загрузить. Поэтому на этапе начальной загрузки любая система вынуждена пользоваться BIOS. Это и вызывает ограничения на размещение многих систем за пределами 8 Гбайт, они не могут оттуда загружаться, хотя после успешной загрузки могут работать с дисками гораздо большего объема. Для того чтобы понять, как можно обойти эти ограничения, нам потребуются некоторые знания о том, как происходит загрузка ОС Linux.

Загрузчик LILO из дистрибутива ОС Linux

Прежде чем приступать к установке второй ОС, надо выбрать способ организации выбора ОС на этапе загрузки компьютера. Эту задачу решают программы-загрузчики. Существует несколько программ такого рода. Раз уж речь у нас идет о Linux, то первым делом надо упомянуть программу LILO, которая входит в состав любого дистрибутива Linux.

LILO представляет собой комплект из нескольких программ: собственно загрузчика, программ, используемых для установки и настройки загрузчика, и служебных файлов:

Программа /sbin/lilo, которая запускается из-под Linux, служит для того, чтобы записать всю информацию, необходимую на этапе загрузки, в соответствующие места. Ее необходимо перезапускать каждый раз после внесения изменения в ядро или в конфигурационный файл LILO;

Различные служебные файлы, которые нужны LILO во время загрузки. Эти файлы обычно располагаются в каталоге /boot. Самые важные из них - это собственно загрузчик и map-файл(/boot/map), в котором указывается местоположение ядра. Еще один важный файл - это файл конфигурации LILO, который обычно имеет имя /etc/lilo.conf;

Собственно загрузчик - это часть LILO, которая первой загружается в память через прерывание BIOS, и которая загружает ядро Linux или загрузочный сектор другой ОС. Загрузчик тоже состоит из двух частей. Первая часть записывает в загрузочный сектор и служит для загрузки второй части, которая значительно больше по размеру. Обе части обычно хранятся на диске в файле /boot/boot.b.

Загрузочный сектор LILO при инсталляции системы можно разместить в следующих местах:

Загрузочный сектор дискеты в формате Linux(/dev/fd0,…);

MBR первого жесткого диска (/dev/had, /dev/sda,…);

Загрузочный сектор первичного раздела файловой системы Linux на первом жестком диске (/dev/hda1, /dev/hda2,…);

Загрузочный сектор логического раздела в расширенном разделе первого жесткого диска (/dev/hda5,…). Правда большинство программ типа fdisk не предполагают, что можно загружаться из расширенного раздела и отказываются объявлять его активным. Поэтому в состав LILO включена специальная программа (activate), которая позволяет обойти это ограничение. Но программа fdisk из дистрибутива Linux поддерживает возможность активизации расширенного раздела. Для этого надо использовать либо опцию -b, либо переменную BOOT.

Загрузочный сектор LILO не может быть размещен в следующих местах:

Загрузочный сектор дискеты или первичного раздела, отформатированный в других файловых системах;

В swap-разделе Linux;

Кроме того, что LILO во время загрузки нужны еще следующие файлы:

-/boot/map(создается при запуске /sbin/lilo);

Все загружаемые версии ядра (если вы выбираете версию ядра на этапе загрузки);

Загрузочные сектора других ОС, которые будут загружаться через LILO;

Выдаваемые при загрузке сообщения(если таковые определены)

Когда LILO загружается, он выводит на дисплей слово”LILO”. При этом вывод каждой буквы обозначает завершение определенного действия или этапа загрузки LILO. Если загрузка сорвется, то по числу выведенных букв можно судить о причине возникновения проблемы.

Ничего не выведено - никакая часть LILO не была загружена. Либо LILO не был установлен, либо раздел, на котором он находится, не является активным

L [код ошибки] - первичный загрузчик загрузился и стартовал (на него передано управление), но он не сумел загрузить вторичный загрузчик. Двухзначный код ошибки указывает на конкретную причину проблемы. Обычно это связано с дефектами носителя или неправильно заданной геометрией диска. Если только LILO не остановился на этом этапе, выдавая бесконечную последовательность кодов ошибки, проблема обычно легко решаема.

LI - первичный загрузчик сумел загрузить вторичный загрузчик, но не сумел запустить его на выполнение. Это может быть вызвано ошибкой в задание геометрии диска или тем, что файл /boot/boot.b был перемещен без перезапуска /sbin/lilo.

LIL - вторичный загрузчик запустился, но не смог запустить таблицу дескрипторов из map - файла. Причина обычно состоит в наличии дефектов на диске или в неправильно заданной геометрии диска.

LIL? - вторичный загрузчик был загружен по неправильному адресу. Обычно вызвано ошибкой в задании геометрии диска или тем, что файл /boot/boot.b был перемещен без перезапуска /sbin/lilo.

LIL- - таблица дескрипторов разрушена. Обычно вызвано ошибкой в задании геометрии диска или тем, что файл /boot/boot.b был перемещен без перезапуска /sbin/lilo.

LILO - все части LILO успешно загружены.

Процесс init и файл /etc/inittab

Как вы знаете, после включения питания компьютера и завершения тестирования аппаратной части BIOS считывается из первого сектора загрузочного диска, которую программу - загрузчик. Эта программа запускает основной системный загрузчик (например, LILO) который, в свою очередь, загружает в память ядро системы, которое обычно хранится в файле vmlinuz-x.y.z-a в каталоге /boot.

Сразу после загрузки ядро монтирует корневую файловую систему и запускает процесс init. Процесс init - это программа, которая ответственна за продолжение процедуры загрузки, и перевод системы от начального состояния, возникающего после загрузки ядра, в стандартное состояние обработки запросов многих пользователей.

Точный список этих операций зависит так называемого уровня выполнения (run level). Уровень выполнения определяет перечень действий, выполняемых процессом init, и состояние системы после загрузки, т.е. конфигурацию запущенных процессов. Уровень выполнения идентифицируется одним символом. В ОС Linux существует 8 основных уровней выполнения:

1)Остановка системы;

2)Однопользовательский режим (для специальных случаев администрирования);

3)Многопользовательский режим без NFS (то же, что и 3, если компьютер не работает с сетью);

4)Полный многопользовательский режим;

5)Использование не регламентировано;

6) Обычно используется для запуска системы в графическом режиме;

S) (или s) - примерно то же, что и однопользовательский режим, но S и s используется в основном в скриптах.

Первым делом после старта процесс init считывает свой конфигурационный файл /etc/inittab. Этот файл состоит из отдельных строк. Если строка начинается со знака # или пуста, то она игнорируется. Все остальные строки состоят из 4 полей, разделенных двоеточиями:

id : runlevels : action : process

id - идентификатор строки;

runlevels - уровни выполнения;

process - процесс;

action - действие;

В поле action стоит ключевое слово, которое определяет дополнительные условия команды, заданной полем process. Допустимые значения поля action:

respawn - перезапустить процесс в случае завершения его работы;

once - выполнить процесс только один раз при переходе на указанный уровень;

wait - процесс будет запущен один раз при переходе на указанный уровень;

sysinit - это ключевое слово обозначает действия, выполняемые в процессе загрузки системы независимо от уровня выполнения (поле id игнорируется).

boot - процесс будет запущен на этапе загрузки системы от уровня выполнения;

bootwait - процесс будет запущен на этапе загрузки системы от уровня выполнения, и init будет дожидаться его завершения;

initdefault - строка, в которой это слово стоит в поле action, определяет уровень выполнения, на который система переходит по умолчанию.

off - игнорировать данный элемент;

powerwait - позволяет процессу init остановить систему, когда пропало питание.

Ctrlaltdel - разрешает init перезагрузить систему, когда пользователь нажимает комбинацию клавиш ~~на клавиатуре.~~

Этот список не является исчерпывающим. Более подробно о файле inittab можно узнать из man - страниц init (8), inittab(5), и getty(8).

2 . Проектная часть

2.1 Постановка задачи

Необходимо изучить теоретический материал по выбранной теме, разработать алгоритм работы загрузчика при реализации метода (представить в виде блок-схемы), описать алгоритм.

2.2 Разработка алгоритма решения задачи

Исходные данные: Однопроцессорная система, прикладная программа, загрузчик LILO, программа POST, взаимное исключение.

На рисунке 1 - представлен алгоритм «загрузки прикладной программы».

На рисунке 2 - представлен алгоритм «загрузки Оперционной Системы»

2.3 Описание алгоритма загрузки прикладной программы

1) Происходит запуск прикладной программы на выполнение. После происходит активизация системной программы “Загрузчик”.

2) После активизации начинается сканирование оперативной памяти для нахождения свободных областей.

3) Если такие области нашлись то, начинается определение начала адреса размещения свободной области. Потом идем на этот адрес и определяем размер свободной области.

4) После происходит определение размера кода прикладной программы, которая запушена на выполнение.

5) Сравниваем размер кода и размер свободной области в оперативной памяти.

6) Если хватает места в оперативной памяти для копирования кода прикладной программы, тогда происходит установка в таблицу страниц номера виртуальных страниц физических страниц. Потом идет копирование кода прикладной программы в оперативную память. И завершение процесса.

7) Иначе узнаем, хватит ли места в оперативной памяти для части кода прикладной программы. Если да то повторяем те действия, когда хватает места для полного кода прикладной программы. Но после копирования кода в оперативную память происходит копирование части кода в область свопинга.

8) Если не хватает места для части кода, то тогда происходит переход на этап сканирования оперативной память для нахождения свободных областей.

2.4 Описание алгоритма загрузки ОС (Операционная Система)

1) Происходит запуск программы POST. С помощью этой программы идет тестировка доступной памяти, определение наличие других компонентов (различные устройства ПК, например: клавиатура, винчестер и т.д.) и инициализация карт адаптеров.

2) После работы программы POST выводится на экран о результатах ее работы.

3) Вызываем программу 19H, которая пытается найти загрузочное устройство.

4) Прерывание 19H BIOS загружает первичный загрузчик в память компьютера и передает управление этой программе

5) Из-за недостатка мощности этой программы загрузить ОС. Она поэтому ищет более мощную программу, которая на это способна - вторичный загрузчик. Для этого она ищет в таблице разделов активный раздел и считывает в память вторичный загрузчик.

6) Вторичный загрузчик загружает первый слой программ, необходимых для запуска ОС. Программа загрузчик загружает модуль IO.SYS по адресу 700h, затем MSDOS.SYS передает управление разделу SYSINIT модуля IO.SYS.

7) Если по каким-либо причинам на диске был не найден активный раздел в таблице разделов, процесс загрузки продолжается обработкой прерывания 18h.

2.5 Описание алгоритма загрузки Unix с помощью загрузчика LILO

1) Запуск программы /sbin/lilo, чтобы записать всю информацию, необходимую на этапе загрузки, в соответствующие места. Поиск служебных файлов необходимых LILO во время загрузки.

2) Если файлы не найдены, то выводится сообщение о конце загрузки.

4) Если первичный загрузчик не смог загрузить вторичный, то на экран выводится информационное сообщение об ошибки при загрузке.

6) Если первичный загрузчик успешно загрузил вторичный, но не сумел запустить, то выводиться информационное сообщение об ошибки при загрузке.

7) Иначе, происходит запуск вторичного загрузчика.

8) Проверка того, что по правильному ли адресу загрузился вторичный загрузчик.

9) Если нет, то происходит вывод информационного сообщения о ошибки при загрузки.

10) Проверка разрушена ли таблица дескрипторов. Если да, то вывод информационного сообщения об ошибки при загрузке. А если нет, то происходит загрузка таблицы дескрипторов из map-файла.

11) Проверка о том, что успешно ли прошел запуск таблицы дескрипторов. Если нет, то вывод информационного сообщения об ошибки при запуске.

12) Иначе, вывод информационного сообщения об успешной загрузки LILO.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрены некоторые аспекты загрузки программ. Виды загрузчиков: перемещающие, первичные, вторичные и т.д. Доказана необходимость использования загрузчика в различных операционных средах. Рассмотрены различные способы загрузки, таких как загрузка прикладной программы, загрузка с помощью загрузчика LILO и загрузка ОС. Изучен теоретический материал по теме, разработаны алгоритмы работы загрузчика при реализации метода (представить в виде блок-схемы).

Использованная литература

1. Таненбаум Эндрю. Современные операционные системы / Таненбаум Эндрю. - 2-е изд. - СПБ.: Питер, 2002. - 1037с.: ил. - (Классика Computer Science). - ISBN 5-318-00299-4

2. Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: учебное пособие для сред. Проф. Обр. рек. МО / Партыка, Т.Л, Попов, И.И.- М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2006. - 399с.: ил. - (Профессиональное образование). - ISBN 5-8199-0072-5-16-001355-5

3. Олифер, В.Г. Сетевые операционные системы: Учеб. пособие для вузов рек. МО / Олифер, В.Г, Олифер, Н.А. - СПб.: Питер, 2003. - 538с.: ил. - ISBN 5-272-00120-6

4. Трубачева, С.И. Программирование в операционных системах: Методическое пособие / Трубачева, С.И. - Тольятти: ВУиТ, 2006. - 44с.

5. Теренс Чан. Системное программирование на Си++ для Unix / Под ред. Коломыцева. - Киев, 2004.

6. Такет Д., Барнет С. Специальное издание. Использование LINUX / Пер. с англ. - 4-е изд. СПб.: Вильямс, 2003.

7. Иванова Г.С. Программирование на СИ++ / Учебник. Изд. М.: МГТУ, 2002.

Подобные документы

Общая характеристика системы Android, обзор его аналогов. Необходимые компоненты для начала работы в Android. Настройка конфигураций Ubuntu. Написание script-ов, упрощающих генерацию Linux. Отладка и тестирование программы на плате i.MX53 фирмы freescale.

курсовая работа , добавлен 12.10.2012

Рассмотрение характеристик менеджеров загрузки. Описание Download Accelerator Plus, Download Master, FlashGet, GetRight, ReGet, Go!Zilla. Сравнительная характеристика менеджеров загрузки Windows. Программы для операционных систем Unix, Linux и Mac.

реферат , добавлен 06.09.2014

Понятие и структура дистрибутивов операционной системы Linux, история их возникновения и основные разработчики. Классификация дистрибутивов по характеру сборки и установки, доработка их готовых версий. Описание способов создания собственного дистрибутива.

курсовая работа , добавлен 02.04.2014

Общая схема процесса загрузки, его основные этапы и отличительные особенности. Первичный и вторичный загрузчики, их функциональные возможности и направления действия. Места возможного размещения загрузочного сектора. Требования к дисковому пространству.

презентация , добавлен 20.12.2013

Анализ технических возможностей операционной системы Mandriva Linux - дистрибутива GNU/Linux, разрабатываемого французской компанией Mandriva, выпускающей свободные, коммерческие и корпоративные версии своего дистрибутива. Этапы установки оболочки Linux.

презентация , добавлен 23.05.2010

Основные моменты истории операционных систем, связывающих аппаратное обеспечение и прикладные программы. Характеристика операционной системы Microsoft Windows Seven, анализ операционной системы Linux. Преимущества и недостатки каждой операционной системы.

курсовая работа , добавлен 07.05.2011

Выбор инструментария для разработки установочной программы дистрибутива. Реализация модуля для дистрибутива Gentoo, функционирующего согласно руководству пользователя данной системы. Проведение тестирования программы установки на различных архитектурах.

дипломная работа , добавлен 18.07.2013

Этапы загрузки Linux-системы, регистрация. Управление учетными записями пользователей. Принцип именования устройств, назначение и применение специальных файлов. Управление файлами, доступом к файловой системе, заданиями. Базовая файловая структура Linux.

методичка , добавлен 15.11.2014

Рассмотрение различных дистрибутивов операционной системы. Изучение протоколов обмена данными и форматов физического хранения данных. Разработка дистрибутива на основе операционной системы Linux для функционирования в составе сетевого хранилища StarNAS.

курсовая работа , добавлен 05.11.2015

Особенности загрузки операционной системы Linux в режиме терминала, входа в систему и регистрации пользователей. Выполнение переназначения файлов, его использование для работы с командами операционной системы. Применение программных каналов (конвейеров).

Операционная система хранится во внешней памяти обычно на жестком диске, реже – на гибком. Для нормальной работы компьютера необходимо, чтобы основные модули операционной системы находились в оперативной памяти. Поэтому после включения компьютера организована автоматическая перезапись (загрузка) операционной системы с диска в оперативную память. Наиболее важные аспекты этой загрузки отражены в виде алгоритма на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Алгоритм загрузки операционной системы с диска в оперативную память

После включения компьютера вы наблюдаете за сменой цифр на экране. Эти цифры отображают процесс тестирования оперативной памяти программой BIOS. При обнаружении неисправности в ячейках оперативной памяти будет выдано сообщение.

После успешного окончания тестирования аппаратуры производится обращение к дисководу с гибким диском А, и рядом с ним загорается лампочка индикации. Если вы загружаете операционную систему с гибкого диска, то надо до или во время тестирования вставить системный диск в дисковод А. В противном случае при отсутствии на диске А операционной системы осуществляется обращение к жесткому диску, о чем свидетельствует засветившаяся рядом с ним лампочка индикации.

Начинается считывание в оперативную память 0-го сектора 0-й стороны диска, в котором находится загрузчик (BOOT RECORD). Управление передается загрузчику, который проверяет наличие на системном диске модуля расширения IO.SYS и базового модуля MSDOS.SYS. Если они находятся в отведенном для них месте (см. рис. 9.10), то он загружает их в оперативную память, в противном случае будет выдано сообщение об их отсутствии. В этом случае рекомендуется произвести повторную загрузку. Сигнал повторной загрузки передает управление постоянному модулю BIOS, который снова переписывает с диска в оперативную память блок начальной загрузки и т.д.

Запомните! Для повторной загрузки операционной системы в память нажать одновременно клавиши .

После успешно выполненной загрузки в оперативную память модуля расширения IO.SYS и базового модуля MSDOS.SYS загружается командный процессор СОМMAND.COM и обрабатывается файл конфигурации CONFIG.SYS, который содержит команды подключения необходимых драйверов. Этот файл может отсутствовать, если вас устраивает базовый вариант операционной системы.

Затем выполняется обработка командного файла AUTOEXEC.BAT. С помощью этого файла вы можете произвести настройку параметров операционной среды. Например, создать виртуальный диск, обеспечить смену режимов печати, загрузить вспомогательные программы и т.д.

Внимание! Файлы с расширением.ВАТ играют при работе в системной среде особую роль. Они содержат совокупность команд операционной системы или имен исполняемых файлов. После запуска файла с расширением.ВАТ все записанные в нем команды выполняются автоматически одна за другой.

Файл со стандартным именем AUTOEXEC.BAT отличается от других файлов типа.ВАТ тем, что выполнение помещенных в него команд начинается автоматически сразу после загрузки операционной системы.

В случае отсутствия файла AUTOEXEC.BAT вам будет предложено ввести дату и время:

если вы хотите сделать переустановки системных даты и времени, то в ответ на приглашение введите значения в одной из предусмотренных форм, например:

10-25-1997 (месяц день год)

7:30:10.00р (часы:минуты:секунды)

После окончания работы файла AUTOEXEC.BAT, а также если этот файл не обнаружен, на экран дисплея будет выдано приглашение системного диска, например C:\>. Это является свидетельством нормального завершения процесса загрузки, и вы можете приступить к работе, введя имя прикладной программы или команду операционной системы.

Примечание. Файлы CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT могут отсутствовать. В этом случае параметры операционной среды будут установлены по умолчанию.

Запомните! На жестком диске необходимо обеспечить постоянное хранение операционной системы.

При включении компьютера все дисководы для гибких дисков должны быть открыты.

Вставлять гибкий диск с прикладными программами в дисковод надо после окончания загрузки.

ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ В MS DOS

§ Общие сведения о командах

§ Основные команды для работы с каталогами

§ Основные команды для работы с файлами

§ Основные команды для работы с дисками

§ Создание и использование командного файла

§ Командный файл автонастройки операционной системы AUTOEXEC.BAT

§ Настройка операционной системы с помощью файла конфигурации CONFIG.SYS

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМАНДАХ

Давным-давно, когда я был маленьким работал в институтской лаборатории на большом компьютере СМ-3 (что-то вроде знаменитой PDP-11), bootstrapping (загрузка) ЭВМ выглядела так. В фотосчитыватель заправлялась коротенькая бумажная перфолента с пробитой на ней программой начальной загрузки, запускался процесс считывания, а дальше … как повезет.

Дело в том, что бумажная ленточка постепенно изнашивалась, начинала плохо читаться, и ЭВМ могла с первого раза «не завестись». В этом случае процесс нужно было повторять, порой несколько раз, до победного конца. Когда ленточка окончательно выходила из строя и машина никак не хотела «оживать», приходилось временно вводить программу начальной загрузки вручную при помощи расположенных на передней панели переключателей. Тут, главное, было не торопиться и не делать ошибок.

В современных компьютерах процесс загрузки большей частью автоматизирован, однако это не означает, что он не заслуживает того, чтобы с ним познакомиться.

Основные определения и этапы загрузки операционной системы

Включение компьютера, POST, BootMonitor

Начальный этап загрузки операционной системы после включения компьютера начинается в BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода). В настройках BIOS мы указываем загрузочное устройство, или ряд загрузочных устройств в порядке их приоритета. Возможны различные варианты загрузки и их комбинации: с жесткого диска, CD/DVD – диска, USB-flash и другие.

Сразу после прохождения POST (Power-On Self-Test — самотестирование после включения) BIOS компьютера начнет поочередно перебирать указанные загрузочные устройства до тех пор, пока на одном из них не найдет подходящую специальную запись, в которой содержится информация о дальнейших действиях.

Загрузчик 1-го уровня. Master Boot Record

Master Boot Record — главная загрузочная запись, расположена в первых физических секторах загрузочных устройств хранения. Она содержит таблицу разделов (Partition Table) и исполняемый код.

Главной задачей программы, записанной в MBR, является поиск активного системного раздела диска и передача управления его загрузочному сектору. Таким образом, эту стадию можно назвать подготовительной, в силу того, что непосредственно загрузки самой ОС еще не происходит.

Системным принято называть раздел диска (устройства хранения) на котором расположены файлы операционной системы, отвечающие за процесс загрузки ОС (сама операционная система может размещаться в другом разделе). В принципе, системных разделов может быть несколько, поэтому один из них отмечается как активный. Именно его ищет программа, загруженная с MBR.

Загрузчик 2-го уровня. Partition Boot Sector

Следующим этапом загрузки компьютера является передача управления исполняемому коду, записанному в PBS (Partition Boot Sector — загрузочный сектор активного раздела). PBS расположен в первом секторе (секторах) соответствующего раздела диска. В коде PBS прописано имя файла загрузчика операционной системы, которому и передается управление на этом этапе.

Начальный этап загрузки операционной системы. Менеджер загрузки ОС

Первоначально в Linux загрузчиком являлся LILO (Linux Loader). В силу имевшихся в нем недостатков, главным из которых была неспособность понимать используемые в Linux файловые системы, позднее начал использоваться загрузчик GRUB (GRand Unified Bootloader) в котором недостатки LILO были исправлены.

Если речь идет о версиях Windows до Vista, например, Windows XP, то будет загружен Ntldr. Он, в свою очередь, считывает информацию из текстового файла Boot.ini, в котором записана информация об установленных операционных системах.

Загрузка ядра операционной системы

Завершающим этапом загрузки операционной системы является загрузка ядра ОС и передача ему управления.

Несколько лет назад в моей практике был такой забавный случай.
Меня попросили помочь одному человеку купить и привести в порядок компьютер для дома. Товарищ этот на тот момент времени только-только вышел на пенсию, а до этого работал в должности начальника и компьютер видел, по большей части, издалека, на столе у своей секретарши. После выхода на пенсию у него появилось время и желание компьютер освоить. Ну что, по-моему, замечательно. Компьютер мы ему подобрали недорогой, но добротный и с хорошим, по тем временам, монитором. Я поставил и настроил кое-какие программы, показал как ими пользоваться. Господин обзавелся книжкой из серии «Что-то там для чайников » и мы расстались абсолютно довольные друг другом.
Примерно через неделю мой подопечный позвонил мне по телефону и чуть не плача сообщил, что все пропало и компьютер больше не работает. Благо, запираться он не стал и честно рассказал, как было дело. А дело было так. Товарищ полез исследовать содержимое своего компьютера и нашел в корне диска С:\ несколько подозрительных и «ненужных», на его взгляд, файлов. Он решил освободить место и файлики эти попросту удалил. Думаю, что все уже догадались, что это были boot.ini, ntldr, ntdetect и др. Поправить ситуацию сложности не представляло, разве что пришлось ехать к нему еще раз.

К слову сказать, для того, чтобы получить проблемы с загрузкой Windows XP, можно было и ничего не стирать, а слегка «подправить», например, boot.ini.

Видимо Microsoft как то узнала об этом случае и в следующей версии своей ОС решила припрятать файлы загрузчика получше.

Особенности загрузки операционных систем Windows Vista / 7 / 8

В Windows Vista или Windows 7 / 8 диспетчер загрузки называется Bootmgr. Он читает список установленных операционных систем не из простого текстового файла, коим является boot.ini, а из системного хранилища BCD (Boot Configuration Data), доступ к которому осуществляется посредством специальной утилиты bcdedit.exe .

Но это еще не все. Откроем “Управление компьютером” –> “Управление дисками” >

Процесс стандартной инсталляции операционной системы Windows Vista / 7 / 8 создает в начале диска дополнительный раздел «Зарезервировано системой». Ему не присваивается буква диска, благодаря чему, если не сделать дополнительных шагов, и сам раздел и его содержимое будут скрыты от пользователя. Этот основной раздел имеет статус «Системный» и «Активный» и, следовательно, удалить его тоже нельзя.

В Windows 7 размер такого раздела составляет 100 МБ, из которых занято около 30 МБ, в Windows 8 – уже 350 МБ, причем занято из них 105 МБ. Такая разница объясняется тем, что в Windows 8 на этот раздел перенесена папка “Recovery”.

Посмотрим содержимое раздела «Зарезервировано системой». Для этого назначим ему букву диска, например, «W» в “Управление дисками”. Дополнительно откроем «Панель управления» –> «Параметры папок» и на вкладке «Вид» снимем галку с «Скрывать защищенные системные файлы» и поставим отметку на «Показывать скрытые файлы, папки и диски».

Если в системе установлен файловый менеджер FAR Manager, то для просмотра можно воспользоваться им и не заниматься настройкой видимости скрытых файлов.

Так выглядит содержимое раздела «Зарезервировано системой» в Windows 8 >

Как и ожидалось, в корне раздела мы видим загрузчик Bootmgr.

А так выглядит часть содержимого папки «Boot» >

В папке мы находим базу хранилища данных конфигурации загрузки BCD и сопутствующие ей папки с языковыми файлами и файлами шрифтов.

Для полноты картины осталось сказать о том, какой раздел называется загрузочным. Ответ уже показан на картинке с томами Windows 7. Очевидно, что это раздел, на котором находятся все основные файлы операционной системы.

Ну что же, запомнить названия разделов диска очень легко по принципу «всё наоборот» — на системном нет системы (операционной), но расположен загрузчик третьего уровня, на загрузочном как раз отсутствует загрузчик, но находится сама система. Естественно, эта «запоминалка» работает только тогда, когда есть несколько разделов. Если раздел один, то он может быть сразу системным, активным и загрузочным.

Главной задачей загрузчика 3-го уровня, в роли которого выступает, в зависимости от типа ОС, Bootmgr, Ntldr или GRUB, является чтение с загрузочного диска и загрузка ядра операционной системы. Кроме того, в случае множественной загрузки, когда на компьютере установлено несколько операционных систем, загрузчик 3-го уровня позволяет выбирать нужную при каждом запуске компьютера.

Классической ошибкой, которой Microsoft посвятила , является установка Windows XP после Windows Vista / 7 /8. Установщик Windows XP помечает свой раздел как активный, после чего, во время загрузки, MBR передает управление PBS этого раздела а он, в свою очередь, — Ntldr. Загрузчик Windows XP ничего не знает о более поздних версиях операционных систем Windows и их загрузка становится невозможной. Лечится достаточно легко, но неискушенного пользователя такая ситуация может поставить в тупик.

Добавить к этому практически нечего и можно переходить непосредственно к редактированию загрузочного меню. Начнем с .

10 комментариев

Подскажите пожалуйста как именно лечить?:
«Загрузчик Windows XP ничего не знает о более поздних версиях операционных систем Windows и их загрузка становится невозможной. Лечится достаточно легко, но неискушенного пользователя такая ситуация может поставить в тупик.»

Поставил ХР после Vista на ноутбук — в итоге запуск системи доходит до начала загрузки ХР и все по новой перезагружаєтса, а если отключить (на время загрузки ОС) адаптер питания то все загружается нормально. Если загружать в безопасном режиме, то адаптер отключать не надо. Что ето может бить и как с етим бороться?

ПОЖАЛУЙСТА ОТПИШИТЕ. ЗАРАНИЕ СПАСИБО. ИЗВИНИТЕ ЗА «ЛОМАННИЙ» РУССКИЙ.

По поводу влияния адаптера питания на загрузку ХР ничего не скажу — конкретных идей нет. По поводу восстановления загрузки Vista, если это актуально, то в конце поста есть ссылка на статью суппорта Microsoft (919529), посвященную непосредственно этой теме. Для восстановления потребуется установочный диск Vista. В командной строке с правами администратора нужно выполнить:
Х:\boot\bootsect.exe /nt60 all
где X: — буква оптического привода.
А вот загрузку XP нужно будет добавлять вручную с помощью редактора . Набор команд будет таким:
Bcdedit /create {ntldr} /d "Microsoft Windows XP"
если данная команда завершиться неудачей, то:
Bcdedit /set {ntldr} description "Microsoft Windows XP"
далее:
bcdedit /set {ntldr} device partition=X:
Х: - буква диска раздела, на котором находятся файлы загрузчика XP, и путь к нему:
bcdedit /set {ntldr} path \ntldr
bcdedit /displayorder {ntldr} /addlast

У меня был ноутбук, при загрузке и перезагрузке сразу включался виндовс,а сейчас я приобрел стационарный компьютер и загрузка идет в три этапа. Как сделать так,чтобы избавиться от этих этапов. Извините за безграмотное обозначение технических терминов.

Юрий! Боюсь, что тех сведений, которые Вы сообщили, явно недостаточно для каких-либо рекомендация. Какая Windows и о каких этапах идет речь? Уточните.

Доброго здоровья, Александр.
Как понять, предотвратить, а если повторится — правильно выйти из вот такой ситуации.
Ноутбук. Установлена Windows-7. После включения и ввода пароля выдал «missing operating system» — то бишь «отсутствует операционная система». Выключения с повторным включением дали тот же результат. Запуститься удалось только вынув и спустя некоторое время вставив аккумулятор.
Накануне, правда, имело место быть некорректное выключение: предварительно не были отключены флешка и модем. Раньше такая забывчивость тоже случалась, но подобного эффекта не было.
Буду признателен за доступный старому «чайнику» ответ (мне лет на десять больше, чем господину в забавном случае, но познакомился с КОМПом примерно в том же возрасте).

Владимир, здравствуйте. С наступающими праздниками и всех благ.
В данной ситуации Вы сделали все правильно — сбросили «залипший» глюк.
Как поется в песенке: «Одна дождинка — еще не дождь. Одна снежинка — еще не снег». Возможно, что ничего подобного больше и не произойдет. Вот если с запуском начнутся регулярные проблемы, тогда надо будет разбираться. А вообще, Windows 7 и выше достаточно устойчивы к нештатным выключениям.
Что делать? Вы сами ответили на свой вопрос — стараться штатно отключать устройства. И если есть возможность подключить по USB внешний диск, то я обязательно сделал бы (на самом деле делаю достаточно регулярно) бекап системы, например с помощью .

Здравствуйте. У меня такая проблема, стационарный компьютер, два жестких диска, Windows 10. После заставки БИОС появляется искаженное окно, компьютер не запускается, после принудительной перезагрузки всё запускается и всё работает. Тоесть отрезок между биосом и выбором дисков есть какая то ошибка.

Рис. 9.13. Алгоритм загрузки операционной системы с диска в оперативную память

Запомните! Для повторной загрузки операционной системы в память нажать одновременно клавиши .

В случае отсутствия файла AUTOEXEC.BAT вам будет предложено ввести дату и время:

10-25-1997 (месяц день год)

7:30:10.00р (часы:минуты:секунды)

Запомните! На жестком диске необходимо обеспечить постоянное хранение операционной системы.

При включении компьютера все дисководы для гибких дисков должны быть открыты.

Вставлять гибкий диск с прикладными программами в дисковод надо после окончания загрузки.