Что такое загрузчик? Как работает загрузчик?

Загрузчик очень важен для операционных систем. Тем не менее, его часто упускают из виду как ключевой компонент компьютеров. Это потому, что он играет свою роль в фоновом режиме, помогая активировать правильную операционную систему. На большинстве процессорных плат в наших устройствах программы предварительно загружены. Эти программы известны как загрузчики.

В этой статье объясняется, что такое загрузчик и как он работает. Если вам интересно узнать, что такое загрузчик и как он работает, эта статья для вас.

Что такое загрузчик

При включении компьютер имеет чистое состояние. Это означает, что в его памяти нет программ и доступ к его компонентам невозможен.

Загрузчик помогает загрузить операционную систему или среду выполнения, чтобы добавить программы в память и предоставить доступ к компонентам. Это необходимо для запуска процесса, инициализации оборудования и передачи управления ядру, которое инициализирует операционную систему.

BIOS

Ключевые компоненты загрузчика включают базовую систему ввода / вывода (BIOS), микропрограммное обеспечение, находящееся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) ПК. Когда компьютер включен, BIOS запускается до запуска любой другой программы.

BIOS состоит из следующего:

• POST (Самотестирование при включении)
• Загрузчик загрузочного сектора
• Прерывания BIOS
• Настройки

Меню настройки помогает настроить параметры загрузчика. Современные версии BIOS используются для установки различных параметров. Это включает в себя порядок загрузки, который определяет устройства, BIOS проверяет перед загрузкой.

Загрузчик загрузочного сектора загружает первый 512-байтовый сектор с загрузочного диска в оперативную память. Это необходимо, чтобы первый доступный блок или сектор памяти на носителе был зарезервирован для записи.

Связанный: Как получить доступ к BIOS на компьютере с Windows 8

Прерывания BIOS - это драйверы устройств, которые используются загрузчиками для доступа к экрану, клавиатуре и дискам. Не все операционные системы используют прерывания BIOS.

Помимо BIOS есть расширения ROM. Основной BIOS может запускать ПЗУ расширения.

Загрузчик обычно состоит из трех программ:

• Программа загрузочного сектора, загружаемая BIOS напрямую во время загрузки.
• Программа второго этапа, загружаемая программой загрузочного сектора для завершения процесса загрузки.
• Установщик загрузчика для установки загрузчика и программы второго этапа на загрузочный диск.

UEFI BIOS

Растущие требования пользователей компьютеров привели к созданию современного преемника BIOS.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) - это мини-операционная система, которая загружает загрузчик в память перед выполнением дополнительных рабочих процедур.

Хотя он имеет некоторое сходство с BIOS, несколько ключевых отличий заставили многих рассматривать UEFI как расширение, а не замену традиционному BIOS.

Одно из основных различий между UEFI и BIOS заключается в том, как UEFI предоставляет рабочий интерфейс для компьютеров и использует новые механизмы и функции. Кроме того, хотя UEFI не определяет, как следует программировать микропрограммное обеспечение в целом, он влияет на интерфейс между микропрограммным обеспечением и операционной системой.

Программа UEFI постоянно находится на микросхеме памяти на материнской плате. Это означает, что он сохраняется даже при отключении питания. Для связи между прошивкой и операционной системой используется уникальный операционный уровень. Режим UEFI можно инициализировать перед запуском операционной системы.

Некоторые из ключевых преимуществ UEFI:

• Не требует активной оперативной системы для работы сети.
• Лучшее удобство использования за счет использования компьютерной мыши и графического пользовательского интерфейса
• Повышенная безопасность благодаря функции безопасной загрузки
• Гибкая модульная структура, которая помогает адаптироваться к специальным аппаратным средам и профилям требований.
• Менеджер загрузки, который управляет разными загрузчиками для разных операционных систем.
• Инструмент командной строки для проведения диагностики и устранения неполадок.

Целью безопасной загрузки является повышение безопасности. Перед запуском необходимо проверить компоненты прошивки UEFI, загрузчика и ядра операционной системы. Компоненты проверяются с помощью криптографических цифровых подписей в базе данных подписей прошивки UEFI. Системная загрузка может быть отменена, если проверка безопасности не пройдена.

В профессиональных средах безопасная загрузка обычно используется с аппаратным компонентом. В Trusted Platform Module (TPM) - ключевой компонент безопасной загрузки., обеспечивающие безопасность компьютеров.

По сравнению с традиционным методом загрузки устаревшей системы BIOS, UEFI дает следующие преимущества, а GPT предлагает следующие преимущества:

• Позволяет одновременно устанавливать несколько операционных систем со своими собственными менеджерами загрузки.
• Загружается быстрее, чем унаследованные системы BIOS
• Поддерживает предзагрузочные приложения

В наши дни для настроек, связанных с загрузкой, используется NVRAM (энергонезависимая память с произвольным доступом). Настройки сохраняются после выключения компьютера. Используется небольшое количество энергии от батареи материнской платы.

Как работает загрузчик?

После включения компьютера на экране появляется информация об установленном оборудовании. Загрузчик помещает свою операционную систему в память. Базовая система ввода / вывода (BIOS) выполняет тесты перед передачей управления в основную загрузочную запись (MBR), которая содержит загрузчик.

Многие загрузчики настроены для предоставления пользователям различных вариантов загрузки. Варианты включают разные операционные системы, разные версии одной и той же операционной системы, варианты загрузки операционной системы и программы, которые запускаются без операционной системы.

Связанный: Как отключить безопасную загрузку UEFI для двойной загрузки любой системы

В некоторых случаях на устройстве может быть две операционные системы. На этих устройствах можно использовать загрузчики для автоматического запуска нужной операционной системы, которую пользователи предпочитают. Загрузчик также можно использовать для загрузки операционной системы в безопасном режиме для восстановления.

Вы можете использовать загрузчик для загрузки программы без запуска операционной системы. Это может быть полезно для таких устройств, как игровые приставки. После того, как диск с игрой вставлен в консоль и консоль включена, пользователь попадает прямо в игру, а не на экран приветствия.

Исключения и прерывания

Загрузчики очень важны для поддержания безопасности и архитектуры программного обеспечения. Исключения и прерывания могут обрабатываться загрузчиками и приложениями по-разному. Метод, которым связаны аппаратное и программное обеспечение, напрямую влияет на работу исключений и прерываний и влияет на функциональность загрузчика.

5 способов исправить отсутствующие настройки прошивки UEFI в Windows 10

Если вы войдете в свой BIOS и обнаружите недостающие настройки, вот как вы их вернете.

Читать далее

Об авторе