• Основные понятия загрузочного процесса операционных систем Windows XP и 7
• Метод двойной и многовариантной загрузки Windows.
• Ограничения загрузки операционной системы Windows и другие возможные варианты.
• Как работают загрузчики (менеджеры загрузки) сторонних производителей.

Я знаю из личного опыта, что большинство людей рассматривает процесс загрузки компьютера как что-то недоступное их пониманию. Во многих руководствах и инструкциях содержится слишком много технических подробностей и деталей запутывающих пользователей и вообще отбивающие желание изучать его.

В этом руководстве будет содержаться только самая необходимая информация. Я думаю, что нет необходимости глубоко вникать в процесс загрузки. Достаточно знать основные технические моменты, для того чтобы сделать правильный выбор при установке или изменении конфигурации, загрузки операционной системы Windows.

Данный ниже материал, может кому-то показаться слишком упрощенным, но это лишь, то, что действительно необходимо для понимания процесса. Процесс загрузки операционной системы — это последовательный запуск и выполнения работы одной “программки”, которая потом запускает вторую, третью и так далее. Как правило, для загрузки необходим запуск 4 или 5 “программок”, последняя из которых фактически запускает операционную систему Windows.

Большинство проблем возникают, только потому, что одна из программ не может найти следующую за ней программу в цепи действий. Если вы знаете, где расположена нужная программа, что нужно ей для запуска следующей и какая точка входа необходима этой программе, то вы действительно разбираетесь в загрузке операционных систем.

В понимании процесса загрузки нет ничего особо трудного или мистического. Ведь речь идёт всего лишь о пяти небольших программках, которые просто должны запускаться (стартовать) в правильном порядке. Любой начинающий пользователь, через пять минут работы за компьютером может узнать, что это за программки и как ими удобно пользоваться.

В последовательном запуске программ нет ничего секретного или магического, эти программы как и любые другие всего лишь закодированные единицы и нули, которые указывают компьютеру, что необходимо делать. Некоторые из программ имеют странные имена, которые стали уже почти легендами, их названия произносятся часто с чувством почтения и удивления. Они вызывают уважение, даже среди некоторых закалённых компьютерных специалистов. Я не хочу подвергать сомнению, чьи либо убеждения, но это правда.

Последовательность загрузки операционной системы

Первая программа уже встроена в материнскую плату вашего персонального компьютера, точнее, в маленькую микросхему (чип) которая находится всегда в одном и том же месте. При включении компьютера она запускается и выполняет заложенную в неё программу. Эта первая программа называется БИОС (BIOS). Выполнив свою работу, она запускает следующую программу. БИОС весьма “умна” и всегда старается найти следующую для запуска программку, для этого проверяются места её возможного нахождения.

Как правило, всё находится автоматически, так что делать ничего не нужно. Иногда возникает необходимость указать программе нужный параметр для поиска необходимого устройства – флоппи дисковода, жёсткого диска и т. д. Все это можно сделать в настройках программы BIOS.

Для продолжения загрузки операционной системы с жесткого диска необходима вторая программа, которая находится на жёстком диске. Для простоты поиска второй программы её всегда размещают в одном и том же месте, и БИОС всегда начинает просмотр именно с него.

Запуск второй программы всегда начинается с первых байтов первого сектора. Называется эта программа MBR (Главная загрузочная запись). Она содержит в себе программу начальной загрузки и таблицу разделов (Partition Table ) жесткого диска – вот это двойное предназначение многих вводит в заблуждение. Самое распространённое название загрузочной части MBR это – Программа начальной загрузки (IPL ). Так же как и БИОС, программа IPL универсальна для всех операционных систем, так что не надо беспокоиться, поддерживает она, Windows или Linux. Находясь на жестком диске, её задача лишь запустить следующую программку. Программка IPL от компании Майкрософт имеет маленький размер и ограниченные возможности, её цель и главная задача найти и запустить следующую программку в цепи.

Просматривая таблицу разделов, и заметив “развивающийся” флаг активности, программка понимает, что нашла свою цель. Если раздел отмечен флагом активности, то программа начальной загрузки (IPL) идет к первым байтам первого сектора и запускает следующую программку в цепи загрузки. При изменении (перемещении) флага активности с одного раздела на другой, программа начальной загрузки начнет просмотр и загрузку с другого раздела.

При изменении флага активности никаких физических действий с разделом не происходит, вносится лишь небольшая поправка в таблицу разделов. Раздел с установленным флагом называют Активным разделом, для изменения активности разделов жесткого диска, надо просто переместить указатель (флаг на техническом языке) на нужный раздел.

Третья программа в цепочке последовательно запускающих программ находится в самом начале раздела. Она называется PBR (Запись Загрузки Раздела) или иногда её называют VBR (Том Записи Загрузок). Когда PBR сделает свою работу, то она запускает следующую за ней программу. PBR весьма специфична, и в отличие от BIOS и IPL, ей требуется знать, точное название и местонахождение файла. Название файла в зависимости от операционной системы будет разным, поэтому в процессе установки операционной системы PBR запишет необходимые данные, для того что бы легко можно было найти нужный файл. Для операционных систем от Windows NT до Vista это будет файл под названием ntldr , который всегда находится в корневом каталоге раздела. Месторасположение файла ntldr всегда в корневом каталоге рядом с папками Windows и Program Files, а не внутри папки или директории.

Для операционных систем, от Windows NT до Vista запуск файла ntldr будет четвертой и последней программой в цепи загрузки. Файл, по сути, является загрузчиком Windows, которая запускается из папки system32.

На этом рисунке отображена последовательность загрузки. Главная загрузочная запись (MBR) показана как отдельная секция в начале жёсткого диска. Для этого на жестком диске специально зарезервирован маленький раздел, который никак не связан с другими разделами. Запись загрузки раздела (PBR) показана как отдельная секция, хотя на самом деле это часть раздела. Операционная система Windows резервирует первые 16 секторов своего раздела, исключительно для использования загрузочной записи раздела.

Последовательность загрузки старой операционной системы Windows NT и Vista почти не отличается, но в последней операционной системе ntldr была изменена. В старой Windows NT, файл ntldr был и загрузчиком и менеджером загрузок, но в Windows Vista эти две функции были разделены на две разные программы.

Функцию менеджера загрузки, в обязанность которой входит поиск активной операционной системы теперь выполняет — файл bootmng . Загрузчик, который фактически запускает операционную систему, выполняет — файл winload.exe . Файл bootimg находится в корневом разделе установленной операционной системы, а файл winload.exe помещен внутрь папки system32 системной папки Windows. Все эти изменения добавляют еще один шаг в цепочку загрузки операционной системы, поэтому в Viste она составляет пять шагов.

Операционная система Windows 7 наделена огромными возможностями, которые позволяют создать дополнительный раздел для управления загрузкой и файлами BCD и bootmng . Компания Майкрософт сообщает, что изменение в загрузке новой операционной системы Windows 7, возможно в дальнейшем станет постоянным.

Продолжение следует…

На самом деле, "чисто" описать, как компьютер инициализируется, не получится - во многих системах это происходит с небольшими отличиями, да и надо учитывать набор оборудования, предустановки и пр. Но в основном - это выглядит следующим образом:
Включаем питание - происходит общий сброс логики и процессора, процессор начинает выполнять набор инструкций, которые изначально хранятся в ПЗУ на материнской плате. Набор можно логически разбить на три части:

1. Power On Self Test (POST) - запускается только один раз и сразу после включения питания. В этом тесте проверяется аппаратура на наличие грубых ошибок (функционирование аппаратуры вообще). Одним из видимых шагов на экране - тестирование памяти.
2. Инициализация - запускается каждый раз, когда машина перегружается (например, когда пользователь нажимает Ctrl-Alt-Del) - инициализирует все доступные устройства на плате и в слотах расширения (ISA, PCI, AGP).
3. Третья часть - это собственно BIOS (BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM) - базовая система ввода/вывода на низком уровне. Этими функциями пользуются некоторые операционные системы (DOS, Windows и др.) Обычно, весь BIOS располагается на отдельном чипе, который программируется на заводе, хотя в современных компьютерах может быть перепрограммирован прямо из системы. Т.е. сейчас используется Flash Memory.

Особенность существующих BIOS в том, что они весьма медленны (гораздо медленнее, чем обычная оперативная память). Поэтому, многие системы просто копируют весь BIOS в оперативную память.

Тест памяти - это наиболее видимая часть теста аппаратуры на этапе POST. Кстати, о видимости - видеоадаптер - тоже аппаратура, и его как раз необходимо инициализировать в первую очередь - чтобы пользователь мог видеть процесс тестирования и инициализации устройств. Так же, необходимо установить еще и режим (частоту обновления, разрешение) экрана. Ведь видеокарты могут быть сделаны разными фирмами, да еще и разные модели - кому как не БИОСу самой карточки знать досконально, как ее нужно инициализировать?
На каждой видеокарте есть свой BIOS, который опрашивается на его наличие при тестировании аппаратуры. Сначала системный БИОС ищет видео по стандартным адресам ISA VGA, - если там нет адаптера, то он ищется на PCI , потом на AGP (или сначала AGP, а потом PCI - это прописывается в установках BIOS SETUP). И если, видеобиос найден в одном из слотов, то управление передается на него.

И вообще, присутствие БИОСа на различных адаптерах заставляет системный БИОС отдавать им управление - в случае с видеоадаптером - это включение режима и т.д., в случае с сетевой картой - загрузка с сети (в случае с без дисковыми машинами - удаленная загрузка с сети) - при наличие BIOS на сетевой карте и наличие жесткого диска БИОС, например, может спросить - как будем грузиться - с сети или с имеющегося HDD? При наличии SCSI адаптера - он должен проинициализировать свои устройства (диски, CD-приводы, ленточные накопители и т.п.) и если таковые найдутся из числа дисков SCSI - необходимо будет поддержать int13 для того, чтобы система могла обращаться к ним, как к обычным жестким дискам. Хотя, инициализация SCSI устройств необязательна - например, при старте, ее можно отключать - если SCSI устройство не является загрузочным, это разумно.

Дальше проверяется наличие жестких дисков (IDE) на контроллере ввода-вывода, дисководов для дискет и пр. подобной периферии. Проверяется клавиатура и после успешной проверки выдается одиночный звуковой сигнал, указывающий, что инициализация прошла успешно (если нет - различным сочетанием звуковых сигналов BIOS сигнализирует об ошибках и/или сообщает о них на экране).

Итак, коротко можно описать следующим образом: все, кроме SCSI, IDE, USB "оживает" сразу - из адаптеров исключение составляет видеоадаптер, который инициализируется даже до проверки памяти.

Далее - если в слотах ISA находятся другие устройства, имеющие свои ПЗУ (с BIOS) - они инициализируются на этапе проверки внешних устройств, потом проходит проверка и назначение PCI (проверка устройств Plug and Play). Кстати, PnP есть и на ISA адаптерах.
Только после этого начинается проверка наличия устройств на IDE шине.

Тут может возникнуть вопрос - а как быть, если на ISA нет видеоадаптера, а есть на PCI - но ведь он "оживает" сразу - не дожидаясь даже проверки всего PCI? Просто на PCI есть BIOS, отображаемый в обычное пространство памяти, и все VGA PCI имеют еще и стандартную VGA программную часть, находящуюся в тех же регистрах, как и в случае, если бы это был ISA адаптер. Системный BIOS проверяет, есть ли VGA на ISA шине - если да, то на PCI шину и "не лезет", если нет - то сканирует PCI.

Ну, и в конце концов, после инициализации - считывается первый сектор первой дорожки первой головки жесткого диска и управление передается загрузочному сектору, который уже управляет дальнейшими действиями (либо выдается сообщение типа "NO SYSTEM TO BOOT"). Или подобным же образом система грузится с дискеты.

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 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, 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.

Приветствую, друзья!

На вопрос «что происходит с компьютером сразу после включения» можно дать простой ответ.

Он начинает шуметь вентиляторами, шуршать винчестером, мигать индикаторами, выводить служебные сообщения на экран монитора.

И загружать операционную систему.

Но за этой внешней простотой скрывается кое-что еще. Давайте-ка запасемся «мелкоскопом» и глянем более внимательно, что же именно творится в недрах компьютера!

Источник дежурного напряжения в блоке питания

Сразу отметим, что, если питающий шнур системного блока вставлен в сеть, часть работает, вырабатывая так называемое дежурное напряжение +5 В. Это напряжение питает часть компонентов материнской платы.

Это позволяет включать компьютер не только нажатием кнопки включения, но и нажатием кнопки на клавиатуре, движением мыши или нажатием ее кнопки.

Можно «будить» компьютер и через локальную сеть (при соответствующих настройках Setup).

Эти экзотические функции используются редко. Но при этом часть блока питания работает все время.

Конденсаторы в источнике дежурного напряжения подсыхают и быстрее вырабатывают свой ресурс. К тому же, вероятность выхода из строя источника дежурного напряжения (и, соответственно, всего блока питания) вследствие скачков напряжения в сети повышается.

Поэтому сетевое напряжение в отсутствие работы на блок питания лучше не подавать.

Но каждый раз вынимать вилку шнура из розетки неудобно. Удобно пользоваться специальным фильтром на 5 или 6 розеток с выключателем. Выключатель чаще всего имеет подсветку, что повышает удобство пользования.

При включении компьютера источник дежурного напряжения запускает основной инвертор. Последний вырабатывает основные постоянные напряжения.

Следует отметить, что сразу после запуска основного инвертора выходные напряжения колеблются в течение нескольких десятков или сотен миллисекунд. Это так называемые переходные процессы.

Что такое сигнал «Power Good»и зачем он нужен?

Если процессор будет в это время выполнять какие-то действия, то может быть искажение данных в его регистрах и ячейках оперативной памяти. Поэтому процессор содержит в себе вывод (вход) сброса или обнуления Reset.

Если на нем будет низкий логический уровень (напряжение, близкое к нулю), то процессор будет находиться в состоянии сброса. При этом все его регистры очищаются. Как только логический уровень станет высоким (напряжение станет равным +5 В), процессор стартует, начиная выполнение программы с нулевого адреса.

Сигнал на этот вход подается со специального вывода (вывод 8) разъема блока питания, который называется «Power Good» или «Power OK». Чаще всего он серого цвета.

Напряжение +5 В появляется там с задержкой, к тому времени, как переходные процессы уже закончились.

Бывают случаи (к счастью, достаточно редко), когда блок питания вырабатывает все основные напряжения в пределах нормы, а сигнал «Power Good» отсутствует. И компьютер при вроде бы исправном блоке питания не стартует. Это может ввести в ступор неопытного ремонтника.

Решается проблема ремонтом (или заменой) блока питания.

Как работает POST и что это такое?

Если все напряжения в норме и присутствует сигнал «Power Good», начинается выполнение программы POST (Power-On Self Test).

Это программа встроена (еще говорят «прошита») в BIOS (Basic Input Output System, базовая система ввода-вывода) материнской платы.

Процессор посылает тестовые сигналы на оборудование, которое имеется на борту и определяет их наличие (или отсутствие) и исправность.

Проверяется наличие винчестера, приводов DVD, видеоподсистемы, устройств ввода (мыши, клавиатуры) и другого оборудования. Кроме того, производится быстрый тест памяти. Надо сказать, что тест памяти, заложенный в программе POST, именно быстрый.

Он может не выявить всех возможных ошибок памяти. Бывали случаи, когда этот тест проходил нормально. Но потом компьютер в процессе работы обращался к дефектной ячейке памяти и выпадал в «синий экран смерти».

Существуют специальные (расширенные) тесты памяти, позволяющие сделать однозначный вывод о работоспособности ячеек модулей памяти. Такие тесты длятся достаточно долго и записывают в каждую ячейку самые различные кодовые последовательности.

Если в ячейку записались одни данные, а считались другие – ячейка считается дефектной.

Такой модуль подлежит замене.

BIOS Setup и Hardware Monitor

Если все оборудование в норме, программа POST издает короткий звуковой сигнал и обращается дальше к программе настройки (также «зашитой» в BIOS) Setup. Программа BIOS Setup имеет систему вложенных меню, которые можно увидеть на экране монитора.

Чтобы их увидеть, надо во время процедуры POST (сразу после включения) периодически кратковременно нажимать на клавиши Del, F2, F10 или другие (зависит от производителя BIOS и компьютера).

В настройках можно устанавливать дату, время, источник загрузки системы, константы, определяющие работу процессора, памяти и множество других параметров. Можно увидеть и параметры – напряжения блока питания, обороты вентиляторов, температуру процессора.

Это чрезвычайно полезная информация, позволяющая определить причины нестабильной работы компьютера.

Отметим, что если сразу после старта компьютера температура процессора достигает 50-60 градусов Цельсия и выше, то это говорит о проблемах с его охлаждением.

Часто BIOS Setup можно настроить так, что эти параметры будут выводиться при старте компьютера (перед загрузкой операционной системы).

И не нужно будет каждый раз входит в Setup. Но эти служебная информация будет пребывать на экране недолго, не более 2 секунд. Чтобы внимательно посмотреть на все параметры, надо нажать кнопку Pause на клавиатуре.

Отметим, что все эти параметры можно посмотреть и другим способом, уже после загрузки операционной системы. Для этого можно использовать программы Aida, Everest и им подобные.

Настройки BIOS Setup – это отдельная большая (и сложная для начинающих) тема, об этом мы расскажем в следующих постах. Пока скажем только об опциях выхода из программы настройки. В большинстве случаев могут быть следующие опции:

Если вы плохо ориентируетесь в опциях BIOS Setup (или забыли, что меняли), то при выходе из нее используйте опцию «Exit without saving» (выйти без записи). И все, что вы случайно «наклацали», не запишется.

Чтобы лучше ориентироваться в настройке компьютера в процессе его работы, необходимо разобраться, что происходит при загрузке компьютера, как взаимодействуют друг с другом его комплектующие, а также какую роль играет BIOS.

ПРИМЕЧАНИЕ.

BIOS – это базовая система ввода-вывода, программа которой записана в память на специальной микросхеме материнской платы. BIOS отвечает за первоначальную загрузку компьютера после его включения.

В первую очередь после включения (перезагрузки) компьютера происходит поиск видеоадаптера, который установлен в системе, так как без него компьютер не сможет вывести на экран никакой информации. Если видеоадаптер не обнаружен, система прекращает загрузку с выдачей соответствующего звукового сигнала об ошибке.

При нахождении видеоадаптера происходит его инициализация, после чего на экране на несколько секунд возникает изображение, содержащее сведения об установленном в системе видеоадаптере, объеме его памяти и т. д.

Таким образом, поиск видеоадаптера происходит даже раньше, чем определение типа процессора и установленной оперативной памяти. Впрочем, если процессор не установлен или не может быть использован, то система обычно вообще не может ни выдать на экран какого-либо изображения, ни просигнализировать звуком.

Следующий шаг – определение типа процессора. На этом этапе также устанавливается его тактовая частота в соответствии с настройками BIOS. На экран при этом выводится информация о типе процессора и его тактовой частоте.

Затем загрузочная программа определяет объем и тип установленной в системе оперативной памяти, а также тестирует ее. Результаты всех процессов выводятся на экран.

После этого начинается инициализация и проверка устройств, подключенных к контроллерам IDE. Это могут быть жесткие диски, приводы компакт-дисков или DVD и другие накопители. Сведения о них обычно поступают из значений параметров BIOS. Если в настройках прописано автоопределение накопителей (значение Auto), система автоматически постарается определить их – правда, на это требуется дополнительное время.

Затем программа первоначальной загрузки компьютера производит проверку привода гибких дисков (если он установлен в системе). Для этого контроллер посылает ему несколько команд, и система фиксирует его отклик.

Далее начинается поиск и проверка установленных в системе плат расширения, таких, как внутренний модем, звуковая карта, карта видеозахвата, TВ-тюнер или FM-тюнер и т. д. Некоторые из этих плат (например, SCSI-контроллер) могут также иметь свою собственную BIOS. В этом случае управление может на время быть передано ей.

После всех описанных действий на экран монитора выводится сводная таблица сведений о конфигурации компьютера, в которой указывается:

Тип процессора;

Идентификационный номер процессора (если он есть);

Тактовая частота процессора;

Объем установленной оперативной памяти;

Объем кэш-памяти;

Сведения о форм-факторе привода гибких дисков;

Сведения об установленных IDE-устройствах;

Тип видеосистемы;

Обнаруженные последовательные и параллельные порты и адреса их ввода-вывода;

Сведения об установленных модулях памяти;

Сведения о платах расширения, включая устройства, поддерживающие и не поддерживающие стандарт Plug and Play.

Однако вернемся к самому началу загрузки компьютера и рассмотрим процесс, называемый самотестированием системы (POST). В случае его успешного завершения обычно подается короткий звуковой сигнал. Иногда, правда, может и не подаваться никаких сигналов.

Что же произойдет, если не все в порядке? В случае обнаружения каких-либо не очень значительных ошибок на экран выводятся сообщения о них, после чего загрузка компьютера может быть продолжена. Если же в процессе самотестирования были обнаружены более серьезные неполадки, компьютерная система также попытается сообщить о них пользователю, однако иногда экран в таких случаях остается темным. Следовательно, пользователь даже не может увидеть соответствующее сообщение на экране.

Если такое произошло, то для определения причины ошибки можно руководствоваться звуковыми сигналами. С их помощью система сообщает пользователю о результатах процесса самотестирования.

Однозначный ответ на вопрос, что означает та или иная комбинация звуковых сигналов, как правило, дать нельзя, поскольку каждая подсистема BIOS имеет свой набор звуковых сигналов, приведенный в ее описании. Однако часто такой информации может не оказаться вообще. В таком случае попробуйте обратиться на сайт производителя или запросить соответствующую информацию в службе технической поддержки производителя BIOS или материнской платы.

Однако существуют некоторые комбинации звуковых сигналов, которые достаточно часто используются для обозначения одних и тех же ошибок. Если ваша система после самотестирования издает одну из нижеприведенных комбинаций звуковых сигналов, то вполне вероятно, что она сигнализирует о следующем:

Один короткий сигнал – тестирование завершилось успешно, загрузка продолжается (некоторые системы при этом не подают никаких звуковых сигналов);

Звука нет – неисправен процессор или блок питания (при этом на экране нет никакого изображения);

Один длинный непрерывный сигнал – неисправен блок питания;

Два коротких сигнала – обнаружены незначительные ошибки, необходимо внести изменения в настройки параметров BIOS (Award); это также может быть ошибкой четности памяти (AMI);

Три длинных сигнала – ошибка контроллера клавиатуры;

Три коротких сигнала – ошибка работы нижней памяти;

Один длинный и один короткий сигнал – неверно работает оперативная память;

Один длинный и два коротких сигнала – неверно работает видеоадаптер;

Один длинный и три коротких сигнала – ошибка видеосистемы: не подключен монитор, не работает видеоадаптер и пр. (AMI); или проблемы с контроллером клавиатуры (Award);

ВНИМАНИЕ!

Опыт показывает, что в BIOS от Award данный сигнал также может использоваться в первом значении. Это одна из самых распространенных ошибок.

Один длинный и восемь коротких сигналов – ошибка видеосистемы: не подключен монитор, не работает видеоадаптер и пр.;

Один длинный и девять коротких сигналов – ошибка считывания данных BIOS;

Четыре коротких сигнала – не работает системный таймер;

Пять коротких сигналов – неверно работает процессор;

Шесть коротких сигналов – неисправен контроллер клавиатуры;

Семь коротких сигналов – проблемы с материнской платой;

Восемь коротких сигналов – неверно работает видеопамять;

Повторяющиеся длинные гудки – неисправен или неверно подключен модуль оперативной памяти;

Повторяющиеся короткие гудки – неверно работает блок питания;

Девять коротких сигналов – ошибка контрольной суммы при проверке содержимого BIOS; обычно происходит сброс параметров BIOS, после чего можно войти в программу их настройки и продолжить работу;

Десять коротких сигналов – ошибка записи данных в микросхему CMOS;

Одиннадцать коротких сигналов – неверно работает внешняя кэш-память.

Имейте в виду, что все приведенные значения являются ориентировочными, то есть в каждом конкретном случае значение того или иного звукового сигнала может отличаться в зависимости от производителя BIOS или материнской платы.

ВНИМАНИЕ!

Не обращайте внимания на тихие короткие сигналы, которые издают многие материнские платы компании ASUS при включении или перезагрузке компьютера. С помощью этих сигналов система просто сигнализирует о количестве подключенных USB-устройств. Например, если при загрузке слышны два коротких тихих звуковых сигнала, это означает, что обнаружено два подключенных USB-устройства. При отсутствии устройств, подключенных к порту USB, система в случае успешного завершения самотестирования не подаст никаких звуковых сигналов.

Как показывает практика, иногда в процессе самотестирования компьютерной системы может возникнуть ошибка, которую не удается локализовать с помощью звуковых сигналов. Для анализа такой ситуации используется POST-плата.

POST-плата – специальная плата расширения для шины PCI (или реже для шины ISA), имеющая специальный цифровой индикатор (например, жидкокристаллический или, чаще, люминесцентно-вакуумный).

Специально для целей индикации результатов самотестирования в пространстве портов выделен специальный порт. Шестнадцатеричный адрес этого порта – 80. Перед тем как проинициализировать то или иное устройство, присутствующее в системе, в этот порт обязательно помещается некоторый код, с помощью которого можно точно определить, что именно инициализируется в данный момент.

Если инициализация одного устройства завершилась успешно, то система перейдет к определению следующего. При этом в 80-й порт будет записан следующий код.

POST-плата считывает коды, которые записывались при инициализации устройств в 80-й порт, и отображает их на своем индикаторе. Соответственно, если работа системы была прервана, можно увидеть код, записанный в 80-й порт последним. По нему можно определить, на какой операции произошел сбой, а также какое устройство не удалось проинициализировать. Например, если на индикаторе последним высветилось значение 04, то это (при использовании системы с Award BIOS) означает, что в системе неправильно формируются сигналы регенерации оперативной памяти.

Значения кодов POST могут различаться для различных производителей BIOS и материнских плат, однако большинство из них одинаковы. В табл. 3.1 приведены коды процедуры POST, которые обычно встречаются в системах на основе Award BIOS.

Таблица 3.1. Значения кодов POST

Применение POST-плат в некоторых случаях может оказать неоценимую помощь в процессе диагностики неработающей или неверно работающей системы.

Однако для применения подобной диагностики необходимо как минимум установить POST-плату в соответствующий слот (PCI или ISA), если, конечно, это не было сделано при сборке системного блока, что встречается достаточно редко.

Некоторые производители материнских плат, чтобы облегчить процедуру диагностики неисправностей, помещают индикаторы кодов POST прямо на поверхность материнской платы. Иногда также на материнской плате помещают выводы индикатора кодов POST, а сам индикатор при этом поставляется в комплекте. В этом случае он может быть выведен в любое место корпуса компьютера.

Такие решения существенно облегчают поиск неисправностей. Однако, к сожалению, они пока еще встречаются достаточно редко и до сих пор не вошли в повсеместное употребление.

Что же происходит после завершения самотестирования компьютерной системы и определения параметров всех установленных устройств?

До этого момента поведением системы управляет встроенная программа BIOS. На данном этапе управление передается в главную загрузочную запись жесткого диска.

В этой области должен быть расположен небольшой код загрузчика, назначение которого состоит только в том, чтобы передать управление в загрузочную запись нужного логического раздела на жестком диске, в которой должен быть размещен загрузчик операционной системы.

Загрузчик операционной системы – это программа, которая считывает в оперативную память ядро операционной системы и запускает программы, инициализирующие ее и передающие ей управление. После этого контроль над компьютерной системой получает операционная система (ОС), под управлением которой совершается вся дальнейшая работа на компьютере.

Однако в главной загрузочной записи жесткого диска можно расположить и более гибкую программу, например, позволяющую вывести на экран меню выбора загрузки нужной операционной системы, если на компьютере установлено несколько ОС.

Кроме того, в параметрах BIOS может быть предписано производить загрузку операционной системы не с жесткого, а с гибкого диска или компакт-диска. В этом случае BIOS попытается считать в память вместо загрузчика из главной загрузочной записи жесткого диска загрузочный сектор гибкого диска или компакт-диска. Если это удастся, то управление будет передано считанной программе.

Если на жестком диске или сменном носителе не удастся обнаружить загрузочный сектор, то на экране появится предупреждающее сообщение, вид которого зависит от производителя и версии BIOS. После этого работа системы остановится.

Поиск загрузчиков на жестком диске и сменных носителях всегда ведется в соответствии с инструкциями о порядке загрузки, которые поступают из параметров BIOS.

Правда, на самом деле все несколько сложнее. Управление коду, считанному из загрузочного сектора, будет передано только в том случае, если BIOS определит его как действительно исполняемый.

Если BIOS в загрузочном секторе устройства, определенного как загрузочное, обнаружит бессмысленную последовательность вместо кода загрузчика, дальнейшее поведение программы может быть различным. В большинстве случаев, если в качестве загрузочного указан сменный носитель, и код загрузчика не обнаружен в его загрузочном секторе, BIOS может решить, что в привод просто вставлен не тот диск. В итоге работа компьютера будет приостановлена, а на экране появится сообщение о том, что необходимо вставить загрузочный диск. После нажатия клавиши Enter BIOS вновь пытается считать код загрузочного сектора. Если носитель в приводе не будет обнаружен, BIOS пытается обследовать следующее устройство, указанное в настройках как загрузочное.

Однако в большинстве случаев загрузка операционной системы производится с жесткого диска. В отличие от других носителей, винчестер содержит несколько разделов, каждый из которых имеет свой загрузочный сектор. Кроме того, жесткий диск содержит в начале главную загрузочную запись. Именно она считывается в память, а уже ее код должен передать управление загрузчику нужного раздела жесткого диска.

Этот загрузчик, в свою очередь, выполняет функции загрузки ядра операционной системы. После обнаружения ядра, тот же загрузчик обычно запускает программы инициализации устройств, а также другие, которые подготавливают операционную систему к взаимодействию с пользователем.

Теперь вы знаете, что загрузка операционной системы – процесс многоступенчатый. Это важно понимать, чтобы правильно оценить причины сбоев, возникших при загрузке системы. Также эти сведения необходимы тому, кто использует на своем компьютере более одной ОС.

Говоря о загрузке операционных систем, нельзя не упомянуть о том, каким образом они могут быть расположены на винчестере компьютера. Особенно это актуально, если на жестких дисках должны одновременно сосуществовать две или более операционные системы.

Прежде всего, необходимо помнить, что физические жесткие диски часто не соответствуют логическим наименованиям разделов, которые используются в системе. Например, если в системе MS-DOS или Windows видны жесткие диски, обозначенные как C:, D: и E:, то это вовсе не означает, что в компьютере установлены три винчестера. Это вполне может быть и один жесткий диск, поделенный на логические разделы.

Более того, жесткий диск может использоваться практически в любой операционной системе, только если он поделен на разделы. Даже если хочется, не разбивая, использовать в Windows диск объемом, например, 80 Гбайт, то на нем необходимо создать один большой логический раздел, занимающий практически все пространство.

В начале жесткого диска обязательно располагается таблица его разделов, и если она пуста (разделы отсутствуют), то доступ к данным невозможен (если, конечно, говорить о стандартных методах доступа, а не о таких программах, как Disk Editor, напрямую работающих с физическими секторами на диске). Доступ к данным осуществляется внутри каждого из существующих разделов, а его способ зависит от организации данных внутри раздела.

Разбитие диска на разделы обычно осуществляют при помощи программы fdisk или другой подобной. Под таким названием в разных операционных системах могут фигурировать совершенно различные программы. Существуют также специальные средства, такие как программы PartitionMagic (рис. 3.1) или Acronis OS Selector.

Рис. 3.1. Окно программы PartitionMagic.

Традиционно физический жесткий диск не может содержать более четырех логических разделов, так как для таблицы разделов в начале жесткого диска по стандарту отводится слишком мало места. Однако это ограничение можно обойти.

Разделы, сведения о которых находятся в основной таблице разделов в начале диска, называют первичными. Таким образом, правильнее будет сказать, что на одном физическом жестком диске не может существовать более четырех первичных разделов.

Кстати, некоторые операционные системы могут быть загружены только с первичного раздела. Для ОС MS-DOS или Windows, кроме того, необходимо, чтобы этот раздел находился на первом физическом диске (если их несколько) и был помечен как активный. В некоторых случаях также играет роль его физическая удаленность от начала диска.

Более того, при применении операционных систем MS-DOS или Windows 95/98/Me следует учитывать, что они могут использовать только один первичный раздел на каждом из жестких дисков.

Помимо первичных разделов, на винчестере можно размещать расширенные логические разделы, являющиеся по сути вторичными. Данная технология была, очевидно, придумана, чтобы обойти ограничение в четыре раздела на одном диске.

Итак, один из четырех первичных разделов может быть помечен как расширенный. Такой раздел содержит еще одну таблицу разделов, которая уже не имеет ограничения по размеру и, следовательно, может содержать сведения практически о каком угодно большом количестве разделов.

Эта картина может быть представлена в разных видах. Например, при использовании программы fdisk в отношении операционных систем MS-DOS или Windows пользователю представляется, что все логические разделы находятся внутри расширенного, хотя удобнее и логичнее было бы представить ее по-другому – так, как показано на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема расположения логических разделов на жестком диске.

Для операционных систем MS-DOS или Windows использование расширенного раздела – единственный способ разделить один физический жесткий диск на несколько логических. Если на диске имеется один первичный раздел для этих систем, то остальные должны располагаться в расширенном разделе.

Теоретически логические разделы, расположенные внутри расширенного раздела, в смысле доступа к данным ничем не отличаются от первичных. Однако многие операционные системы нельзя располагать в этих разделах, так как они в большинстве случаев не смогут загрузиться с них.

Есть и некоторые другие особенности их применения. В частности, операционные системы MS-DOS или Windows обозначают диски следующим образом. Сначала идут все первичные разделы (первичный раздел первого диска, первичный раздел второго диска и т. п.), а затем уже логические (сначала на первом диске, потом на втором и т. д.). Таким образом, если ранее использовался один физический диск с разделами C: и D:, а затем в компьютер установили второй физический диск с единственным первичным разделом, то новый раздел станет называться D:, а бывший раздел D: – E:. Это приводит в недоумение некоторых начинающих пользователей.

В последних версиях операционных систем такое положение можно исправить. Например, в Windows 2000/XP можно присвоить каждому разделу любые буквы, а в Linux, BeOS и других системах таких проблем вообще не возникает, так как диски в них не обозначаются буквами и в каталоги монтируются сами разделы.

Напомню еще раз, что доступ к данным на диске также зависит от организации данных внутри каждого из разделов. Такая организация называется файловой системой, так как данные в ней располагаются на диске в виде именованных последовательностей – файлов, а доступ к ним осуществляется с помощью обращения по соответствующим именам.

В различных операционных системах подход к организации данных внутри раздела отличается. Общим же является то, что для использования той или иной файловой системы необходимо предварительно создать ее внутри дискового раздела. Создание файловой системы в разделе называют его форматированием.

Рассмотрим наиболее распространенные файловые системы.

FAT16 – файловая система, основанная на 16-разрядной таблице размещения файлов. Является «родной» в операционных системах MS-DOS и Windows 95, однако может использоваться с теми или иными оговорками практически во всех ОС. Тем не менее, она не популярна, так как характеризуется низкой устойчивостью и существенными потерями дискового пространства при наличии большого количества файлов (особенно мелких). Кроме того, объем раздела FAT16 не может превышать 2 Гбайт.

FAT32 – усовершенствованная модификация FAT16, использующая 32-разрядную таблицу размещения файлов. Не может использоваться только в операционных системах MS-DOS и Windows 95, характеризуется довольно низким быстродействием.

FAT12 – еще один вариант файловой системы на основе таблицы размещения файлов (12-разрядной). Этот вариант применяется только для носителей небольшого объема, таких как гибкие диски. На жестких дисках практически не применяется.

HPFS – высокопроизводительная файловая система, разработанная для операционной системы OS/2. Может также использоваться в ранних версиях Windows NT (до 3.5 включительно).

NTFS – тоже достаточно высокопроизводительная файловая система, задуманная как конкурент HPFS. Предназначена для операционных систем Windows NT/ 2000/XP, однако может применяться в Linux, FreeBSD, BeOS и других системах, как правило, в режиме только чтение.

EXT2FS – очень компактная и производительная файловая система, разработанная для операционной системы Linux. Может применяться также в системах FreeBSD, QNX и некоторых других. Кроме того, существуют программы для доступа (обычно только на чтение) к системе EXT2FS из различных версий Windows.

EXT3FS – журналируемый вариант файловой системы EXT2FS.

UFS – файловая система, используемая практически только в операционной системе FreeBSD. Характеризуется тем, что внутри дискового раздела (среза – slice) в этой системе организуется еще одна система разделов, и только в каждом из этих разделов – непосредственно файловая система.

ReiserFS – еще одна очень быстрая журналируемая файловая система, используемая обычно в Linux.

Существуют и другие файловые системы, каждая из которых, как правило, создавалась для использования в своей операционной системе. Так, собственные файловые системы имеют BeOS, QNX и т. д. Наиболее универсальной для различных ОС является система FAT32 (или FAT16).

Традиционно операции с дисковыми разделами считаются самыми опасными из программных операций на компьютере. И это не случайно: ведь при использовании какой-либо программы для операций с дисковыми разделами можно одним необдуманным действием разрушить файловую систему, а значит, потерять доступ ко всем данным, находившимся внутри нее. Для большинства пользователей такая ситуация эквивалентна удалению всех данных с диска.

Обычным способом с дисковыми разделами можно совершить лишь следующие манипуляции:

Создание раздела (при наличии на диске пространства, не занятого другими разделами);

Удаление раздела (приводящее к удалению всех данных внутри раздела);

Смена типа раздела (если программа поддерживает разные файловые системы, данные обычно теряются);

Вывод сведений об имеющихся разделах.

Данные действия в разных программах могут называться по-разному. Например, программа fdisk из комплекта DOS/Windows 95/98/Me понимает только разделы типа FAT, а все остальные для нее – просто не DOS-разделы. Кроме того, создание расширенного раздела и логического раздела внутри него для данной программы две самостоятельные операции и т. д.

При использовании простых средств, таких как вышеназванная программа, невозможно, например, изменить размер раздела. Однако часто это необходимо. Например, вы сделали один раздел FAT32 на все пространство диска, а через некоторое время захотели установить Linux или Windows NT с использованием их собственного формата файловой системы ext3fs или NTFS, а на разделе уже записаны данные. В таком случае вам придется:

Удалить дисковый раздел (при этом все данные на нем будут потеряны);

Создать на его месте два новых (и при необходимости восстановить на них данные с внешних носителей, предварительно установив операционную систему).

Чтобы избежать такого долгого процесса, были разработаны программы, позволяющие изменять размер раздела без потери данных. Одной из первых стала программа FIPS. Правда, она не изменяет размер раздела в полном смысле этого слова, а только умеет разделять имеющийся на два, но без потери данных.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В инструкции к данной программе десять раз говорится, что важные данные надо сохранять и автор не несет никакой ответственности, однако практика показывает, что FIPS работает очень хорошо – данные ни разу не были потеряны.

Наиболее функциональной в данном контексте является программа Acronis OS Selector. Она позволяет легко не только изменять размеры разделов в графическом режиме, но и перемещать разделы по диску, а также копировать или переносить их на другой физический диск. Кроме того, можно произвольно изменять тип файловой системы раздела, скрывать разделы от той или иной операционной системы и многое другое.

Теперь, когда вы уже достаточно знаете о загрузке компьютера после его включения, необходимо разобраться, какую роль играет BIOS и чего можно достичь с помощью правильной настройки его параметров.

Из книги C++ автора Хилл Мюррей

11.2 Включение Файлов Командная строка компилятора вида#include «имя_файла»вызывает замену этой строки полным содержимым файла имя_ файла. Сначала именованный файл ищется в директории первончального исходного файла, а затем в стандартных или заданных местах. Альтернативный

Из книги Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста автора Бокс Дональд

Включение Не все классы способны к агрегированию. Для того чтобы выставить неагрегируемые классы как часть индивидуальности другого объекта, необходимо, чтобы внешние объекты явно передавали вызовы методов внутренним объектам. Эта технология СОМ часто называется

Из книги Fedora 8 Руководство пользователя автора

7.2.1. Загрузка компьютера Рассмотрим первоначальную загрузку компьютера с момента включения питания. Вы нажимаете кнопку Power на корпусе компьютера и в его оперативную память загружается программа POST (Power On Self Test) - программа самотестирования компьютера при включении

Из книги Справочное руководство по C++ автора Страустрап Бьярн

Из книги Язык программирования С# 2005 и платформа.NET 2.0. автора Троелсен Эндрю

Включение отображения В этот момент обработчик событий Tick должен отобразить в панели toolStripStatusLabelClock текущее время, если значением по умолчанию члена-переменной DateTimeFormat является DateTimeFormat.ShowClock. Чтобы позволить пользователю переключаться между отображением даты и времени,

Из книги Delphi. Учимся на примерах автора Парижский Сергей Михайлович

Включение динамика ПК Ключ:}