اشاره :
از هنگامي که کامپيوتر را روشن ميکنيد تا وقتي که سيستم عامل بالا ميآيد و کامپيوتر قابل استفاده ميشود، مدت زماني طول ميکشد. در اين زمان، تنظيمات مختلف روي کامپيوتر اعمال و آمادهسازيهاي لازم انجام ميشود. به مجموعه اين کارها «بوت» ميگويند.
Boot مخفف واژه Bootstrapping است.
اين کلمه در حالت کلي به معناي تکنيکي است که در آن، يک سيستم ساده شرايط را براي بالا آمدن يک سيستم پيچيدهتر مهيا ميسازد.
در فرآيند بالا آمدن سيستم عامل هم، همين موارد اتفاق ميافتد. يعني هنگامي که کامپيوتر را روشن ميکنيد، ابتدا يک برنامه کوچک که روي MBR است، اجرا شده و شرايط سختافزاري و نرمافزاري را بررسي ميکند. در صورت لزوم تنظيمات آنها را تغيير ميدهد و بعد، کنترل سيستم را به دست سيستم عامل اصلي ميسپارد.
سيستم عامل بخش دوم بوت را انجام ميدهد و کامپيوتر را براي استفاده مهيا ميسازد.
MBR يا Master Boot Record، اولين سکتور هاردديسک است که اطلاعات مربوط به بوت روي آن قرار داده ميشود.
که کامپيوتر را روشن ميکنيد چه اتفاقي ميافتد؟
بعد از روشن شدن کامپيوتر، اول از همه، مرحلهاي به نام
(POST (Power On Self Test انجام ميشود( شکل 1).
در اين مرحله ابتدا سختافزارها تشخيص داده شده و بعد مورد بررسي اجمالي قرار ميگيرند تا مشکل حادي نداشته باشند. بعد از اين بررسي مختصر، يک بوق زده ميشود که نشان از سلامت سيستم دارد.
اگر به جاي اين تک بوق، بوقهاي ممتد يا منقطع زده شود، يعني يکي از قطعات سختافزاري آسيب ديده و يا از جاي خود خارج شده است و کامپيوتر قادر به ادامه کار نيست. مثلا بوق ممتد نشان از بروز اشکال در رم دارد و بوق منقطع از وقوع ايراد در کارت گرافيکي خبر ميدهد.
[COLOR=#808080]شکل 1: بعد از روشن شدن کامپيوتر، اول از همه، مرحله POST انجام ميشود.
MBR نوع "سيستم فايل" (File System) را تشخيص ميدهد و بعد کنترل را به دست Boot Loader ميسپارد. وظيفه "بوت لودر"، بالا آوردن سيستم عامل است. اين "بوت لودر" در سيستم عاملهاي مختلف فرق ميکند.
در توزيعهاي لينوکس، "بوت لودر" معمولا Lilo يا Grub است. "بوت لودر" در غالب نسخههاي ويندوز NTLDR نام دارد که مخفف عبارت NT Loader است.
بوت در ويندوز
همانطور که گفتيم "بوت لودر" ويندوزهاي 2000، 2003 و ايکسپي در حالت کلي تمام نسخههاي سيستم عاملهاي مبتني بر ويندوز NT، برنامهاي به نام NTLDR.EXE است.
اين برنامه وظيفه لود يا همان بارگذاري ويندوز را به عهده دارد و از دو بخش تشکيل شده است که قسمت اول آن، StartUp Module و قسمت دوم OS Loader نام دارد.
اين دو بخش، هر دو در داخل خود NTLDR قرار دارند.
ابتدا StartUp Module اجرا ميشود. اين برنامه در ابتداي کار خود، پردازنده را به حالت حفاظتشده (Protected Mode) ميبرد. با اين کار، Paging حافظه فعال شده و جداول صفحات (Page Tables) ، جدول توصيفگر وقفه (Interrupt Descriptor Table) و جدول توصيفگر عمومي (General Descriptor Table)ساخته ميشود.
اين کارها باعث ميشود تا سيستم عامل، توان اجرا شدن پيدا کند. چون در حالت پيشفرض، پردازنده در حالت واقعي (Real Mode) قرار دارد، در اين حالت تنها 640 کيلوبايت حافظه رم براي سيستم عامل در نظر گرفته ميشود. با رفتن به حالت حفاظت شده، تمام حافظه براي سيستم عامل، قابل آدرسدهي ميشود.
در اين جا کار StartUp Module پايان يافته است و کنترل سيستم به دست OS Loader سپرده ميشود.
اولين کاري که OS Loader انجام ميدهد، شناسايي و ايجاد دسترسي به وسيلهاي است که بوت از روي آن انجام ميشود. بوت ميتواند از روي فلاپي، هاردديسک، درايوهاي نوري، فلش و ... انجام گيرد و OS Loader اين وسيله را تشخيص داده و از طريق BIOS به آن دسترسي پيدا ميکند.
شده يا نشده؟
سپس بررسي ميشود که آيا دفعه قبل، سيستم به صورت Hibernation (زمستان خوابي) خاموش شده است يا خير.
براي اين منظور، پوشه اصلي ويندوز براي يافتن فايل Hiberfil.sys مورد جستجو قرار ميگيرد. اگر اين فايل پيدا شد، بررسي ميشود که آيا درون آن Active Set قرار داده شده است يا نه؟ (Active Set مجموعهاي از تنظيمات آخرين دفعهاي است که ويندوز اجرا شده است).
اگر جواب مثبت بود، Active Set به حالت غير فعال تبديل، سپس درون رم بارگذاري شده، کنترل به هسته ويندوز سپرده ميشود و کامپيوتر از همان جايي که hibernate کرده بوديد به کارش ادامه ميدهد.
اما اگر کامپيوتر hibernate نشده بود روند کار به گونه ديگر خواهد بود و فايل Boot.ini پردازش خواهد شد.
وظيفه Boot.ini
در اين حالت، ابتدا محتويات فايل boot.ini خوانده ميشود.
محتويات اصلي اين فايل، مشخصات سيستم عاملهاي نصب شده روي کامپيوتر است. اگر روي کامپيوتر چند ويندوز نصب کرده باشيد، حتما مشاهده کردهايد که موقع بوت، ابتدا از شما پرسيده ميشود که کدام ويندوز را ميخواهيد اجرا کنيد و اگر در فرصت چند ثانيهاي انتخابي انجام ندهيد، يکي از گزينهها به طور پيشفرض اجرا ميشود( شکل2). اطلاعات مربوط به اين منو در فايل boot.ini قرار دارد. همچنين بعضي تنظيمات پيشفرض ويندوز را هم ميشود در آن گنجاند.
اين فايل بايد روي درايوي قرار داشته باشد که بوت از روي آن انجام ميگيرد. اگر اين فايل موجود نباشد، NTLDR در پوشه پيشفرض نصب ويندوز به دنبال آن ميگردد. اين پوشه در ويندوزهاي ايکسپي و 2003 در آدرس C:\Windows و در ساير ويندوزها در آدرس C:\WINNT است.
اگر NTLDR فايل boot.ini را پيدا نکند، يک پيغام خطا داده و با اين حال به کار خود ادامه ميدهد.
شکل 2: محتويات فايل boot.ini، شامل مشخصات سيستم عاملهاي و تنظيمات پيشفرض ويندوز آنهاست.
.com وارد ميشود!
حالا نوبت به اجراي برنامه ntdetect.com است که اطلاعاتي کلي درباره سختافزار را از BIOS گرفته و به NTLDR ميدهد. وقتي اين کار تمام شد، پيغام Starting Windows روي صفحه نمايش داده ميشود که حتما موقع روشن کردن کامپيوتر آن را ديدهايد. البته در ويندوزهاي ايکسپي و 2003، اين پيغام خيلي سريع محو ميشود.
در همين لحظه اگر دکمه F8 را بزنيد، وارد منوي پيشرفته بوت ويندوز ميشويد. در اين منو ميتوانيد نحوه بوت شدن را انتخاب کنيد. منوي پيشرفته بوت شامل گزينههايي مثل Safe Mode، Debugging Mode و مواردي از اين دست است.
در هر حال، چه F8 را بزنيد و يکي از گزينهها را انتخاب کنيد، و چه اين کار را نکنيد، بوت ادامه پيدا ميکند.
[COLOR=#808080]شکل 3
، هسته ويندوز
نوبت به بارگذاري هسته ويندوز (NTOSKrnl.exe) ميرسد.
هسته، اصليترين بخش ويندوز است که بسياري از کارهاي اساسي مثل مديريت حافظه، مجازيسازي سختافزار و مسايلي از اين قبيل را به عهده دارد.اطلاعات گرفته شده از NTDetect هم به هسته سپرده ميشود. همچنين hal.dll هم به حافظه فرا خوانده ميشود. اين فايل شامل هسته Hardware Abstraction Layer است. hal به عنوان لايهاي بين سختافزار و نرمافزار، اجازه ميدهد که برنامهها به راحتي بتوانند به سختافزارها دسترسي پيدا کنند، بدون آنکه نياز به دانستن پروتکلهاي مخصوص داشته باشند.
وقتي هسته در حافظه قرار گرفت، درايورهاي سختافزارهاي کامپيوتر هم بارگذاري ميشوند، هر چند که فعلا کارشان را شروع نميکنند.
اگر تا اين جا بوت با موفقيت سپري شده باشد، اطلاعات مربوط به آن در رجيستري ذخيره ميشود تا چنانچه در دفعه بعد، مراحل بوت سيستم با مشکل روبرو شد، بتوانيد با انتخاب گزينه Last Known Good Configuration از منوي بوت، ويندوز را با تنظيمات قبلي راهاندازي کنيد.
[COLOR=#808080]جدول 1: فايلهاي کليدي در بوت ويندوز
اين مرحله نوبت به شروع کار درايور System File ميرسد. سپس صفحهاي را ميبينيد که لوگوي ويندوز روي آن نقش بسته است. در اين مرحله کنترل کامپيوتر به هسته ويندوز سپرده ميشود. اکنون زيرسيستمها و سرويسهاي سطح بالا راهاندازي ميشوند.
زيرسيستم Win32 که کنترل دستگاههاي ورودي/خروجي و دسترسي به نمايشگر را در اختيار دارد، نيز در همين قسمت اجرا ميشود. بعد از اين کار، صفحه login نمايش داده ميشود تا کاربر نام کاربري و رمز عبور خود را وارد کند. البته اگر تنها يک کاربر براي سيستم تعريف شده باشد، اين مرحله ممکن است به طور خودکار پيش رود.
اکنون راهاندازي ساير سرويسها و درايورها بر اساس اولويت ادامه مييابد و برنامههايي که در Startup قرار دارند، اجرا ميشوند. در اين جا بوت به پايان ميرسد و کاربر ميتواند کنترل کامپيوتر را در دست بگيرد.
توجه به اين مسائل، پاک شدن هر کدام از اين فايلها ميتواند مشکلي جدي در راه بوت شدن سيستم به وجود بياورد و به همين دليل است که اغلب آنها به صورت مخفي (Hidden) و محافظتشده (Protected) روي درايو C قرار داده شدهاند.
:pc magazin