操作系统加载运行的全过程解析
电源启动和硬件检测
在计算机启动时,首先按下启动键,电源开始启动。电源启动后会经历一段延迟时间,以确保各部分电压稳定。当所有检测信号都为高时,产生一个POWER GOOD信号,表示电源稳定。接着,CPU根据VID0-VID3引脚来匹配工作电压与时钟信号。随后,CPU执行预编程,跳转到BIOS程序执行上电自检,检测各硬件设备状态是否正常。
BIOS程序启动过程
BIOS首先进行上电自检,对每个硬件设备进行检测,如显卡等,并设置硬件参数。通过读取主引导记录MBR(Main boot record),找到存放操作系统的区域。MBR是主引导扇区的一部分,其中包含启动代码和数据,用于定位并加载操作系统。BIOS还会进行初始化和检测外部设备,并根据CMOS设定的顺序启动相应设备,最终将控制权交给MBR。
活动分区引导操作系统
为了启动操作系统,计算机需要找到存放操作系统的活动分区。BIOS会读取主引导记录中的MBR,根据分区表的信息找到活动分区的起始位置,然后将该活动分区的内容加载到内存中。活动分区的引导程序会加载内核,随后内核会加载操作系统。这个过程保证了操作系统能够顺利加载并开始运行。
DOS下引导操作系统的步骤
在DOS环境下引导操作系统,首先BIOS会将主引导扇区的内容拷贝到内存指定位置,并交给MBR代码处理。MBR会检查四个分区表中的活动分区标志,确保只有一个活动分区。找到活动分区后,根据分区表信息读取该分区的内容到内存中,并将控制权交给活动分区的引导程序,进而加载内核和操作系统。
加载内核和操作系统
最后一步是加载内核和操作系统。当活动分区引导程序完成内核加载后,内核开始加载操作系统。这个过程将系统完全初始化,并将控制权移交给操作系统,用户便可开始使用计算机进行各种操作。
通过以上步骤,操作系统成功加载并运行,从电源启动到最终进入操作系统,整个过程经历了严格的硬件检测和引导程序执行,确保计算机系统正常运行。
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