Algorithme de chargement du système d'exploitation. Étapes de chargement des systèmes d'exploitation. Technologie de travail dans MS Dos

Le système d'exploitation est stocké dans une mémoire externe, généralement sur un disque dur, moins souvent sur une disquette. Pour le fonctionnement normal d'un ordinateur, il est nécessaire que les principaux modules du système d'exploitation soient en RAM. Par conséquent, après avoir allumé l'ordinateur, le système d'exploitation est automatiquement réécrit (chargé) du disque dans la RAM. Les aspects les plus importants de ce chargement sont représentés sous la forme d'un algorithme sur la figure. 9.13.

Riz. 9.13. Algorithme de chargement du système d'exploitation du disque vers la RAM

Après avoir allumé l'ordinateur, vous regardez les chiffres changer sur l'écran. Ces chiffres reflètent le processus de test de la RAM par le programme BIOS. Si un défaut est détecté dans les cellules RAM, un message s'affichera.

Après avoir terminé avec succès le test matériel, vous accédez au lecteur contenant la disquette A et le voyant situé à côté s'allume. Si vous chargez le système d'exploitation à partir d'une disquette, avant ou pendant le test, vous devez insérer le disque système dans le lecteur A. Sinon, s'il n'y a pas de système d'exploitation sur le disque A, le disque dur est accessible, comme en témoigne l'indicateur lumière à côté.

La lecture dans la RAM du 0ème secteur du 0ème côté du disque dans lequel se trouve le bootloader (BOOT RECORD) commence. Le contrôle est transféré au chargeur de démarrage, qui vérifie la présence du module d'extension IO.SYS et du module de base MSDOS.SYS sur le disque système. S'ils sont à l'endroit désigné (cm. riz. 9.10), puis il les charge dans la RAM, sinon un message concernant leur absence s'affichera. Dans ce cas, il est recommandé de retélécharger. Le signal de redémarrage transfère le contrôle au module BIOS permanent, qui écrit à nouveau le bloc de démarrage du disque dans la RAM, etc.

Souviens-toi! Pour redémarrer le système d'exploitation appuyer simultanément sur les touches en mémoire .

Après avoir chargé avec succès le module d'extension IO.SYS et le module de base MSDOS.SYS dans la RAM, le processeur de commandes COMMAND.COM est chargé et le fichier de configuration CONFIG.SYS est traité, qui contient les commandes permettant de connecter les pilotes nécessaires. Ce fichier peut être manquant si vous êtes satisfait de la version de base du système d'exploitation.

Le fichier batch AUTOEXEC.BAT est ensuite traité. À l'aide de ce fichier, vous pouvez configurer les paramètres de l'environnement d'exploitation. Par exemple, créez un disque virtuel, modifiez les modes d'impression, chargez des programmes auxiliaires, etc.

Attention! Les fichiers avec l'extension .BAT jouent un rôle particulier lorsque vous travaillez dans un environnement système. Ils contiennent un ensemble de commandes du système d'exploitation ou des noms de fichiers exécutables. Après avoir exécuté un fichier avec l'extension .BAT, toutes les commandes qui y sont écrites sont exécutées automatiquement les unes après les autres.

Un fichier portant le nom standard AUTOEXEC.BAT diffère des autres fichiers de type .BAT en ce sens que l'exécution des commandes qui y sont placées commence automatiquement immédiatement après le démarrage du système d'exploitation.

Si le fichier AUTOEXEC.BAT est manquant, vous serez invité à saisir la date et l'heure :

si vous appuyez sur la touche Entrée, les soi-disant paramètres système déterminés par la minuterie de l'ordinateur seront acceptés comme date et heure actuelles ;

Si vous souhaitez réinitialiser la date et l'heure du système, en réponse à l'invite, saisissez les valeurs dans l'un des formulaires fournis, par exemple :

25-10-1997 (mois jour année)

7h30 : 10h00 (heures: minutes: secondes)

Une fois l'exécution du fichier AUTOEXEC.BAT terminée et si ce fichier n'est pas trouvé, une invite de disque système s'affichera sur l'écran d'affichage, par exemple C:\>. Cela indique que le processus de démarrage s'est terminé normalement et que vous pouvez commencer à travailler en entrant le nom de l'application ou la commande du système d'exploitation.

Note. Les fichiers CONFIG.SYS et AUTOEXEC.BAT sont peut-être manquants. Dans ce cas, les paramètres de l'environnement d'exploitation seront définis par défaut.

Souviens-toi! Le disque dur doit stocker en permanence le système d'exploitation.

Lorsque vous allumez votre ordinateur, tous les lecteurs de disquettes doivent être ouverts.

La disquette contenant les programmes d'application doit être insérée dans le lecteur une fois le téléchargement terminé.

TECHNOLOGIE DE TRAVAIL SOUS MS DOS

§ Présentation des commandes

§ Commandes de base pour travailler avec des répertoires

§ Commandes de base pour travailler avec des fichiers

§ Commandes de base pour travailler avec des disques

§ Création et utilisation d'un fichier batch

§ Fichier de commandes de réglage automatique du système d'exploitation AUTOEXEC.BAT

§ Configuration du système d'exploitation à l'aide du fichier de configuration CONFIG.SYS

INFORMATIONS GÉNÉRALES SUR LES ÉQUIPES

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Université de la Volga nommée d'après V.N. Tatishchev

Faculté d'informatique et de télécommunications

Département « Informatique et Systèmes de Contrôle »

TRAVAIL DE COURS

discipline : « Logiciel système »

Sujet: " Chargeur”

Est réalisé par un étudiant. IS-303

Krasnoseltsev DANS. P..

Enseignant : Trubacheva S.I.

Togliatti

Introduction

1. Partie théorique

2. Partie conception

2.1 Énoncé du problème

2.2 Développement d'un algorithme pour résoudre le problème

2.3 Description de l'algorithme de chargement du programme d'application

2.4 Description de l'algorithme de démarrage du système d'exploitation

2.5 Description de l'algorithme de démarrage Unix à l'aide du chargeur de démarrage LILO

Conclusion

Les références

Introduction

La pertinence de mes travaux de cours réside dans le fait que le développement des ordinateurs et de leurs systèmes d'exploitation s'est déroulé parallèlement au développement de divers programmes de démarrage. Certains systèmes d'exploitation nécessitent différents chargeurs de démarrage pour démarrer. Par exemple, le système d'exploitation multi-utilisateurs Unix nécessite un chargeur de démarrage LILO et divers utilitaires. Tout chargement du système d'exploitation affecte la RAM, qui est utilisée à la fois par les chargeurs de démarrage principal et secondaire. Pendant le chargement, divers types d'erreurs se produisent, que le chargeur de démarrage contourne ou termine le processus de chargement (affiche un message d'information).

Un chargeur de démarrage est un programme dont plusieurs ordinateurs et plusieurs systèmes d’exploitation ne peuvent tout simplement pas se passer.

1 . Partie théorique

Processus de démarrage du système d'exploitation Microsoft

Quel que soit le système d'exploitation que nous envisageons, pour que le système d'exploitation commence à contrôler l'ordinateur, il doit être chargé dans la RAM. Par conséquent, regardons comment se déroule le processus de chargement de différents systèmes d'exploitation. Puisque nous ne nous intéressons qu'au démarrage à partir de disques durs, nous ne considérerons pas les fonctionnalités de démarrage à partir d'une disquette, d'un CD-ROM et via le réseau. Commençons par MS-DOS et MS Windows.

Comme vous le savez, lorsque vous allumez votre ordinateur, le programme POST (Power On Self Test) s'exécute d'abord. Il détermine la quantité de mémoire disponible, la teste, détermine la présence d'autres composants (clavier, disque dur, etc.) et initialise les cartes adaptateurs. Des messages apparaissent généralement à l'écran sur la quantité de mémoire, sur ses tests, une liste des périphériques détectés (disquettes et disques durs, processeur, ports COM, etc.).

Une fois le test terminé, le POST appelle Int 19h, qui tente de trouver un périphérique de démarrage. La recherche est effectuée dans l'ordre défini dans le BIOS de configuration et s'effectue en interrogeant les secteurs zéro des périphériques correspondants. Si le disque est amorçable, alors dans son secteur zéro se trouve un enregistrement de démarrage principal - Master Boot Record (MBR). Les deux derniers octets du MBR sont un « nombre magique », signe que ce secteur est un MBR, et donc que le disque est bootable. En plus du "numéro magique", le MBR contient une table de partition de disque, déjà mentionnée ci-dessus, et un petit programme - le chargeur de démarrage principal, avec un volume de seulement 446 (0 * 1BE) octets.

Le tableau 2.1 montre la structure du secteur de démarrage principal créé lors de l'installation de Windows.

Tableau 2.1 Structure du secteur de démarrage principal

Interruption 19h Le BIOS charge le chargeur de démarrage principal dans la mémoire de l'ordinateur et transfère le contrôle à ce programme. Mais un si petit programme ne peut pas démarrer le système d’exploitation ; tout ce qu'il peut faire, c'est charger un programme plus puissant en mémoire - un chargeur de démarrage secondaire.

Pour ce faire, il recherche dans la table de partition la partition active et lit en mémoire le bootloader secondaire, qui se situe à partir du premier secteur logique de la partition active. Remarquez le mot « début ». Le fait est que le chargeur de démarrage secondaire a des longueurs différentes dans différents systèmes.

Le chargeur de démarrage secondaire charge la première couche de programmes nécessaires à l'exécution du système d'exploitation. Dans le cas de MS - DOS, le programme de démarrage charge IO.SYS à l'adresse 700h, puis MSDOS.SYS et transfère le contrôle à la section SYSINIT du module IO.SYS.

Si pour une raison quelconque aucune partition active n'est trouvée sur le disque, le processus de démarrage se poursuit en traitant l'interruption 18h. Cette branche est rarement utilisée dans son intégralité, mais cette fonctionnalité peut s’avérer très utile dans certaines situations. Lors du démarrage à distance, lorsque l'OS est chargé depuis le serveur, cette interruption est redirigée par le programme POST vers la ROM de la carte réseau.

Problèmes avec les gros disques

Sous MS-DOS et les premières versions de Windows, l'accès aux disques était organisé via l'interruption 13 (Int 13h) du BIOS. Dans ce cas, l'adressage des secteurs sur le disque a été utilisé en fonction de l'indication des numéros du cylindre, de la tête et du secteur sur la piste (C/H/S). Plus précisément:

1)AH - sélection de l'opération ;

2)CP - 8 bits de poids faible du numéro de cylindre ;

3)CL - les bits 7-6 correspondent aux bits les plus significatifs du numéro de cylindre, les bits 5-0 correspondent au numéro de secteur ;

4)DH - numéro de tête de lecture ;

5)DL - numéro de disque (80h ou 81h).

Il convient de noter que toutes les restrictions ci-dessus ne sont significatives qu'au stade du démarrage du système d'exploitation, car Linux lui-même et les dernières versions de Windows n'utilisent plus l'interruption du BIOS 13 lors du travail avec des disques, mais utilisent leurs propres pilotes pour travailler avec des disques. Mais avant que le système puisse utiliser son propre pilote, il doit au moins le charger. Par conséquent, au stade du démarrage initial, tout système est obligé d'utiliser le BIOS. Cela entraîne des restrictions sur le placement de nombreux systèmes au-delà de 8 Go ; ils ne peuvent pas démarrer à partir de là, bien qu'après un démarrage réussi, ils puissent fonctionner avec des disques beaucoup plus grands. Afin de comprendre comment contourner ces restrictions, nous avons besoin de certaines connaissances sur le démarrage du système d’exploitation Linux.

Chargeur de démarrage LILO à partir de la distribution du système d'exploitation Linux

Avant de commencer à installer le deuxième système d'exploitation, vous devez choisir une méthode pour organiser la sélection du système d'exploitation au stade du démarrage de l'ordinateur. Les programmes de chargement résolvent ce problème. Il existe plusieurs programmes de ce type. Puisque nous parlons de Linux, la première chose que nous devons mentionner est le programme LILO, qui est inclus dans toute distribution Linux.

LILO est un ensemble de plusieurs programmes : le bootloader lui-même, les programmes utilisés pour installer et configurer le bootloader et les fichiers de service :

Le programme /sbin/lilo, qui fonctionne sous Linux, sert à écrire toutes les informations nécessaires lors de la phase de démarrage aux endroits appropriés. Il doit être redémarré à chaque fois qu'une modification est apportée au noyau ou au fichier de configuration LILO ;

Divers fichiers de service dont LILO a besoin lors du démarrage. Ces fichiers se trouvent généralement dans le répertoire /boot. Les plus importants d'entre eux sont le chargeur de démarrage lui-même et le fichier map (/boot/map), qui indique l'emplacement du noyau. Un autre fichier important est le fichier de configuration LILO, généralement nommé /etc/lilo.conf ;

Le chargeur de démarrage lui-même est la partie de LILO qui est d'abord chargée en mémoire via une interruption du BIOS, et qui charge le noyau Linux ou le secteur de démarrage d'un autre système d'exploitation. Le chargeur de démarrage se compose également de deux parties. La première partie écrit dans le secteur de démarrage et est utilisée pour charger la deuxième partie, qui est beaucoup plus grande. Les deux parties sont généralement stockées sur le disque dans le fichier /boot/boot.b.

Lors de l'installation du système, le secteur de démarrage LILO peut être placé aux endroits suivants :

Le secteur de démarrage de la disquette au format Linux(/dev/fd0,...) ;

MBR du premier disque dur (/dev/had, /dev/sda,...) ;

Le secteur de démarrage de la partition principale du système de fichiers Linux sur le premier disque dur (/dev/hda1, /dev/hda2,...) ;

Le secteur de démarrage de la partition logique dans la partition étendue du premier disque dur (/dev/hda5,...). Certes, la plupart des programmes comme fdisk ne supposent pas que vous pouvez démarrer à partir d'une partition étendue et refusent de la déclarer active. Par conséquent, LILO inclut un programme spécial (activer) qui vous permet de contourner cette limitation. Mais le programme fdisk de la distribution Linux prend en charge la possibilité d'activer une partition étendue. Pour ce faire, utilisez l'option -b ou la variable BOOT.

Le secteur de démarrage LILO ne peut pas être placé aux emplacements suivants :

Le secteur de démarrage d'une disquette ou d'une partition principale, formaté dans d'autres systèmes de fichiers ;

Dans la partition d'échange Linux ;

En plus du fait que LILO a également besoin des fichiers suivants lors du chargement :

-/boot/map (créé lors de l'exécution de /sbin/lilo) ;

Toutes les versions téléchargeables du noyau (si vous sélectionnez une version du noyau lors de la phase de téléchargement) ;

Secteurs de démarrage d'autres systèmes d'exploitation qui démarreront via LILO ;

Messages émis lors du chargement (si défini)

Lorsque LILO démarre, il affiche le mot « LILO ». Dans ce cas, la sortie de chaque lettre indique l'achèvement d'une certaine action ou étape de chargement de LILO. Si le téléchargement échoue, le nombre de lettres affichées vous permet de juger de la cause du problème.

Rien n'est affiché - aucune partie de LILO n'a été chargée. Soit LILO n'a pas été installé, soit la partition sur laquelle il se trouve n'est pas active.

L [code d'erreur] - le chargeur principal a été chargé et démarré (le contrôle lui a été transféré), mais il n'a pas pu charger le chargeur secondaire. Un code d'erreur à deux chiffres indique la cause spécifique du problème. Cela est généralement dû à des défauts de support ou à une géométrie de disque incorrecte. À moins que LILO ne s'arrête à ce stade, en lançant une chaîne interminable de codes d'erreur, le problème est généralement facilement résolu.

LI - le chargeur principal a pu charger le chargeur secondaire, mais n'a pas pu le lancer pour exécution. Cela peut être dû à une erreur dans la définition de la géométrie du disque ou au fait que /boot/boot.b a été déplacé sans redémarrer /sbin/lilo.

LIL - le chargeur secondaire a démarré, mais n'a pas pu lancer la table de descripteurs à partir du fichier map. La raison en est généralement la présence de défauts sur le disque ou une géométrie de disque mal spécifiée.

P'TIT? - Le chargeur de démarrage secondaire a été chargé à la mauvaise adresse. Généralement dû à une erreur de définition de la géométrie du disque ou au fait que /boot/boot.b a été déplacé sans redémarrer /sbin/lilo.

LIL- - table de descripteurs détruite. Généralement dû à une erreur de définition de la géométrie du disque ou au fait que /boot/boot.b a été déplacé sans redémarrer /sbin/lilo.

LILO - toutes les parties de LILO ont été chargées avec succès.

Le processus init et le fichier /etc/inittab

Comme vous le savez, après avoir allumé l'ordinateur et terminé les tests matériels, le BIOS est lu à partir du premier secteur du disque de démarrage, qui est le programme de démarrage. Ce programme démarre le chargeur de démarrage principal du système (par exemple, LILO) qui, à son tour, charge le noyau du système en mémoire, qui est généralement stocké dans le fichier vmlinuz-x.y.z-a dans le répertoire /boot.

Immédiatement après le démarrage, le noyau monte le système de fichiers racine et démarre le processus d'initialisation. Le processus d'initialisation est le programme chargé de poursuivre la procédure de démarrage et de faire passer le système de l'état initial qui se produit après le démarrage du noyau à l'état standard de traitement des requêtes de nombreux utilisateurs.

La liste exacte de ces opérations dépend du niveau d'exécution. Le niveau d'exécution détermine la liste des actions effectuées par le processus d'initialisation et l'état du système après le démarrage, c'est-à-dire configuration des processus en cours d'exécution. Le niveau d'exécution est identifié par un seul symbole. Il existe 8 niveaux d'exécution principaux dans le système d'exploitation Linux :

1) Arrêt du système ;

2) Mode mono-utilisateur (pour les cas d’administration spéciaux) ;

3) Mode multi-utilisateurs sans NFS (identique à 3, si l'ordinateur ne fonctionne pas avec le réseau) ;

4) Mode multi-utilisateur complet ;

5)L'utilisation n'est pas réglementée ;

6) Généralement utilisé pour exécuter le système en mode graphique ;

S) (ou s) - à peu près identique au mode mono-utilisateur, mais S et s sont principalement utilisés dans les scripts.

La première chose que fait le processus d'initialisation après le démarrage est de lire son fichier de configuration /etc/inittab. Ce fichier se compose de lignes individuelles. Si une ligne commence par un # ou est vide, elle est ignorée. Toutes les autres lignes sont constituées de 4 champs séparés par des deux-points :

identifiant : niveaux d'exécution : action : processus

id - identifiant de ligne ;

niveaux d'exécution - niveaux d'exécution ;

processus - processus;

action - action ;

Le champ d'action contient un mot-clé qui définit des conditions supplémentaires pour la commande spécifiée par le champ de processus. Valeurs valides pour le champ d'action :

respawn - redémarrez le processus s'il se termine ;

une fois - exécutez le processus une seule fois lors du passage au niveau spécifié ;

attendre - le processus sera lancé une fois lors du passage au niveau spécifié ;

sysinit - Ce mot-clé désigne les actions effectuées lors du processus de démarrage du système, quel que soit le niveau d'exécution (le champ id est ignoré).

boot - le processus sera lancé au stade du démarrage du système à partir du niveau d'exécution ;

bootwait - le processus sera démarré au stade du démarrage du système à partir du niveau d'exécution et init attendra sa fin ;

initdefault - la ligne dans laquelle ce mot apparaît dans le champ d'action détermine le niveau d'exécution auquel le système passe par défaut.

off - ignore cet élément ;

powerwait - Permet au processus d'initialisation d'arrêter le système en cas de coupure de courant.

Ctrlaltdel - permet à init de redémarrer le système lorsque l'utilisateur appuie sur une combinaison de touches ~~au clavier.~~

Cette liste n'est pas exhaustive. Plus d'informations sur le fichier inittab peuvent être trouvées dans les pages de manuel init(8), inittab(5) et getty(8).

2 . Partie projet

2.1 Énoncé du problème

Il est nécessaire d'étudier du matériel théorique sur le sujet choisi, de développer un algorithme permettant au chargeur de fonctionner lors de la mise en œuvre de la méthode (présent sous la forme d'un schéma fonctionnel) et de décrire l'algorithme.

2.2 Développement d'un algorithme pour résoudre le problème

Entrée : système monoprocesseur, programme d'application, chargeur de démarrage LILO, programme POST, exclusion mutuelle.

La figure 1 montre l'algorithme de « chargement du programme d'application ».

La figure 2 montre l'algorithme de « chargement du système d'exploitation »

2.3 Description de l'algorithme de chargement du programme d'application

1) Le programme d'application est lancé pour exécution. Ensuite, le programme système « Bootloader » est activé.

2) Après l'activation, l'analyse de la RAM commence pour trouver des zones libres.

3) Si de telles zones sont trouvées, alors la détermination du début de l'adresse de localisation de la zone libre commence. Ensuite, nous nous rendons à cette adresse et déterminons la taille de la zone libre.

4) Ensuite, la taille du code du programme d'application lancé pour exécution est déterminée.

5) Comparez la taille du code et la taille de la zone libre en RAM.

6) S'il y a suffisamment d'espace dans la RAM pour copier le code du programme d'application, alors les numéros de page virtuelles des pages physiques sont définis dans la table des pages. Ensuite, le code du programme d'application est copié dans la RAM. Et l'achèvement du processus.

7) Sinon, nous découvrirons s'il y a suffisamment d'espace en RAM pour une partie du code du programme d'application. Si tel est le cas, nous répétons ces étapes lorsqu'il y a suffisamment d'espace pour le code complet du programme d'application. Mais après avoir copié le code dans la RAM, une partie du code est copiée dans la zone d'échange.

8) S'il n'y a pas assez d'espace pour une partie du code, alors on passe à l'étape d'analyse de la RAM pour trouver des zones libres.

2.4 Description de l'algorithme de chargement du système d'exploitation (Système d'exploitation)

1) Le programme POST démarre. Ce programme teste la mémoire disponible, détermine la présence d'autres composants (divers périphériques PC, par exemple : clavier, disque dur, etc.) et initialise les cartes adaptateurs.

2) Une fois le programme POST exécuté, les résultats de son travail sont affichés à l'écran.

3) Appelez le programme 19H qui tente de trouver le périphérique de démarrage.

4) L'interruption 19H BIOS charge le chargeur de démarrage principal dans la mémoire de l'ordinateur et transfère le contrôle à ce programme.

5) En raison du manque de puissance de ce programme, chargez le système d'exploitation. Elle recherche donc un programme plus puissant et capable de cela : un chargeur de démarrage secondaire. Pour ce faire, il recherche dans la table de partition la partition active et lit le chargeur de démarrage secondaire en mémoire.

6) Le chargeur de démarrage secondaire charge la première couche de programmes nécessaires à l'exécution du système d'exploitation. Le programme bootloader charge le module IO.SYS à l'adresse 700h, puis MSDOS.SYS transfère le contrôle à la section SYSINIT du module IO.SYS.

7) Si, pour une raison quelconque, la partition active dans la table de partition n'est pas trouvée sur le disque, le processus de démarrage continue en traitant l'interruption de 18 heures.

2.5 Description de l'algorithme de chargementUnixen utilisant le chargeur de démarrageLILO

1) Exécutez le programme /sbin/lilo pour écrire toutes les informations nécessaires pendant la phase de démarrage aux endroits appropriés. Recherchez les fichiers de service requis par LILO lors du démarrage.

2) Si les fichiers ne sont pas trouvés, un message indiquant la fin du téléchargement s'affiche.

4) Si le chargeur principal n'a pas pu charger le chargeur secondaire, un message d'information indiquant une erreur lors du chargement s'affiche à l'écran.

6) Si le chargeur principal a chargé avec succès le chargeur secondaire, mais n'a pas réussi à démarrer, un message d'information sur une erreur lors du chargement s'affiche.

7) Sinon, le chargeur de démarrage secondaire est lancé.

8) Vérifier que le chargeur de démarrage secondaire a été chargé à la bonne adresse.

9) Sinon, un message d'information sur les erreurs lors du chargement s'affiche.

10) Vérifier si la table des descripteurs est détruite. Si oui, un message d'information sur une erreur lors du chargement s'affiche. Et sinon, la table de descripteurs est chargée à partir du fichier map.

11) Vérifier si le lancement de la table des descripteurs a réussi. Sinon, un message d'information concernant une erreur s'affiche au démarrage.

12) Sinon, affichez un message d'information sur le chargement réussi de LILO.

Conclusion

Ce travail de cours examine certains aspects du chargement de programmes. Types de chargeurs : mobiles, primaires, secondaires, etc. La nécessité d'utiliser le bootloader dans divers environnements d'exploitation a été prouvée. Diverses méthodes de démarrage sont couvertes, telles que le démarrage de l'application, le démarrage LILO et le démarrage du système d'exploitation. Du matériel théorique sur le sujet a été étudié, des algorithmes de fonctionnement du chargeur lors de la mise en œuvre de la méthode ont été développés (présentés sous la forme d'un schéma fonctionnel).

Les références

1. Tanenbaum André. Systèmes d'exploitation modernes / Andrew Tanenbaum. - 2e éd. - Saint-Pétersbourg : Peter, 2002. - 1037 pp. : ill. - (Classiques de l'informatique). -ISBN5-318-00299-4

2. Partyka, T.L. Systèmes d'exploitation, environnements et shells : un didacticiel pour les environnements. Prof. Arr. rec. MO/Partyka, T.L., Popov, I.I. - M. : FORUM : INFRA - M, 2006. - 399 pp. : ill. - (Formation professionnelle). -ISBN5-8199-0072-5-16-001355-5

3. Olifer, V.G. Systèmes d'exploitation réseau : manuel. manuel pour les universités MO / Olifer, VG, Olifer, NA - Saint-Pétersbourg : Peter, 2003. - 538 p. : ill. -ISBN5-272-00120-6

4. Trubacheva, S.I. Programmation dans les systèmes d'exploitation : Manuel méthodique / Trubacheva, S.I. - Togliatti : VUiT, 2006. - 44 p.

5. Terence Chan. Programmation système en C++ pour Unix / Ed. Kolomytseva. - Kyiv, 2004.

6. Tacket D., Barnett S. Édition spéciale. Utilisation de LINUX / Trad. de l'anglais - 4e éd. Saint-Pétersbourg : Williams, 2003.

7. Ivanova G.S. Programmation en SI++ / Manuel. Éd. M. : MSTU, 2002.

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Il y a longtemps, quand j'étais petit, je travaillais dans un laboratoire d'institut sur un gros ordinateur SM-3 (quelque chose comme le fameux PDP-11), l'amorçage (chargement) de l'ordinateur ressemblait à ceci. Une courte bande de papier sur laquelle était gravé un programme de démarrage a été insérée dans le lecteur de photos, le processus de lecture a commencé, et puis... selon votre chance.

Le fait est que la bande de papier s'est progressivement usée, est devenue difficile à lire et l'ordinateur pouvait ne pas démarrer du premier coup. Dans ce cas, le processus a dû être répété, parfois plusieurs fois, jusqu’au bout. Lorsque la bande tombait complètement en panne et que la machine ne voulait pas « reprendre vie », il était nécessaire d'entrer temporairement dans le programme de démarrage manuellement à l'aide des commutateurs situés sur le panneau avant. L’essentiel ici était de prendre son temps et de ne pas faire d’erreurs.

Avec les ordinateurs modernes, le processus de démarrage est largement automatisé, mais cela ne veut pas dire que cela ne vaut pas la peine de le connaître.

Définitions de base et étapes de chargement d'un système d'exploitation

Allumer l'ordinateur, POST, BootMonitor

La première étape de chargement du système d'exploitation après la mise sous tension de l'ordinateur commence dans le BIOS (Basic Input/Output System). Dans les paramètres du BIOS, nous spécifions le périphérique de démarrage ou un certain nombre de périphériques de démarrage par ordre de priorité. Différentes options de démarrage et leurs combinaisons sont possibles : à partir d'un disque dur, d'un lecteur CD/DVD, d'une clé USB et autres.

Immédiatement après avoir réussi le POST (Power-On Self-Test), le BIOS de l'ordinateur commencera à parcourir les périphériques de démarrage spécifiés un par un jusqu'à ce qu'il trouve une entrée spéciale appropriée sur l'un d'eux, qui contient des informations sur d'autres actions.

Chargeur niveau 1. Enregistrement de démarrage principal

Master Boot Record est l'enregistrement de démarrage principal, situé dans les premiers secteurs physiques des périphériques de stockage de démarrage. Il contient une table de partition et un code exécutable.

La tâche principale du programme écrit dans le MBR est de rechercher la partition système active du disque et de transférer le contrôle vers son secteur de démarrage. Ainsi, cette étape peut être qualifiée de préparatoire, car le système d'exploitation lui-même n'est pas encore chargé directement.

La partition système est généralement appelée la partition du disque (périphérique de stockage) sur laquelle se trouvent les fichiers du système d'exploitation responsables du processus de démarrage du système d'exploitation (le système d'exploitation lui-même peut être situé dans une autre partition). En principe, il peut y avoir plusieurs partitions système, l'une d'elles est donc marquée comme active. C'est ce que recherche le programme chargé depuis le MBR.

Chargeur de démarrage de niveau 2. Secteur de démarrage de partition

L'étape suivante du démarrage de l'ordinateur consiste à transférer le contrôle vers le code exécutable enregistré dans le PBS (Partition Boot Sector - le secteur de démarrage de la partition active). PBS est situé dans le(s) premier(s) secteur(s) de la partition de disque correspondante. Le code PBS spécifie le nom du fichier de chargement du système d'exploitation auquel le contrôle est transféré à ce stade.

La première étape du chargement du système d'exploitation. Gestionnaire de démarrage du système d'exploitation

Initialement, le chargeur de démarrage sous Linux était LILO (Linux Loader). En raison de ses défauts, le principal étant l'incapacité de comprendre les systèmes de fichiers utilisés sous Linux, le chargeur de démarrage GRUB (GRand Unified Bootloader) a ensuite été utilisé, dans lequel les défauts de LILO ont été corrigés.

Si nous parlons de versions de Windows antérieures à Vista, par exemple Windows XP, alors Ntldr sera chargé. Il lit à son tour les informations du fichier texte Boot.ini, qui enregistre des informations sur les systèmes d'exploitation installés.

Chargement du noyau du système d'exploitation

La dernière étape du chargement du système d'exploitation consiste à charger le noyau du système d'exploitation et à lui transférer le contrôle.

Il y a plusieurs années, il y a eu un cas très amusant dans mon cabinet.
On m'a demandé d'aider un homme à acheter et à organiser un ordinateur pour sa maison. Cet ami venait tout juste de prendre sa retraite, et avant cela, il travaillait comme patron et voyait pour la plupart de loin l’ordinateur sur le bureau de sa secrétaire. Après sa retraite, il a eu le temps et l’envie de maîtriser l’informatique. Eh bien, je pense que c'est génial. Nous lui avons trouvé un ordinateur bon marché mais de haute qualité, doté d'un bon moniteur, pour l'époque. J'ai installé et configuré certains programmes et leur ai montré comment les utiliser. Le monsieur a acquis un livre de la série « Un truc pour les nuls« Et nous nous sommes séparés absolument satisfaits l’un de l’autre.
Environ une semaine plus tard, mon service m'a appelé au téléphone et, presque en pleurant, m'a dit que tout avait disparu et que l'ordinateur ne fonctionnait plus. Heureusement, il ne s’est pas enfermé et a honnêtement raconté comment cela s’était passé. Et c'était comme ça. Un ami est allé explorer le contenu de son ordinateur et a trouvé plusieurs fichiers suspects et « inutiles », selon lui, à la racine du lecteur C:\. Il a décidé de libérer de l'espace et a simplement supprimé ces fichiers. Je pense que tout le monde avait déjà deviné qu'il s'agissait de boot.ini, ntldr, ntdetect, etc. Ce n'était pas difficile de corriger la situation, sauf que j'ai dû y retourner.

À propos, pour éviter des problèmes lors du chargement de Windows XP, vous ne pouvez rien effacer, mais légèrement « modifier », par exemple boot.ini.

Apparemment, Microsoft a découvert cette affaire et, dans la prochaine version de son système d'exploitation, a décidé de mieux masquer les fichiers du chargeur de démarrage.

Fonctionnalités de chargement des systèmes d'exploitation Windows Vista / 7/8

Sous Windows Vista ou Windows 7/8, le gestionnaire de démarrage s'appelle Bootmgr. Il lit la liste des systèmes d'exploitation installés non pas à partir d'un simple fichier texte, qui est boot.ini, mais à partir du stockage système BCD (Boot Configuration Data), accessible via un utilitaire spécial bcdedit.exe.

Mais ce n'est pas tout. Ouvrez « Gestion de l'ordinateur » -> « Gestion des disques » >

Le processus d'installation standard du système d'exploitation Windows Vista / 7 / 8 crée une partition supplémentaire « Réservée au système » au début du disque. Aucune lettre de lecteur ne lui est attribuée, donc à moins que des mesures supplémentaires ne soient prises, la partition elle-même et son contenu seront cachés à l'utilisateur. Cette partition principale a le statut « Système » et « Actif » et ne peut donc pas non plus être supprimée.

Sous Windows 7, la taille d'une telle partition est de 100 Mo, dont environ 30 Mo occupés ; sous Windows 8, elle est déjà de 350 Mo, dont 105 Mo occupés. Cette différence s'explique par le fait que sous Windows 8 le dossier « Récupération » a été déplacé vers cette partition.

Regardons le contenu de la section "Réservé par le système". Pour ce faire, attribuez-lui une lettre de lecteur, par exemple « W » dans « Gestion des disques ». De plus, ouvrez « Panneau de configuration » -> « Options des dossiers » et dans l’onglet « Affichage », décochez « Masquer les fichiers système protégés » et cochez « Afficher les fichiers, dossiers et lecteurs cachés ».

Si le gestionnaire de fichiers FAR Manager est installé sur le système, vous pouvez l'utiliser pour le visualiser sans avoir à configurer la visibilité des fichiers cachés.

Voici à quoi ressemble le contenu de la section « Système réservé » dans Windows 8 >

Comme prévu, à la racine de la partition, nous voyons le chargeur de démarrage Bootmgr.

Et voici à quoi ressemble une partie du contenu du dossier « Boot » >

Dans le dossier, nous trouvons la base de données de configuration de démarrage BCD et les dossiers qui l'accompagnent avec les fichiers de langue et de police.

Pour compléter le tableau, il reste à dire quelle partition est appelée partition de démarrage. La réponse est déjà affichée dans l'image avec les volumes Windows 7. Il s'agit évidemment de la partition sur laquelle se trouvent tous les fichiers principaux du système d'exploitation.

Eh bien, il est très facile de mémoriser les noms des partitions de disque selon le principe "c'est l'inverse" - sur celui du système, il n'y a pas de système (système d'exploitation), mais il y a un chargeur de démarrage de troisième niveau, sur celui de démarrage il n'y a pas de chargeur de démarrage, mais le système lui-même est localisé. Bien entendu, cette « mémoire » ne fonctionne que lorsqu’il y a plusieurs sections. S'il n'y a qu'une seule partition, elle peut être système, active et démarrer en même temps.

La tâche principale du chargeur de démarrage de 3ème niveau, qui, selon le type de système d'exploitation, est Bootmgr, Ntldr ou GRUB, est de lire à partir du disque de démarrage et de charger le noyau du système d'exploitation. De plus, dans le cas de démarrages multiples, lorsque plusieurs systèmes d'exploitation sont installés sur l'ordinateur, le chargeur de démarrage de 3ème niveau permet de sélectionner celui dont vous avez besoin à chaque démarrage de l'ordinateur.

Une erreur classique à laquelle Microsoft s'est consacré est d'installer Windows XP après Windows Vista/7/8. Le programme d'installation de Windows XP marque sa partition comme active, après quoi, lors du démarrage, le MBR transfère le contrôle au PBS de cette partition, qui, à son tour, passe le contrôle à Ntldr. Le chargeur de démarrage de Windows XP ne sait rien des versions ultérieures des systèmes d'exploitation Windows et leur chargement devient impossible. C'est assez facile à traiter, mais cette situation peut dérouter un utilisateur inexpérimenté.

Il n'y a pratiquement rien à ajouter à cela et vous pouvez procéder directement à l'édition du menu de démarrage. Commençons avec .

10 commentaires

S'il vous plaît, dites-moi comment traiter exactement ? :
« Le chargeur Windows XP ne sait rien des versions ultérieures des systèmes d'exploitation Windows et leur chargement devient impossible. C’est assez facile à traiter, mais cette situation peut dérouter un utilisateur inexpérimenté.

J'ai installé XP après Vista sur l'ordinateur portable - en conséquence, le système démarre jusqu'à ce que XP commence à se charger et que tout redémarre, et si vous éteignez l'adaptateur secteur (pendant le chargement du système d'exploitation), alors tout démarre normalement. Si vous démarrez en mode sans échec, vous n'avez pas besoin de désactiver l'adaptateur. Qu’est-ce qui peut nous frapper et comment pouvons-nous le combattre ?

S'IL VOUS PLAÎT SUIVRE. MERCI D'AVANCE. DÉSOLÉ POUR LE RUSSE « CASSÉ ».

Je ne dirai rien sur l'influence de l'adaptateur secteur sur le chargement de XP - je n'ai pas d'idées précises. Concernant la restauration du démarrage de Vista, si cela est pertinent, alors à la fin de l'article se trouve un lien vers l'article du support Microsoft (919529), qui est directement consacré à ce sujet. Pour restaurer, vous aurez besoin d'un disque d'installation de Vista. Dans la ligne de commande avec les droits d'administrateur, vous devez exécuter :
X:\boot\bootsect.exe /nt60 tous
où X : est la lettre du lecteur optique.
Mais le démarrage XP devra être ajouté manuellement à l'aide de l'éditeur. L'ensemble des commandes sera comme ceci :
Bcdedit /create (ntldr) /d "Microsoft Windows XP"
Si cette commande échoue, alors :
Description Bcdedit /set (ntldr) "Microsoft Windows XP"
Plus loin:
bcdedit /set (ntldr) partition de périphérique=X :
X : - la lettre de lecteur de la partition sur laquelle se trouvent les fichiers du bootloader XP, et le chemin d'accès à celui-ci :
bcdedit /set (ntldr) chemin \ntldr
bcdedit /displayorder (ntldr) /addlast

J'avais un ordinateur portable, lorsque j'ai démarré et redémarré, Windows s'est immédiatement allumé, mais maintenant j'ai acheté un ordinateur de bureau et le processus de chargement se déroule en trois étapes. Comment faire pour se débarrasser de ces étapes. Désolé pour l'utilisation ignorante des termes techniques.

Youri ! Je crains que les informations que vous avez fournies ne soient clairement pas suffisantes pour formuler des recommandations. De quelles fenêtres et de quelles étapes parle-t-on ? Vérifiez s'il vous plaît.

Bonne santé, Alexandre.
Comment comprendre, prévenir, et si cela se reproduit, comment se sortir correctement d'une telle situation.
Ordinateur portable. Windows 7 installé. Après l'avoir allumé et saisi le mot de passe, il a affiché « système d'exploitation manquant », c'est-à-dire « il n'y a pas de système d'exploitation ». L'éteindre et le rallumer a donné le même résultat. Il n'était possible de démarrer qu'en retirant et après un certain temps en réinsérant la batterie.
La veille, cependant, un arrêt incorrect s'est produit : la clé USB et le modem n'ont pas été éteints au préalable. Auparavant, un tel oubli se produisait également, mais cet effet ne se produisait pas.
Je serais reconnaissant d'avoir une réponse accessible à une vieille «théière» (j'ai dix ans de plus que monsieur dans un cas amusant, mais j'ai fait la connaissance de COMP à peu près au même âge).

Vladimir, bonjour. Bonnes vacances et tout le meilleur.
Dans cette situation, vous avez tout fait correctement - vous avez réinitialisé le problème « bloqué ».
Comme le dit la chanson : « Une goutte de pluie ne suffit pas. Un flocon de neige n’est pas encore de la neige. Il est possible que rien de tel ne se reproduise plus jamais. Désormais, si des problèmes réguliers commencent dès le lancement, il faudra alors les régler. En général, Windows 7 et versions ultérieures sont assez résistantes aux arrêts anormaux.
Ce qu'il faut faire? Vous avez vous-même répondu à votre propre question : essayez d'éteindre régulièrement les appareils. Et s'il est possible de connecter un disque externe via USB, alors je ferais certainement (en fait, je le fais assez régulièrement) une sauvegarde du système, par exemple en utilisant .

Bonjour. J'ai le même problème, un ordinateur de bureau, deux disques durs, Windows 10. Après l'écran de démarrage du BIOS, une fenêtre déformée apparaît, l'ordinateur ne démarre pas, après un redémarrage forcé tout démarre et tout fonctionne. Autrement dit, il y a une sorte d'erreur entre le BIOS et la sélection du disque.

Riz. 9.13. Algorithme de chargement du système d'exploitation du disque vers la RAM

Souviens-toi! Pour redémarrer le système d'exploitation appuyer simultanément sur les touches en mémoire .

Si le fichier AUTOEXEC.BAT est manquant, vous serez invité à saisir la date et l'heure :

si vous appuyez sur la touche Entrée, les soi-disant paramètres système déterminés par la minuterie de l'ordinateur seront acceptés comme date et heure actuelles ;

Si vous souhaitez réinitialiser la date et l'heure du système, en réponse à l'invite, saisissez les valeurs dans l'un des formulaires fournis, par exemple :

25-10-1997 (mois jour année)

7h30 : 10h00 (heures: minutes: secondes)

Note. Les fichiers CONFIG.SYS et AUTOEXEC.BAT sont peut-être manquants. Dans ce cas, les paramètres de l'environnement d'exploitation seront définis par défaut.

Souviens-toi! Le disque dur doit stocker en permanence le système d'exploitation.

Lorsque vous allumez votre ordinateur, tous les lecteurs de disquettes doivent être ouverts.

La disquette contenant les programmes d'application doit être insérée dans le lecteur une fois le téléchargement terminé.

Algorithme de chargement du système d'exploitation

Le système d'exploitation est stocké dans une mémoire externe, généralement sur un disque dur, moins souvent sur une disquette.

Il convient de dire que pour le fonctionnement normal de l'ordinateur, il est extrêmement important que les principaux modules du système d'exploitation soient en RAM. Pour cette raison, après avoir allumé l'ordinateur, le système d'exploitation est automatiquement réécrit (chargé) du disque dans la RAM.

- réécriture du système d'exploitation depuis un disque (dur ou disquette) vers la RAM.

Après avoir allumé l'ordinateur, un changement de chiffres est observé sur l'écran. Ces chiffres reflètent le processus de test de la RAM avec le programme BIOS. Si un défaut est détecté dans les cellules RAM, un message s'affichera.

Après avoir terminé avec succès le test matériel, vous accédez au lecteur contenant la disquette A et le voyant situé à côté s'allume. Si le système d'exploitation est chargé à partir d'une disquette, vous devez alors insérer le disque système dans le lecteur A. Sinon, s'il n'y a pas de système d'exploitation sur le disque A, le disque dur est accédé, comme en témoigne l'indicateur lumière à côté.

La lecture dans la RAM du 0ème secteur du 0ème côté du disque dans lequel se trouve le bootloader (BOOT RECORD) commence. Le contrôle est transféré au chargeur de démarrage, qui vérifie la présence du module d'extension IO.SYS et du module de base MSDOS.SYS sur le disque système. S'ils se trouvent à la place qui leur est allouée, alors il les charge dans la RAM, sinon un message s'affichera concernant leur absence. Dans ce cas, il est recommandé de retélécharger. Le signal de redémarrage transfère le contrôle au module BIOS permanent, qui écrit à nouveau le bloc de démarrage du disque dans la RAM, etc.

NOTE! Pour redémarrer le système d'exploitation appuyer simultanément sur les touches en mémoire<Сtгl> <АLT> .

Après avoir chargé avec succès le module d'extension IO.SYS et le module de base MSDOS.SYS dans la RAM, le processeur de commandes COMMAND.COM est chargé et le fichier de configuration CONFIG.SYS est traité, qui contient les commandes permettant de connecter les pilotes nécessaires. Ce fichier peut manquer si l'utilisateur est satisfait de la version de base du système d'exploitation.

Ensuite, le fichier de commandes AUTOEXEC.BAT est traité. Ce fichier est utilisé pour configurer les paramètres de l'environnement d'exploitation. Par exemple, créez un disque virtuel, modifiez les modes d'impression, chargez des programmes auxiliaires, etc.

Note! Les fichiers avec l'extension .BAT jouent un rôle particulier lorsque vous travaillez dans un environnement système. Οʜᴎ contient un ensemble de commandes du système d'exploitation ou des noms de fichiers exécutables. Après avoir lancé un fichier avec l'extension .BAT, toutes les commandes qui y sont écrites sont exécutées automatiquement les unes après les autres.

Si le fichier AUTOEXEC.BAT est manquant, vous serez invité à saisir la date et l'heure :

si vous appuyez sur la touche Entrée, les soi-disant paramètres système déterminés par la minuterie de l'ordinateur seront acceptés comme date et heure actuelles ;

Si vous souhaitez réinitialiser la date et l'heure du système, en réponse à l'invite, saisissez les valeurs dans l'un des formulaires fournis, par exemple :

25-10-1997 (mois jour année)

7:30:10.00 (heures : minutes : secondes)

Une fois que le fichier AUTOEXEC.BAT a fini de fonctionner, et également si ce fichier n'est pas détecté, une invite de disque système s'affichera sur l'écran d'affichage, par exemple C:\>. Cela indique que le processus de démarrage s'est terminé normalement et que vous pouvez commencer à travailler en entrant le nom du programme d'application ou la commande du système d'exploitation.

Note. Les fichiers CONFIG.SYS et AUTOEXEC.BAT sont peut-être manquants. Dans ce cas, les paramètres de l'environnement d'exploitation seront définis par défaut.

Souviens-toi! Il est extrêmement important de s'assurer que le système d'exploitation est stocké en permanence sur le disque dur. Lorsque vous allumez votre ordinateur, tous les lecteurs de disquettes doivent être ouverts.

Vous devez insérer la disquette contenant les programmes d'application dans le lecteur une fois le téléchargement terminé.

Testé par le programme

Charger Aucune charge

sur flexible dur non

disque disque

En lisant à partir d'une disquette Lire. avec un geste disque

IO.SYS, MSDOS.SYS dans le secteur de démarrage"

Charger Pas de message

correct? "Aucun fichier système"

Commande. Com "Aucun fichier système"

et le fichier CONFIG.SYS

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