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文档简介

windows系统启动过程原理全面分析:现在个人用的最多的就是windows XP,要 正确使用WindowsXP,一定要熟练掌握WindowsXP的启动原理。WindowsXP的启动过程所执行的操作可以看成是一个操作系统整体 环境的快照或缩影,了解了WindowsXP的启动原理,有助于深入了解WindowsXP的多方面机制。正如很多人所经常遇到的那 样,WindowsXP并不是十全十美的,如果操作失误,很可能导致WindowsXP的各种故障。其中,启动故障比较常见,也比较难于对付。因为, 如果系统启动不起来,对它的排错也就无从谈起。所以,熟练掌握对WindowsXP启动故障的排除,也是一个“菜鸟”必不可少的技能。WindowsXP 是基于NT技术的操作系统,它的启动过程同WindowsNT和Windows2000基本相同,但是同DOS、 Windows3.X、Windows9.X和WindowsME大相径庭。WindowsXP彻底抛弃了原先的基于字符的实模式环境,其启动过 程比较复杂。 一般来说,WindowsXP的启动过程,主要包括以下几个步骤:一、电源开启自检过程在打开计算机电源时,首先开始电源启动自检过程。在BIOS中包含一些基本的指令,能够帮助计算机在没有安装任何操作系统的情况下进行基 本的启动。电源启动自检过程首先会从BIOS中载入必要的指令,然后进行如下一系列的自检操作:进行硬件的初始化检查,例如检查内存的容量 等。验证用于启动操作系统的设备是否正常,例如,检查硬盘是否存在等。从CMOS中读取系统配置信息。 在完成了电源启动的自检之后,每个带有固件的硬件设备,如显卡和磁盘控制器,都会根据需要完成内部的自检操作。二、初 始化启动过程在完成了电源启动自检过程之后,存储在CMOS中的设置,例如磁盘的引导顺序等,能够决定由哪些设备来引 导计算机。例如,可以设置磁盘的引导顺序为首先通过A盘引导,其次才通过C盘引导,则系统会首先尝试用A盘引导系统,如果A盘存在并可引导,则通过A盘引 导。如果A盘不存在,则通过C盘引导系统。如果A盘存在,但不是引导盘,则系统地提示系统不可引导。一般来说通常会使用硬盘引导。在 进行硬盘引导时,启动过程通常按照如下的步骤进行:系统首先检测打开电源的硬盘。若 该硬盘是启动盘,BIOS就将主引导记录(MainBootRecordMBR)中的引导代码载入内存。接着,BIOS会将启动过程 的运行交给MBR来进行。计算机搜索MBR中的分区表,找出活动分区(ActivePartition)。计算机将活动分区的第一 个扇区中的引导代码载入到内存。引导代码检测当前使用的文件系统是否可用。 引 导代码查找ntldr文件,找到之后启动它。(该文件ntldr文件将来在登录进入windows系统之后C盘根目录隐藏文件下找到)BIOS 将控制权转交给ntldr,由ntldr完成操作系统的启动。注意:这里简单介绍一下MBR的概念。MBR位于启动磁盘的第一个 扇区,其中主要包含引导代码(BootCode)和分区表(PartitionTable)数据。引导代码主要用于引导系统。而分区表则主要用于标识 基本分区和扩展分区。三、引导程序载入过程本过程主要由ntldr文件完成。 Ntldr从引导分区载入启动文件,然后完成如下一些任务。1、在基于X86CPU的系统下,设置CPU的运行使用32位的Flat 内存模式。对基于X86CPU的计算机来说,第一次启动的时候总是进入所谓的实模式(RealMode)。在实模式下CPU的某些特性不能完全 发挥,这是因为它要保证同8位或16位的CPU(如8086、8088)相兼容。实模式下由于系统规格的限制,无法对大容量内存进行直接存取,而必须通过 分段的方式完成。对于32位的WindowsXP来说,8位或16位的CPU显然是无用的。ntldr首先会将CPU切换到32位的模式, 从而确保WindowsXP的正常。在CPU的32位模式下,可以对大容量内存进行直接存取,而彻底抛弃了原先在8位或16位下分段存取内存的不便。这 也是为什么32位模式称作Flat内存模式的原因。2、启动文件系统ntldr 中包含相应的代码,能够帮助Windows XP完成对NTFS或FAT格式的磁盘进行读写。从而能够读取、访问和复制文件。3、读取boot.ini 文件在这一步 中,ntldr 会分析boot.ini文件,确定操作系统分区所在的位置。对于单引导的系统来说,ntldr 会通过启动来初始化硬件检测状态。对于多引导系统来说,首先由用户在操作系统菜单中选择要启动的操作系统然后而由 ntldr进行相应的操作。如果用户选择启动来初始化硬件检测状态。如果选择启动旧式的微软操作系统, 如MSDOS、Windows 9xME,ntldr会将从bootsect.dos文件中读取MBR代码,然后将控制权交给bootsect.dos中的MBR。4、根 据需要提供启动菜单在这一步,如果用户按下F8键,则会显示启动菜单,允许用户选择不同的启动方式,例如使用安全方式启动,或是使用最后一次 正确的配置启动等。5、检测硬件和硬件配置在这一步中,ntldr 启动文件进行基本的设备检查,然后将 boot.ini文件中的信息,以及注册表中的硬件和软件信息传递给ntoskrnl.exe 程序。四、检测和配置 硬件过程在处理完boot.ini文件之后,ntldr会启动程序。在基于X86的系统 中,会通过调用系统固件程序收集安装的硬件信息,然后由将这些信息传递送回ntldr。Ntldr获取 从发来的信息后,将这些信息组织成为内部的断气结构形式,然后由ntldr 启动ntoskrnl.exe ,并将这些信息发送给它。N 会收集如下类型的硬件信息:系统固件信息,例如时间和日期等总线适配器的类型显卡适配器的类型键盘通 信端口磁盘软盘输入设备,例如鼠标并口安装在ISA槽中的ISA设备完成信息 的检测之后,Windows XP会在屏幕上显示那个著名的Windows XP商标,并显示一个滚动的,告诉用户Windows 的启动进程。五、 内核加载过程在此过程中,ntldr实施下列一些功能。1、将内核(ntoskrnl.exe)和硬件抽象 层(hal.dll)载入到内存2、加载控制集信息在这一过程中,ntldr从注册表中的HKEY_LOCAL- _MACHINESYSTEM位置加载相应的控制集(Control Set)信息,并确定在启动过程中要加载的设备驱动。3、加载设备驱 动程序和服务在这一步中,系统会在BIOS的帮助下开始加载设备驱动程序,以及服务。4、启动会话管理器完成上面的 过程之后,内核会启动会话管理器(Session Manager),这是一个名为smss.exe 的程序,其作用表现如下:(1) 创建系统环境变量(2)创建虚拟内存页面文件六、用户登录过程在 这一过程中,Windows 子系统会启动winlogon.exe,这是一个系统服务,用于提供对Windows 用户的登录和注销的支持。Winlogon.exe 可以完成如下一些工作:启动服务子系统(services.exe),也称服务控 制管理器(Service Control Manager, SCM)。启动本地安全授权(Local Security Authority , LSA)过程(lsass.exe)。在开始登录提示的时候,对Crtl+Alt+Del组合键进行分析处 理。一个图形化的识别和认证组件收集用户的帐号和密码,然后将这些信息安全地传送给LSA以进行认证处理。如果用户提供的信息是正确的,能够通过 认证,就允许用户对系统进行访问。要注意的是,如果您的计算机中,只有Administrator这一个用户,那么在欢迎屏幕中就会显示 Administrator 用户项。如果您的计算机中不仅有Administrator用户,还有别的可以交互登录的用户,那么欢迎屏幕中就只显示出Administrator之外 的用户,而不显示Administrator用户。如果用户希望以Administrator用户登录,该怎么办呢?实际很简单,直接在欢迎 屏幕中按下两次Crtl+Alt+Del组合键,即可打开标准的登录窗口,可以再输入Administrator 的用户名和密码,以便用最高管理员的身

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