Windows操作系统的启动过程详解

Windows操作系统的启动过程详解编辑作者：lznetshn（杨老师）职业：计算机维修教师E-mail:lznetshn@163.工作地：昆明Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第1页!Windows启动原理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WindowsXP的启动过程，主要包括以下几个步骤：电源开启自检过程。

初始化启动过程。

引导程序载入过程。

检测和配置硬件过程。

内核加载过程。

用户登录过程。

即插即用设备的检测过程。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第2页!一、电源开启自检过程1、在打开计算机电源时，首先开始电源启动自检过程。从BIOS中载入必要的指令，然后进行如下一系列的自检操作：2、进行硬件的初始化检查，例如检查内存的容量等。3、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。4、从CMOS中读取系统配置信息。例如：当前计算机硬件信息，用户设置信号（磁盘引导顺序，引导密码等）5、注：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。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第3页!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。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，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。启动文件系统ntldr中包含相应的代码，能够帮助WindowsXP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。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第4页!注：（1）、对于单引导的系统来说，ntldr会通过启动ntdetect.来初始化硬件检测状态。（2）、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。（3）、如果选择启动旧式的微软操作系统，如MS－DOS、Windows9x／ME，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。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第5页!四、检测和配置硬件过程

在处理完boot.ini文件之后，ntldr会启动ntdetect.程序。在基于X86的系统中，ntdetect.会通过调用系统固件程序收集安装的硬件信息，然后由ntdetect.将这些信息传递送回ntldr。Ntldr获取从ntdetect.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。

Ntdetect.会收集如下类型的硬件信息：1、系统固件信息，例如时间和日期等2、总线适配器的类型3、显卡适配器的类型4、键盘5、通信端口6、磁盘7、软盘8、输入设备，例如鼠标9、并口10、安装在ISA槽中的ISA设备11、完成信息的检测之后，WindowsXP会在屏幕上显示那个著名的WindowsXP商标，并显示一个滚动的，告诉用户Windows的启动进程。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第6页!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：1、启动服务子系统（services.exe），也称服务控制管理器（ServiceControlManager,SCM）。2、启动本地安全授权（LocalSecurityAuthority,LSA）过程（lsass.exe）。3、在开始登录提示的时候，对Crtl+Alt+Del组合键进行分析处理。4、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。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份登录。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第7页!八、加载系统服务程序实际上也是和登录过程异步进行的。这时系统在加载各种服务程序，以便为操作用户提供操作平台，在加载完成explorer.exe服务程序时，就可以看到WindowsXP桌面。注：explorer.exe：该文件的所在位置\WINDOWS，如果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache目录中找到后，在DOS状态下Copy恢复，该文件属性为：系统/隐藏/只读。不能Copy时用attrib修改后再copy，再将\WINDOWS\system32\dllcache目录中的ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第8页!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：

1、系统首先检测打开硬盘电源。2、若该硬盘是启动盘，BIOS就将主引导记录（MainBootRecord――MBR）中的引导代码载入内存。3、接着，BIOS会将启动过程的运行交给MBR来进行。4、计算机搜索MBR中的分区表，找出活动分区（ActivePartition）。5、计算机将活动分区的个扇区中的引导代码载入到内存。6、引导代码检测当前使用的文件系统是否可用。7、引导代码查找ntldr文件，找到之后启动它。8、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。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第9页!3、读取boot.ini文件在boot.ini中，其内容包括：[bootloader]timeout=30default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS[operatingsystems]multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="MicrosoftWindowsXPProfessional"/fastdetect

multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)\WINNT="WindowsWindows2000Professional“Multi表示一个非SCSI硬盘设备或一个由SCSIBIOS访问的SCSI硬盘，该文段也可为SCSI，这是其意思为一个由SCSIBIOS禁止的硬盘。（0）是硬件适配卡序号（数字不一定是0）。Disk（0）表示SCSI总线号（数字不一定是0），如果前面是Multi则这项永远为disk(0)，数字不改变。Rdisk(0)表示硬盘的序号。Partition(3)为分区序号。《“MicrosoftWindowsXPProfessional”》这部分内容就是开机显示列表时本系统的名称，可以任意修改，支持中文！NTLDR就是从这里查找WindowsXPProfessional的系统文件的位置的。若没有选择，系统从个操作系统开始引导。

Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第10页!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。检测硬件和硬件配置在这一步中，ntldr启动ntdetect.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。注：ntoskrnl.exe：该文件在\windows\system32中。如果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache目录中找到后，在DOS状态下Copy恢复，该文件属性为：系统/隐藏/只读。不能Copy时用attrib修改后再copy，再将\WINDOWS\system32\dllcache目录中的ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第11页!五、内核加载过程将内核（ntoskrnl.exe）和硬件抽象层（hal.dll）载入到内存加载控制集信息在这一过程中，ntldr从注册表中的HKEY_LOCAL­_MACHINE\SYSTEM位置加载相应的控制集（ControlSet）信息，并确定在启动过程中要加载的设备驱动。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。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（SessionManager）,这是一个名为smss.exe的程序，其作用表现如下：创建系统环境变量创建虚拟内存页面文件Windows操作系统的启动过程详解共14页，您现在浏览的是第12页!七、即插即用设备的检测过程对即插即用设备的检测，实际上是和登录过程异步进行的。由系统固件、硬件、设备驱动和系统特性决定了WindowsXP如何对新设备进行检测和枚举。当即插即用组件正常工作后，W