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新聞資訊

    Windows引導過程


    Windows作為最流行的個人計算機操作系統,成為了我們學習、工作和生活的一部分。平時使用計算機,我們都得先按下電源鍵然后等待Windows啟動,初始化,進入歡迎頁面,啟動完成。會不會覺得整個過程比較神奇,想一探究竟?其實整個啟動過程經歷了多個階段,接下來小編將一一講述每一個階段,揭開它們神秘的面紗。

    通電后CPU首先執行的是主板引導程序,主板引導程序可分為BIOS和UEFI。BIOS是最早的方案,搭配MBR分區使用,BIOS逐漸被UEFI代替,UEFI一般搭配GPT分區使用,所以引導過程會有兩種情況:

    • BIOS + MBR
    • UEFI + GPT

    這兩種情況都會分別介紹。


    UEFI


    UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)以靈活擴展、引導更省時等特性,成為了BIOS的替代方案,新推出的主板和操作系統基本上默認使用UEFI引導,小編Win10系統采用的就是UEFI引導。

    如何查看自己的計算機是什么方式引導的?

    在“此電腦”上右鍵選擇“管理”,彈出“計算機管理”選擇“磁盤管理”,如果能找到一個“EFI系統分區”,那么就是UEFI引導方式了。

    UEFI一般搭配GPT分區技術使用,雖然也可以搭配MBR,但是由于MBR磁盤容量最大只能是2TB,在磁盤容量越來越大的今天略顯不足,所以默認都是使用GPT分區技術。GPT可以做到:

    • 支持容量超過2TB的磁盤;
    • 使用16字節的GUID標識分區類型,不容易沖突;
    • 理論上分區數目不限制(受限于Windows只能最多識別128個分區);
    • 分區容量幾乎沒有限制,因為使用64位整數,64位整數最大值為2^64 - 1,數值非常大;
    • 提供CRC檢驗,檢測數據損壞;
    • 備份分區表,提高可靠性。


    引導流程

    1.按下電源鍵,電源向主板以及其它設備供電,剛開始電壓不穩,主板會持續發送RESET信號給CPU,CPU執行初始化。當電壓穩定后,主板停止發送RESET信號,CPU開始執行指令;

    2.CPU讀取UEFI指令,執行UEFI初始化,執行其它設備的初始化;

    3.查找EFI分區,EFI分區不需要一定是第一個分區;

    4.加載\EFI\Boot\bootx64.efi,在安裝Windows時實際上會使用\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi的內容替換到\EFI\Boot\bootx64.efi,所以\EFI\Boot\bootx64.efi其實就是\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi;

    5.bootmgfw.efi會讀取BCD文件,BCD是一個數據庫文件,如果包含多個系統,信息會包含在BCD中,通過顯示一個系統列表供用戶選擇;

    6.BCD中包含每個系統的引導文件的路徑,Windows的是\Windows\System32\winload.efi,加載到內存中并執行;

    7.winload.efi讀取\Windows\bootstat.dat文件,有需要則顯示引導菜單,比如安全引導等等;接著加載內核程序Ntoskrnl.exe,相關輔助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll,把CPU執行權交給內核程序;

    8.內核程序執行系統初始化。

    通過上面的流程可知道,引導相關的文件都存放在EFI系統分區中,下圖是小編win10的EFI系統分區的一些文件:


    BIOS


    BIOS(Basic Input Output System)是最早的引導方案并使用了相當長的一段時間,所以在Win8、Win7、WinXP以及更早的版本都能找到BIOS的引導存在。BIOS只支持MBR分區技術,所以GPT并不適合BIOS。


    引導流程

    1.上電并穩定后,CPU執行地址0xFFFF0h處指令,此處為BIOS程序;

    2.BIOS進行硬件自檢,沒有問題后加載硬盤的第一個扇區到內存0x7c00h處,第一個扇區為MBR(Master Boot Record),MBR包含執行程序和分區表;

    3.CPU開始執行MBR程序,查找第一個活動分區,把活動分區的第一個扇區加載到內存中,活動分區第一個扇區為PBR(Partition Boot Record);

    4.CPU開始執行PBR,第一個指令就是跳過BPB(BIOS Parameter Block)到可執行代碼處;BPB包含比較多參數,有族的大小、MFT記錄大小、MFT位置等,用于讀取NTFS文件;

    5.PBR讀取VBR(Volume BootRecord,占用分區開始的16扇區)剩余的15扇區到內存中;接著CPU跳轉到0x07C0:027A處,執行BOOTMGR代碼(第二個扇區中);

    6.開始尋找bootmgr.exe,找不到則尋找ntldr.exe(win vista之前的系統);

    7.CPU加載并跳轉到bootmgr.exe處執行,讀取BCD文件,如果含有多個系統,則列舉顯示供用戶選擇;

    8.選擇的是Windows則讀取winload.exe文件到內存中,CPU跳轉到winload.exe處執行,讀取文件\windows\bootstat.dat,有需要則顯示引導菜單,比如安全引導等等;接著加載內核程序Ntoskrnl.exe,相關輔助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll,把CPU執行權交給內核程序;

    9.內核程序執行系統初始化。

    可見BIOS引導更多的是通過MBR去引導系統,UEFI則主導整個引導過程。


    結束語


    在啟動計算機的過程中,難免會遇到各種各樣的問題,比如藍屏、黑屏等等,掌握了其啟動的流程,將有利于我們對各類故障進行排查和修復。

    以上就是關于今天的全部內容,下期將給大家帶來《容器如何使用tini作為啟動進程》,敬請期待~

    裝了Win10的老電腦怎么才能更流暢?換固態!加內存!升級CPU!問題這都是要錢的事情,有沒有不要錢還能提高一點的方式呢?小編倒是有幾招可以跟大家分享,當然了,效果自然沒有升級硬件來的那么明顯罷了,不過一樣可以起到作用。

    首先,右鍵單擊我的電腦,選擇屬性,找到高級系統設置,進入后切換選項卡到高級,在視覺效果中,選中“調整為最佳性能”,然后點擊應用。這樣系統對視覺效果的優化都會被取消,不過性能可以有效提升系統流暢度,這個方法從Windows XP開始就存在,不過一直是非常有效的手段,尤其對老電腦更是如此。

    然后,在開始菜單輸入cmd,選擇命令提示符,進入后輸入命令rd C:windows.old /s,刪除系統遺留的無用文件,增加C盤空間。C盤的空間小編推薦至少要保留20%的容量(并且不小于10GB),用來給系統交換文件使用。

    此外,加快啟動還有一個方法,就是取消Win10的啟動畫面,這樣可以節約一點進入系統的時間,方法是在開始菜單輸入msconfig,然后切換選項卡到引導,勾選“無GUI引導”就可以了。

    最后就是禁用隨系統啟動時加載的服務,特別說明一下,這里不是取消軟件隨系統啟動,那需要分別再各軟件中調整。還是在剛才的msconfig系統配置中,切換到服務選項卡,這時所有隨系統啟動的加載服務都會列表顯示,先勾選“隱藏所有Microsoft服務”,然后查看列表中剩余的加載服務項,把你認為不需要的應用服務取消勾選即可——提醒小伙伴們,驅動程序的加載項小編不建議勾選取消哦。

    執行這幾個操作后,至少系統在啟動和進入系統時,負載會大為降低,加載項也沒有那么多了,裝了Win10的老電腦會有一個明顯改善,當然,小伙伴們也不要奢望這些修改能和換裝固態一樣有質變哦。

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