เกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์?

เมื่อคุณเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์จะต้องผ่านกระบวนการ "boot up" ซึ่งเป็นคำที่มาจากคำว่า "bootstrap" นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในพื้นหลัง - ไม่ว่าคุณจะใช้ระบบปฏิบัติการ Windows PC, Mac หรือ Linux.

ฮาร์ดแวร์เปิดอยู่

เมื่อคุณกดปุ่มเปิดปิดคอมพิวเตอร์จะจ่ายกระแสไฟให้กับส่วนประกอบต่างๆเช่นเมนบอร์ดซีพียูฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์โซลิดสเตตโปรเซสเซอร์กราฟิกและทุกอย่างในคอมพิวเตอร์.

ชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์ที่จ่ายพลังงานเรียกว่า "แหล่งจ่ายไฟ" ภายในเดสก์ท็อปพีซีทั่วไปดูเหมือนว่ากล่องที่มุมของกล่อง (สิ่งที่เป็นสีเหลืองในภาพด้านบน) และเป็นที่ที่คุณเชื่อมต่อ AC สายไฟ.

CPU โหลด UEFI หรือ BIOS

ตอนนี้มันมีกระแสไฟฟ้าซีพียูจะเริ่มต้นเองและมองหาโปรแกรมขนาดเล็กที่โดยปกติแล้วจะเก็บไว้ในชิปบนเมนบอร์ด.

ในอดีตพีซีโหลดสิ่งที่เรียกว่า BIOS (ระบบอินพุต / เอาท์พุตพื้นฐาน) บนพีซีที่ทันสมัยซีพียูจะโหลดเฟิร์มแวร์ UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) แทน นี่คือการเปลี่ยนที่ทันสมัยสำหรับ BIOS แบบเก่า แต่เพื่อให้เกิดความสับสนเป็นพิเศษผู้ผลิตพีซีบางรายยังคงเรียกซอฟต์แวร์ BIOS "UEFI" ต่อไป.

การทดสอบ UEFI หรือ BIOS และเริ่มต้นฮาร์ดแวร์

BIOS หรือ UEFI เฟิร์มแวร์โหลดการตั้งค่าการกำหนดค่าจากสถานที่พิเศษบนเมนบอร์ดตามเนื้อผ้านี่คือในหน่วยความจำสำรองด้วยแบตเตอรี่ CMOS หากคุณเปลี่ยนการตั้งค่าระดับต่ำในหน้าจอการตั้งค่า BIOS หรือ UEFI นี่คือที่เก็บการตั้งค่าแบบกำหนดเองของคุณ.

CPU รัน UEFI หรือ BIOS ซึ่งจะทดสอบและเริ่มต้นฮาร์ดแวร์ของระบบของคุณรวมถึงตัว CPU เอง ตัวอย่างเช่นหากคอมพิวเตอร์ของคุณไม่มี RAM มันจะส่งเสียงบี๊บและแสดงข้อผิดพลาดให้คุณหยุดกระบวนการบูต สิ่งนี้เรียกว่ากระบวนการ POST (Power On Self Test).

คุณอาจเห็นโลโก้ของผู้ผลิตพีซีปรากฏบนหน้าจอในระหว่างกระบวนการนี้และคุณสามารถกดปุ่มเพื่อเข้าถึงหน้าจอการตั้งค่า BIOS หรือ UEFI ได้จากที่นี่ อย่างไรก็ตามพีซีที่ทันสมัยจำนวนมากบินผ่านกระบวนการนี้อย่างรวดเร็วจนไม่ต้องกังวลกับการแสดงโลโก้และต้องการเข้าถึงหน้าจอการตั้งค่า UEFI จากเมนูตัวเลือกการบูต Windows.

UEFI สามารถทำได้มากกว่าการเริ่มต้นฮาร์ดแวร์ มันเป็นระบบปฏิบัติการขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่น CPU ของ Intel มี Intel Management Engine สิ่งนี้มีคุณสมบัติที่หลากหลายรวมถึงการเปิดใช้งานเทคโนโลยีการจัดการเชิงรุกของ Intel ซึ่งช่วยให้สามารถจัดการพีซีธุรกิจจากระยะไกลได้.

UEFI หรือ BIOS ส่งมอบให้กับอุปกรณ์บู๊ต

หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบและกำหนดค่าเริ่มต้นฮาร์ดแวร์ของคุณ UEFI หรือ BIOS จะมอบความรับผิดชอบในการบูตพีซีของคุณไปยังตัวโหลดการบูตของระบบปฏิบัติการของคุณ.

UEFI หรือ BIOS ค้นหา "อุปกรณ์สำหรับบู๊ต" เพื่อบู๊ตระบบปฏิบัติการของคุณ ซึ่งโดยปกติจะเป็นฮาร์ดดิสก์หรือไดรฟ์โซลิดสเตตของคอมพิวเตอร์ แต่อาจเป็นซีดีดีวีดีไดรฟ์ USB หรือตำแหน่งเครือข่าย อุปกรณ์บู๊ตสามารถกำหนดค่าได้จากภายในหน้าจอการตั้งค่า UEFI หรือ BIOS หากคุณมีอุปกรณ์สำหรับบูตหลายตัว UEFI หรือ BIOS จะพยายามส่งมอบกระบวนการเริ่มต้นให้กับพวกเขาตามลำดับที่ระบุไว้ ตัวอย่างเช่นหากคุณมี DVD ที่สามารถบู๊ตได้ในออปติคัลไดรฟ์ระบบอาจลองเริ่มจากก่อนที่จะลองเริ่มจากฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ.

ตามเนื้อผ้า BIOS ดูที่ MBR (มาสเตอร์บูตเรกคอร์ด) ซึ่งเป็นบูตเซกเตอร์พิเศษที่จุดเริ่มต้นของดิสก์ MBR มีรหัสที่โหลดส่วนที่เหลือของระบบปฏิบัติการหรือที่เรียกว่า "bootloader" BIOS เรียกใช้งาน bootloader ซึ่งนำมาจากที่นั่นและเริ่มบูตระบบปฏิบัติการจริง - Windows หรือ Linux ตัวอย่างเช่น.

คอมพิวเตอร์ที่มี UEFI ยังคงสามารถใช้วิธีการบูตแบบ MBR แบบเก่านี้เพื่อบูตระบบปฏิบัติการ แต่โดยปกติแล้วพวกเขาจะใช้สิ่งที่เรียกว่า EFI ที่เรียกใช้งานได้แทน สิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเก็บไว้ที่จุดเริ่มต้นของดิสก์ แต่จะถูกเก็บไว้ในสิ่งที่เรียกว่า“ พาร์ติชันระบบ EFI”

ทั้งสองวิธีหลักการคือ BIOS หรือ UEFI เดียวกันตรวจสอบอุปกรณ์เก็บข้อมูลในระบบของคุณเพื่อค้นหาโปรแกรมขนาดเล็กทั้งใน MBR หรือบนพาร์ติชันระบบ EFI และรันมัน หากไม่มีอุปกรณ์สำหรับบู๊ตที่สามารถบู๊ตได้กระบวนการบูทเครื่องก็จะล้มเหลวและคุณจะเห็นข้อความแสดงข้อผิดพลาดที่แสดงบนหน้าจอ.

บนพีซีที่ทันสมัยเฟิร์มแวร์ UEFI นั้นได้รับการกำหนดค่าโดยทั่วไปสำหรับ“ Secure Boot” ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่าระบบปฏิบัติการที่เริ่มต้นจะไม่ได้รับการแก้ไขและจะไม่โหลดมัลแวร์ระดับต่ำ หากเปิดใช้งาน Secure Boot แล้ว UEFI จะตรวจสอบว่า bootloader ได้รับการลงชื่ออย่างถูกต้องก่อนเริ่มต้นหรือไม่.

Bootloader โหลดระบบปฏิบัติการเต็มรูปแบบ

bootloader เป็นโปรแกรมขนาดเล็กที่มีงานขนาดใหญ่ในการบูตระบบปฏิบัติการส่วนที่เหลือ Windows ใช้ bootloader ชื่อ Windows Boot Manager (Bootmgr.exe) ระบบ Linux ส่วนใหญ่ใช้ GRUB และ Mac ใช้สิ่งที่เรียกว่า boot.efi.

หากมีปัญหากับ bootloader- เช่นถ้าไฟล์ของมันเสียหายบนดิสก์ - คุณจะเห็นข้อความแสดงข้อผิดพลาด bootloader และกระบวนการบูตจะหยุด.

bootloader เป็นเพียงโปรแกรมขนาดเล็กและไม่จัดการกระบวนการบู๊ตด้วยตนเอง บน Windows ตัวจัดการการบูตของ Windows จะค้นหาและเริ่ม Windows OS Loader โหลดเดอร์ระบบปฏิบัติการจะโหลดไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นซึ่งจำเป็นในการเรียกใช้เคอร์เนล - ส่วนหลักของระบบปฏิบัติการ Windows - จากนั้นเรียกใช้เคอร์เนล เคอร์เนลจะโหลดรีจิสตรีของระบบลงในหน่วยความจำและโหลดไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมใด ๆ ที่ทำเครื่องหมายด้วย“ BOOT_START” ซึ่งหมายความว่าควรโหลดตอนบู๊ต เคอร์เนลของ Windows จะเปิดตัวกระบวนการตัวจัดการเซสชัน (Smss.exe) ซึ่งจะเริ่มเซสชันของระบบและโหลดไดรเวอร์เพิ่มเติม กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปและ Windows โหลดบริการพื้นหลังรวมถึงหน้าจอต้อนรับซึ่งให้คุณลงชื่อเข้าใช้.

บน Linux ตัวโหลดบูต GRUB จะโหลดเคอร์เนล Linux เคอร์เนลก็เริ่มต้นระบบ init นั่นคือ systemd บนลีนุกซ์รุ่นใหม่ ๆ ระบบ init จัดการกับบริการเริ่มต้นและกระบวนการผู้ใช้อื่น ๆ ที่นำไปสู่การพร้อมต์การล็อกอิน.

กระบวนการที่เกี่ยวข้องนี้เป็นเพียงวิธีการทำให้ทุกอย่างโหลดอย่างถูกต้องโดยทำสิ่งต่าง ๆ ตามลำดับที่ถูกต้อง.

โดยวิธีการที่เรียกว่า "โปรแกรมเริ่มต้น" จะโหลดเมื่อคุณลงชื่อเข้าใช้บัญชีผู้ใช้ของคุณไม่ใช่เมื่อระบบบู๊ต แต่บริการพื้นหลังบางอย่าง (บน Windows) หรือ daemons (บน Linux และ macOS) จะเริ่มทำงานในพื้นหลังเมื่อระบบของคุณบูท.

กระบวนการปิดระบบก็มีส่วนเกี่ยวข้องเช่นกัน นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณปิดเครื่องหรือออกจากระบบ Windows PC.

เครดิตรูปภาพ: Suwan Waenlor / Shutterstock.com, DR-images / Shutterstock.com,