Загрузка операционной системы
При успешном
завершении программы POST вызывается прерывание Intl9 (Bootstrap), и через него
передается управление программе, которая должна найти устройство (какой-либо
дисковод), с которого можно загрузить операционную систему. Поиск устройств
проводится в том порядке, который установил пользователь при настройке BIOS.
Наиболее частый вариант -А:, С:, CD-ROM, хотя в последнее время часто используют
вариант CD-ROM, С:, А:.
В первом случае,
когда гибкий диск А: вставлен в дисковод, проводится проверка — является ли
он загрузочным. Весьма частым является случай, когда пользователь забывает в
дисководе гибкий диск, не являющийся загрузочным, пустой или с какими-либо данными.
Тогда вырабатывается сигнал ошибки, о чем выводится сообщение на экран монитора,
а программа ожидает решения пользователя.
При обычном
старте компьютера операционная система загружается с винчестера (для MS-DOS
и Windows 95/98/ME - обязательно с диска С:). При этом всегда считывается в
память самый первый сектор винчестера, где находится загрузочная запись —
MBR (Master Boot Record).
Корпорация
Microsoft de-facto установила формат первого сектора (используется термин "нулевой"
сектор), которого придерживаются разработчики других операционных систем для
IBM PC совместимых компьютеров. В нем, в пределах 512 байтов (если требуется
больше места, то используются секторы, находящиеся на логическом диске, где
расположена операционная система), записана программа, которой передается управление
после завершения работы стартовой программы BIOS. Отличительной особенностью
MBR является наличие в последних байтах сектора "магического числа"
0хАА55 (адреса 0xFEh и 0xFFh), означающего, что данный сектор содержит программу
MBR.
Кроме программы
начального загрузчика, в нулевой сектор записана таблица разделов (partition
table) винчестера), которая содержит информацию о четырех основных
разделах, с которых можно загрузить операционную систему.
На рис.
показана традиционная для корпорации Microsoft схема деления дискового пространства.
Таблица разделов винчестера (partition table)
|
Part |
Boot |
|
Start |
|
System |
|
End |
|
Start Sector |
Number of
Sectors |
MB |
||
|
|
|
Head |
Cyl |
Sec |
|
Head |
Cyl |
Sec |
|
|
|
||
|
1 |
Yes |
1 |
0 |
1 |
06h |
31 |
558 |
63 |
63 |
1126881 |
550 |
||
|
2 |
No |
0 |
559 |
1 |
05h |
31 |
821 |
63 |
1126944 |
530208 |
258 |
||
|
3 |
No |
0 |
0 |
0 |
OOh |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
4 |
No |
0 |
0 |
0 |
OOh |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
Структура
элементов таблицы разделов показана на рис. Для указания, что раздел содержит
операционную систему, которая загружается при старте компьютера, первый байт
записи содержит флаг Boot (флаг загрузки). Если значение Boot равно 80п, то
данный раздел является загрузочным (активным), в остальных случаях этот байт
будет содержать 0.
Примечание
Если прокомментировать
структуру разделов, приведенную в табл. 5.8, то можно сказать, что все операционные
системы корпорации Microsoft (MS-DOS, Windows 95, 98, ME, NT, 2000, XP) считают,
что дисковое пространство может быть разбито только на два основных раздела
— диски С: и D:. Основной раздел D, называемый расширенным разделом, в свою
очередь, может быть разделен на логические диски — D:, E:, F: и т. д. Для создания другой схемы разделения винчестера требуется использовать
программу, созданную программистами не фирмы Microsoft, а, например, из операционной
системы Linux.
Код операционной
системы, точнее, код файловой системы, созданной в основном разделе, несет информацию
о том, где и как расположены служебные зоны в разделе и как записываются данные
на этот диск.
Остальные
поля в записи относятся к геометрии винчестера, информируя о размере раздела
и его положении на винчестере.
Программа
начального загрузчика, найдя в таблице разделов активный раздел, считывает в
память, начиная с первого логического сектора этого раздела, программу вторичного
загрузчика. После этого первичный загрузчик прекращает работу и передает управление
программе вторичного загрузчика, который находит на винчестере служебные программы
операционной системы и загружает их в оперативную память, после чего передает
управление операционной системе. Например, в MS-DOS первым загружается файл
IO.SYS, расположенный по фиксированному адресу 700h.
