Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память.
Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.
После включения компьютера производится загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.
1. Процессор обращается в ПЗУ для считывания информации о конфигурации системы, BIOS загружается в оперативную память. Этот этап выполняется автоматически.
2. Выполняется самотестирование компьютера: проверяется работоспособность процессора, памяти и других аппаратных устройств компьютера с помощью программы POST (Power-On Self Test). В процессе тестирования могут выдаваться диагностические сообщения в виде звуковых сигналов (например, 1 длинный и 3 коротких — не подключен монитор, 5 коротких — ошибка процессора и так далее). После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора. Для внесения изменений в конфигурацию аппаратных средств компьютера в процессе выполнения самотестирования необходимо нажать клавишу . Загрузится системная утилита BIOS Setup, имеющая интерфейс в виде системы иерархических меню.
3.После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким, CD-ROM) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном секторе диска) наличия специальной программы Master Boot (программы-загрузчика операционной системы).
4.Если диск системный и программа-загрузчикоказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.
Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «Non system disk», и компьютер «зависает», то есть загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.
После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы к вводу команд. Приглашение представляет собой последовательность символов, сообщающих о текущем диске и каталоге. Например, если загрузка операционной системы была произведена с диска С:, а операционная система была установлена в каталог WINDOWS, то появится приглашение:
В случае загрузки графического интерфейса операционной системы команды могут вводиться с помощью мыши.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Давно, года так с 2011-го, хочу замутить такую схему в качестве эксперимента по устранению бутылочных горлышек в I/O домашней рабочей станции.
Дано
- Windows 10 Pro + рабочий софт + резидентный софт;
- 64 ГБ быстрой памяти, из которых примерно 44–48 ГБ выделено под RAM-диск;
- Системный раздел на 44–48 ГБ на SSD.
План
При запуске компьютера системный раздел полностью загружается в RAM-диск. Каждую ночь разница синхронизируется с содержимым на физическом диске (и ещё раз принудительно при срабатывании ИБП). Впоследствии такой же подход можно, например, применить к ноутбуку и, помимо прочего, выиграть в электропотреблении за счёт простоя носителя (да, гомеопатия — но приятно).
Реализация запланирована на конец года (жду новых материнок), но хотелось бы попытаться досконально исследовать этот вопрос заранее.
Смысл
Чтение и запись на диск происходит на скорости обращения к оперативной памяти, то есть даже без микроскопических задержек (потому что информация идёт мимо шины SATA/PCIe; теоретически, весь обмен должен происходить только между памятью и процессором). Не надо беспокоиться об износе, усилении записи и других глупостях. Плюс, если с системой произошло что-то непоправимое, в большинстве случаев можно будет откатиться обычной перезагрузкой, но это мелкий бонус.
Таким образом проблема недостатка I/O для наиболее требовательных рабочих приложений и системы будет решена раз и навсегда, и бутылить будет уже процессор (или, там, видеокарта). Плюс подавляющее большинство бытовых действий будет происходить с максимально возможной отзывчивостью. Решение интересно как с теоретической, так и с практической точки зрения.
Проблема
- Как / с помощью чего можно создать загрузчик, который будет создавать виртуальную партицию, копировать в неё содержимое SSD и грузить Винду оттуда? Камнем преткновения видится именно создание виртуального раздела вне загруженной системы. Пока в голову приходит только Линукс + виртуалка, но работать через систему-прокладку кажется сомнительным решением. (Если бы я пользользовался только Линуксом, было бы в разы проще, понимаю.) Несколько лет назад один товарищ провернул тут похожий эксперимент с Win7 посредством GRUB4DOS, но, насколько я понял, в его случае образ лежал готовым на физическом диске ещё до загрузки, что, конечно, реализуемо, но не столь практично (конечно, если я правильно понял, что именно он сделал).
- Как / чем лучше синхронизировать разницу, чтобы не создавать лишнюю нагрузку на физический диск? Теоретически можно обойтись NTFS-линками; синхронизация будет быстрее, но тогда будет много лишних записей, а это не вполне желательно.
Какие ответы не жду
- Тебе это не нужно — нужно, очень нужно. 🙂
- Неэффективно — большая часть диска будет занята статичными файлами — не спорю. Однако в этом случае я преследую не эффективность. Хочется, как минимум, опробовать технологию на реальных задачах. Лишнюю память в крайнем случае можно сбыть.
- Тебе не хватит места — как ни странно, хватит.
- Купи Optane или топовый PCIe-SSD — это удобнее, но ещё дороже, чем лишняя память, и всё равно не быстрее. И грузит шину.
Для нормальной работы компьютера необходимо, чтобы основные модули операционной системы находились в оперативной памяти. Поэтому после включения компьютера организована автоматическая перезапись (загрузка) операционной системы с диска в оперативную память.
Загрузка операционной системы — перезапись операционной системы с диска (жесткого или гибкого) в оперативную память.
Программное обеспечение лучше всего работает, когда оно разделено на уровни, причем каждый уровень выполняет какую-то свою функцию и освобождает другие, более высокие, уровни от заботы о деталях в рамках своего уровня. Исходя из этой философии, операционная система MS-DOS построена по модульному принципу и состоит из следующих составных частей :
Загрузчик операционной системы ;
Системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS ;
Командный процессор MS DOS (файл COMMAND.COM);
Внешние команды MS DOS .
Кроме того, MS-DOS, как и все другие операционные системы для IBM PC , использует встроенное программное обеспечение компьютера, именуемое Базовой Системой Ввода-Вывода ( BIOS ).
Рассмотрим указанные программные модули в том порядке, в каком они загружаются в оперативную память после включения ПК.
Базовая система ввода-вывода– это самый низкий уровень управления, своего рода интерфейс между аппаратными средствами компьютера и программами. BIOS управляет непосредственно аппаратурой компьютера и избавляет другие программы от знания деталей того, как это делается. Программы BIOS записываются в ПЗУ компьютера фирмой-производителем и осуществляют :
самотестирование компьютера при его включении (программа POST);
инициализацию, т.е. настойку компьютерного оборудования (определяется конфигурация компьютера, устанавливаются необходимые значения некоторых регистров);
выполнение обслуживающих функций и обработку аппаратных прерываний;
загрузку операционной системы, записанной на магнитном диске (программа BOOT).
Сразу после включения компьютера начинает работать программа POST, проверяя работоспособность оперативной памяти и других компонентов компьютера. Затем BIOS производит инициализацию и пытается считать с диска в дисководе А: программу-загрузчик операционной системы, чтобы передать ей управление и продолжить процесс загрузки DOS. При отсутствии необходимых файлов или самого гибкого диска поиск продолжается на жестких дисках С:, D:, Е: и т.д. Если загрузочный (или, иными словами, системный) диск не найден , сообщение об этом выдается на монитор.
Отметим, что после окончания загрузки служебные функции BIOS (например, вывод отдельных байтов на диск или экран дисплея, чтение символа с клавиатуры, чтение показаний часов реального времени и т.п.) вызываются с помощью прерываний. Прерывание– это аппаратный механизм, который заставляет процессор прервать выполнение текущей задачи и заняться обработкой внешнего события. Таким событием может быть сигнал от внешних устройств ввода-вывода, запрос какой-либо программы или случай ошибки (деление на ноль, слишком большое целое число и т.д.).
Загрузчик операционной системы– это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты и жесткого диска (винчестера) с операционной системой MS DOS. Функция этой программы заключается в считывании с загрузочного диска в оперативную память системных файлов DOS.
Системный файл IO.SYS– это расширение BIOS. Этот модуль настраивает операционную систему на конкретную конфигурацию вычислительного комплекса и позволяет подключать новые драйверы к нестандартным устройствам ввода-вывода,
Системный файлMSDOS.SYS– модуль обработки прерываний. В основном он обслуживает файловую систему и распоряжается распределением оперативной памяти.
После считывания загрузчиком системные файлы постоянно находятся в оперативной памяти компьютера, т.е являются резидентными программами.
При успешной загрузке системных файлов программный модуль IO.SYS устанавливает требуемую конфигурацию вычислительной системы. С этой целью он помещает в оперативную память компьютера драйверы внешних устройств.
Драйверы внешнихустройств представляют собой отдельные программные файлы, обеспечивающие операции взаимодействия с внешними устройствами. Перечень подключаемых драйверов содержится в файле конфигурации CONFIG.SYS. .
Командный процессорзавершает процесс загрузки операционной системы. После того, как управление компьютером передано командному процессору , последний автоматически начинает выполнение специального командного файла – AUTOEXEC.BAT (если такой файл присутствует в корневом каталоге загрузочного диска). В файле AUTOEXEC.BAT указывают команды и программы, выполняемые при каждом запуске компьютера. С помощью этого файла можно произвести настройку параметров операционной среды. Например, создать виртуальный диск, обеспечить смену режимов печати, загрузить вспомогательные программы и т.д.
Файлы с расширением .ВАТ играют при работе в системной среде особую роль. Они содержат совокупность команд операционной системы или имен исполняемых файлов. После запуска файла с расширением .ВАТ все записанные в нем команды выполняются автоматически одна за другой.
