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1、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Email: 工作地：昆明Windows操作系统的启动过程详解Windows 启动原理vWindows XP是基于NT技术的操作系统，它的启动过程同Windows NT和Windows 2000基本相同vWindows XP的启动过程，主要包括以下几个步骤：v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一、电源开启自检过程v1、在打开计算机电源时，首先开始电源启动自检过程。
2、从BIOS中载入必要的指令，然后进行如下一系列的自检操作：v2、进行硬件的初始化检查，例如检查内存的容量等。v3、验证用于启动操作系统的设备是否正常，v例如，检查硬盘是否存在等。v4、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）v5、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，例如磁盘的引中的设置，例如磁盘的引导顺序等，能够决定由哪些
3、设备来引导计算机。例如，可以设置磁盘的引导导顺序等，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 顺顺序为首先通过序为首先通过A盘引导，其次才通过盘引导，其次才通过C盘引导，则系统会首先尝试用盘引导，则系统会首先尝试用A盘引导系盘引导系统，如果统，如果A盘存在并可引导，则通过盘存在并可引导，则通过A盘引导。如果盘引导。如果A盘不存在，则通过盘不存在，则通过C盘引盘引导导 系统。如果系统。如果A盘存在，但不是引导盘，则系统地提示系统不可引导。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一般来说通常会使用硬盘引导。在
4、进行硬盘引导时，启动过程通常按照如下的步骤进行：下的步骤进行： 1、系统首先检测打开硬盘电源。、系统首先检测打开硬盘电源。2、若该硬盘是启动盘，、若该硬盘是启动盘，BIOS就将主引导记录（就将主引导记录（Main Boot RecordMBR）中的引导代码载入内存。）中的引导代码载入内存。3、接着，、接着，BIOS会将启动过程的运行交给会将启动过程的运行交给MBR来进行。来进行。4、计算机搜索、计算机搜索MBR中的分区表，找出活动分区（中的分区表，找出活动分区（Active Partition）。）。5、计算机将活动分区的第一个扇区中的引导代码载入到内存。、计算机将活动分区的第一个扇区中的引导
5、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。、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、引导代码查找ntldr文件，找到之后启动它。文件，找到之后启动它。8、BIOS将控制权转交给将控制权转交给ntldr，由，由ntldr完成操作系统的启动。完成操作系统的启动。注意：这里简单介绍一下注意：这里简单介绍一下MBR的概念。的概念。MBR位于启动磁盘的第一个扇区，其位于启动磁盘的第一个扇区，其中主要包含引导代码（中主要包含引导代码（Boot Code）和分区表（）和分区表（Partition Table）数据。引导）数据。引导代码主要用于引导系统。而分区表则主要用于标
6、识基本分区和扩展分区。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三、引导程序载入过程v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。v在基于X86CPU的系统下，设置CPU的运行使用32位的Flat内存模式v对基于X86CPU的计算机来说，第一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
7、于32位的Windows XP来说，8位或16位的CPU显然是无用的。vntldr首先会将CPU切换到32位的模式，从而确保Windows XP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。v启动文件系统vntldr 中包含相应的代码，能够帮助Windows XP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v3、读取boot.ini 文件v在boot.ini中，其内容包括：vboot loadervtimeout=30 default=multi(0)disk(
8、0)rdisk(0)partition(1)WINDOWSvoperating systemsvmulti(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)WINDOWS=Microsoft Windows XP Professional /fastdetect multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)WINNT=Windows Windows 2000 Professional“vMulti表示一个非SCSI硬盘设备或一个由SCSI BIOS访问的SCSI硬盘，该文段也可为SCSI，这是其意思为一个由SCSI BIOS禁止的硬盘。（0）是硬件适配卡序号
9、（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。v“Microsoft Windows XP Professional”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！vNTLDR就是从这里查找就是从这里查找Windows XP Professional的系统文的系统文件的位置的。若没有选择，系统从第一个操作系统开始引导。件的位置的。若没有选择，系统从第一个操作系统开始引导。 Windows操作系统的启动过程详解v注：（1）、
10、对于单引导的系统来说，ntldr 会通过启动来初始化硬件检测状态。v（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。v（3）、如果选择启动旧式的微软操作系统，如MSDOS、Windows 9xME，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v4、根据需要提供启动菜单v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。v检测硬件和硬件配置v在这一步
11、中，ntldr 启动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。v注：ntoskrnl.exe：该文件在windowssystem32中。如果损坏，可以从WINDOWSsystem32dllcache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WINDOWSsystem32dllcache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四、检测和配置硬件过程 v在处理完boot.in
12、i文件之后，ntldr会启动程序。在基于X86的系统中，会通过 调用系统固件程序收集安装的硬件信息，然后由将这些信息传递送回ntldr。Ntldr获取从发来的信 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。 N 会收集如下类型的硬件信息：v1、系统固件信息，例如时间和日期等v2、总线适配器的类型v3、显卡适配器的类型v4、键盘v5、通信端口v6、磁盘v7、软盘v8、输入设备，例如鼠标v9、并口v10、安装在ISA槽中的ISA设备v11、完成信息的检测之后，Windows XP会在屏幕上显示那个著名的Windows XP商标
13、，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五、内核加载过程v将内核（ntoskrnl.exe）和硬件抽象层（hal.dll）载入到内存v加载控制集信息v在这一过程中，ntldr从注册表中的HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEM位置加载相应的控制集（Control Set）信息，并确定在启动过程中要加载的设备驱动。v加载设备驱动程序和服务v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。v启动会话管理器v完成上面的过程之后，内核会启动会话管理器（Session Manager）,这是一个名为smss.exe 的程序
14、，其作用表现如下：v创建系统环境变量v创建虚拟内存页面文件 Windows操作系统的启动过程详解六、用户登录过程v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：v1、启动服务子系统（services.exe），也称服务控制管理器（Service Control Manager, SCM）。v2、启动本地安全授权（Local Security Authority , LSA）过程（lsass.exe）。 v3、在开始登录提示的时候，对Crtl+Alt+Del组
15、合键进行分析处理。v4、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。v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。v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
16、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七、即插即用设备的检测过程 v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Windows XP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，Windows XP会对新设备进行检测，为它们分配系统资源，并在尽量不要用户提供选择的情况下，为新设备安装一 个合适版本的驱动程序。 Windows操作系统的启动过程详解八、加载系统服务程序 v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
17、完成explorer.exe服务程序时，就可以看到WindowsXP桌面。v注：explorer.exe：该文件的所在位置WINDOWS，如果损坏，可以从WINDOWSsystem32dllcache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WINDOWSsystem32dllcache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九、加载用户附加启动程序 v这些程序在“开始”“程序”“启动”文件夹中，该文件夹可以让用户自己添加需要windows启动时自动启动的应用程序，如果不需要，可以直接删除它。v至此，Windows XP已成功启动。Windows操作系统的启动过程详解
