Vad exakt händer när du slår på datorn?

När du slår på en dator går det igenom en "boot up" -process - en term som kommer från ordet "bootstrap". Det här är vad som händer i bakgrunden, oavsett om du använder ett Windows-dator, Mac eller Linux-system.

Hårdvaran driver på

När du trycker på strömbrytaren levererar datorn ström till sina komponenter - moderkortet, processorn, hårddiskar, solid state-enheter, grafikprocessorer och allt annat i datorn.

Den maskinvara som levererar ström kallas "strömförsörjning". Inuti en vanlig stationär dator ser den ut som en låda i hörnet av fallet (den gula saken i bilden ovan), och det är där du ansluter AC strömsladd.

CPU läser UEFI eller BIOS

Nu när den har el, initierar CPU sig själv och letar efter ett litet program som normalt lagras i ett chip på moderkortet.

I det förflutna laddat datorn något som kallades en BIOS (Basic Input / Output System.) På moderna datorer laddar CPU-enheten inbyggd UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) firmware. Detta är ett modernt ersätt för BIOS i gammal stil. Men för att göra det extra förvirrande kallar vissa PC-tillverkare fortfarande deras UEFI-programvara "BIOS" ändå.

UEFI- eller BIOS-testen och initierar maskinvara

BIOS eller UEFI-firmware laddar konfigurationsinställningar från en speciell plats på moderkortet - traditionellt var detta i minnet uppbackat av ett CMOS-batteri. Om du ändrar vissa inställningar på låg nivå på din BIOS- eller UEFI-inställningsskärm, är det här dina anpassade inställningar lagras.

CPU-enheten kör UEFI eller BIOS, som testar och initierar systemets hårdvara, inklusive själva CPU-enheten. Om datorn till exempel inte har något RAM, piper det och visar dig ett fel och stoppar startprocessen. Detta kallas POST (Power On Self Test) -processen.

Du kan se att PC-tillverkarens logotyp visas på din skärm under denna process, och du kan ofta trycka på en knapp för att komma åt din BIOS- eller UEFI-inställningsskärm härifrån. Men många moderna PCer flyger genom denna process så fort att de inte stör att visa en logotyp och kräver att de får tillgång till sin UEFI-inställningsskärm från menyn Windows Boot Options.

UEFI kan göra mycket mer än bara initiera hårdvaran; Det är verkligen ett litet operativsystem. Intel-processorer har till exempel Intel Management Engine. Detta ger en mängd olika funktioner, bland annat genom att driva Intels Active Management Technology, vilket möjliggör fjärrstyrning av företags-datorer.

UEFI- eller BIOS-handenheten är avstängd till en startanordning

När det är klart att du testar och initialiserar hårdvaran kommer UEFI eller BIOS att avstå från att starta datorn till operativsystemets startläsare.

UEFI eller BIOS letar efter en "boot device" för att starta upp operativsystemet från. Det här är vanligtvis datorns hårddisk eller solid state-enhet, men det kan också vara en CD-, DVD-, USB-enhet eller nätverksplats. Startanordningen kan konfigureras från UEFI- eller BIOS-installationsskärmen. Om du har flera boot-enheter försöker UEFI eller BIOS att avaktivera startprocessen till dem i den ordning de är listade. Så om du till exempel har en startbar DVD i din optiska enhet kan det hända att systemet börjar med det innan det försöker starta från hårddisken.

Traditionellt såg en BIOS på MBR (master boot record), en särskild boot sektor i början av en disk. MBR innehåller kod som laddar upp resten av operativsystemet, känt som en "bootloader". BIOS kör startläsaren, som tar den därifrån och börjar starta det aktuella operativsystemet, Windows eller Linux, till exempel.

Datorer med UEFI kan fortfarande använda denna gammaldags MBR-startmetod för att starta ett operativsystem, men de brukar normalt använda något som kallas en EFI-körbar istället. Dessa behöver inte lagras i början av en skiva. Istället lagras de på något som kallas en "EFI-systempartition".

Hur som helst är principen densamma. BIOS eller UEFI undersöker en lagringsenhet på ditt system för att leta efter ett litet program, antingen i MBR eller på en EFI-systempartition och kör den. Om det inte finns en startbar start-enhet, misslyckas uppstartsprocessen, och du får se ett felmeddelande som säger så på din bildskärm.

På moderna datorer är UEFI-firmware generellt konfigurerad för "Säker start". Detta säkerställer att operativsystemet som det startar inte har manipulerats och inte laddar skadlig programvara på låg nivå. Om Säker start är aktiverad kontrollerar UEFI om startläsaren är korrekt undertecknad innan den startas.

Bootloader Laddar hela OS

Starthanteraren är ett litet program som har den stora uppgiften att starta resten av operativsystemet. Windows använder en bootloader med namnet Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), de flesta Linux-system använder GRUB och Mac använder något som kallas boot.efi.

Om det finns ett problem med bootloader-till exempel om dess filer är skadade på disken så får du se ett felmeddelande om bootloader och startprocessen kommer att sluta.

Startläsaren är bara ett litet program, och det hanterar inte startprocessen på egen hand. I Windows hittar Windows Boot Manager Windows OS Loader. OS-läsaren laddar viktiga hårdvarudrivrutiner som krävs för att köra kärnan - kärndelen av Windows-operativsystemet - och startar sedan kärnan. Kärnan laddar sedan systemregistret i minnet och laddar även ytterligare hårddiskdrivrutiner som är märkta med "BOOT_START", vilket innebär att de ska laddas vid start. Windows-kärnan startar sedan sessionhanteringsprocessen (Smss.exe), som startar systemöversikten och laddar ytterligare drivrutiner. Processen fortsätter, och Windows laddar bakgrundstjänster och välkomstskärmen, som låter dig logga in.

På Linux laddar GRUB-startläsaren Linuxkärnan. Kärnan startar också init-systemet - det är systemd på de flesta moderna Linux-distributioner. Init-systemet hanterar starttjänster och andra användarprocesser som leder hela vägen till en inloggningsprompning.

Denna inblandade process är bara ett sätt att göra allt laddat korrekt genom att göra saker i rätt ordning.

Förresten laddas de så kallade "startprogrammen" faktiskt när du loggar in på ditt användarkonto, inte när systemet startar. Men vissa bakgrundstjänster (på Windows) eller daemon (på Linux och MacOS) startas i bakgrunden när systemet startar.

Avstängningsprocessen är ganska inblandad också. Det här är exakt vad som händer när du stänger av eller loggar ut från en Windows-dator.

Bildkrediter: Suwan Waenlor / Shutterstock.com, DR-bilder / Shutterstock.com,