Windows操作系统的启动过程详解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ntldr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。
启动文件系统来自百度文库
ntldr 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。
九、加载用户附加启动程序
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。
至此，Windows XP已成功启动。
八、加载系统服务程序
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， 在加载完成explorer.exe服务程序时，就可以看到 WindowsXP桌面。
注：explorer.exe：该文件的所在位置\WINDOWS， 如果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache 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\WINDOWS\system32\dllcache目录 中的ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。
注：ntoskrnl.exe：该文件在\windows\system32中。如 果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache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\WINDOWS\system32\dllcache目录中的 ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。
（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。
（3）、如果选择启动旧式的微软操作系统，如MS－DOS、Windows 9x／ME，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
编辑作者：lznetshn（杨老师） 职业：计算机维修教师
E-mail:lznetshn163
工作地：昆明
Windows 启动原理
Windows 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
Windows XP的启动过程，主要包括以下几个步 骤：
《“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！
NTLDR就是从这里查找Windows XP Professional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。
注：（1）、对于单引导的系统来说，ntldr 会通过启动ntdetect来初始 化硬件检测状态。
2、启动本地安全授权（Local Security Authority , LSA）过程 （lsass.exe）。
3、在开始登录提示的时候，对Crtl+Alt+Del组合键进行分析处理。 4、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。 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。 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，可以再输入Administrator 的用户名和密码，以便用 最高管理员的身份登录。
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 下的步骤进行： 1、系统首先检测打开硬盘电源。 2、若该硬盘是启动盘，BIOS就将主引导记录（Main Boot Record――MBR） 中的引导代码载入内存。 3、接着，BIOS会将启动过程的运行交给MBR来进行。 4、计算机搜索MBR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。 6、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ntldr文件，找到之后启动它。 8、BIOS将控制权转交给ntldr，由ntldr完成操作系统的启动。 注意：这里简单介绍一下MBR的概念。MBR位于启动磁盘的第一个扇区，其 中主要包含引导代码（Boot Code）和分区表（Partition Table）数据。引导 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。
3、读取boot.ini 文件 在boot.ini中，其内容包括：
[boot loader]
timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(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“
加载设备驱动程序和服务
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。
启动会话管理器
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，其作用表现如下：
创建系统环境变量
创建虚拟内存页面文件
六、用户登录过程
本过程主要由ntldr 文三件、完引成导。程N序tld载r从入引过导程分区载入启动文件， 然后完成如下一些任务。
在基于X86CPU的系统下，设置CPU的运行使用32位的Flat内存 模式
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。对于32位的Windows XP来说，8位或16位的CPU显然是无用的。
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：
1、启动服务子系统（services.exe），也称服务控制管理器 （Service Control Manager, SCM）。
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。
一、电源开启自检过程
1、在打开计算机电源时，首先开始电源启动自检过 程。从BIOS中载入必要的指令，然后进行如下一系列 的自检操作：
2、进行硬件的初始化检查，例如检查内存的容量等。 3、验证用于启动操作系统的设备是否正常， 例如，检查硬盘是否存在等。
4、根据需要提供启动菜单
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。
检测硬件和硬件配置
在这一步中，ntldr 启动ntdetect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。
五、内核加载过程
将内核（ntoskrnl.exe）和硬件抽象层（hal.dll）载入到内存 加载控制集信息
在这一过程中，ntldr从注册表中的 HKEY_LOCAL-_MACHINE\SYSTEM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。
Multi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（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。
在处理完boot.ini文件四之、后检，测ntld和r会配启置动硬ntd件et过ec程t程序。在基于X86的系
统中，ntdetect会通过 调用系统固件程序收集安装的硬件信息，然后由 ntdetect将这些信息传递送回ntldr。Ntldr获取从ntdetect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。 Ntdetect 会收集如下类型的硬件信息： 1、系统固件信息，例如时间和日期等 2、总线适配器的类型 3、显卡适配器的类型 4、键盘 5、通信端口 6、磁盘 7、软盘 8、输入设备，例如鼠标 9、并口 10、安装在ISA槽中的ISA设备 11、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，并显示一个滚动的，告诉用户Windows 的启动进程。
4、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）
5、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。
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CMOS中的设置，例如磁盘的 引导顺序等，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 顺序为首先通过A盘引导，其次才通过C盘引导，则系统会首先尝试用A盘引 导系统，如果A盘存在并可引导，则通过A盘引导。如果A盘不存在，则通过C 盘引导 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。
七、即插即用设备的检测过程
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。
启动文件系统来自百度文库
ntldr 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。
九、加载用户附加启动程序
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。
至此，Windows XP已成功启动。
八、加载系统服务程序
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， 在加载完成explorer.exe服务程序时，就可以看到 WindowsXP桌面。
注：explorer.exe：该文件的所在位置\WINDOWS， 如果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache 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\WINDOWS\system32\dllcache目录 中的ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。
注：ntoskrnl.exe：该文件在\windows\system32中。如 果损坏，可以从\WINDOWS\system32\dllcache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\WINDOWS\system32\dllcache目录中的 ntoskrnl.exe文件改回系统/隐藏/只读即可。
（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。
（3）、如果选择启动旧式的微软操作系统，如MS－DOS、Windows 9x／ME，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
编辑作者：lznetshn（杨老师） 职业：计算机维修教师
E-mail:lznetshn163
工作地：昆明
Windows 启动原理
Windows 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
Windows XP的启动过程，主要包括以下几个步 骤：
《“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！
NTLDR就是从这里查找Windows XP Professional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。
注：（1）、对于单引导的系统来说，ntldr 会通过启动ntdetect来初始 化硬件检测状态。
2、启动本地安全授权（Local Security Authority , LSA）过程 （lsass.exe）。
3、在开始登录提示的时候，对Crtl+Alt+Del组合键进行分析处理。 4、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。 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。 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，可以再输入Administrator 的用户名和密码，以便用 最高管理员的身份登录。
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 下的步骤进行： 1、系统首先检测打开硬盘电源。 2、若该硬盘是启动盘，BIOS就将主引导记录（Main Boot Record――MBR） 中的引导代码载入内存。 3、接着，BIOS会将启动过程的运行交给MBR来进行。 4、计算机搜索MBR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。 6、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ntldr文件，找到之后启动它。 8、BIOS将控制权转交给ntldr，由ntldr完成操作系统的启动。 注意：这里简单介绍一下MBR的概念。MBR位于启动磁盘的第一个扇区，其 中主要包含引导代码（Boot Code）和分区表（Partition Table）数据。引导 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。
3、读取boot.ini 文件 在boot.ini中，其内容包括：
[boot loader]
timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(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“
加载设备驱动程序和服务
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。
启动会话管理器
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，其作用表现如下：
创建系统环境变量
创建虚拟内存页面文件
六、用户登录过程
本过程主要由ntldr 文三件、完引成导。程N序tld载r从入引过导程分区载入启动文件， 然后完成如下一些任务。
在基于X86CPU的系统下，设置CPU的运行使用32位的Flat内存 模式
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。对于32位的Windows XP来说，8位或16位的CPU显然是无用的。
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：
1、启动服务子系统（services.exe），也称服务控制管理器 （Service Control Manager, SCM）。
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。
一、电源开启自检过程
1、在打开计算机电源时，首先开始电源启动自检过 程。从BIOS中载入必要的指令，然后进行如下一系列 的自检操作：
2、进行硬件的初始化检查，例如检查内存的容量等。 3、验证用于启动操作系统的设备是否正常， 例如，检查硬盘是否存在等。
4、根据需要提供启动菜单
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。
检测硬件和硬件配置
在这一步中，ntldr 启动ntdetect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。
五、内核加载过程
将内核（ntoskrnl.exe）和硬件抽象层（hal.dll）载入到内存 加载控制集信息
在这一过程中，ntldr从注册表中的 HKEY_LOCAL-_MACHINE\SYSTEM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。
Multi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（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。
在处理完boot.ini文件四之、后检，测ntld和r会配启置动硬ntd件et过ec程t程序。在基于X86的系
统中，ntdetect会通过 调用系统固件程序收集安装的硬件信息，然后由 ntdetect将这些信息传递送回ntldr。Ntldr获取从ntdetect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。 Ntdetect 会收集如下类型的硬件信息： 1、系统固件信息，例如时间和日期等 2、总线适配器的类型 3、显卡适配器的类型 4、键盘 5、通信端口 6、磁盘 7、软盘 8、输入设备，例如鼠标 9、并口 10、安装在ISA槽中的ISA设备 11、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，并显示一个滚动的，告诉用户Windows 的启动进程。
4、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）
5、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。
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CMOS中的设置，例如磁盘的 引导顺序等，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 顺序为首先通过A盘引导，其次才通过C盘引导，则系统会首先尝试用A盘引 导系统，如果A盘存在并可引导，则通过A盘引导。如果A盘不存在，则通过C 盘引导 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。
七、即插即用设备的检测过程
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。