Windows操作系统的启动过程详解.ppt

❖ 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。
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。
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。
❖ 加载设备驱动程序和服务
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。
❖ 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。
❖ 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。
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、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）
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。
❖ 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
❖ 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。
❖ 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ຫໍສະໝຸດ 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。
❖ 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“
❖ 1、启动服务子系统（services.exe），也称服务控制管理器 （Service Control Manager, SCM）。
❖ 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
❖ 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
❖ 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：
❖ 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。
❖ 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。
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。
❖ （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。
❖ 《“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。