4.5. Здійсніть оптимізацію процесу завантаження.

Отримавши дані про процес завантаження, можна приступати до оптимізації системи. Для цього виберіть пункт меню "Трасування | Оптимізувати систему" (Trace | Optimize System). З'явиться вікно зі зворотним десятисекундним відліком до перезавантаження. Після перезавантаження з'явиться вікно Bootvis з повідомленням про те, що утиліта використовує інформацію, отриману в процесі цього й попереднього перезавантаження для оптимізації системи (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Bootvis оптимізує систему

Вікно, яке показане на рис. 4.3, з'являється, коли Bootvis починає переносити файли, перелічені у файлі Layout.ini, на суміжні ділянки жорсткого диска, вивільнені в результаті дефрагментації, яку необхідно здійснити, перш ніж запускати Bootvis.

Рис. 4.3. Bootvis систематизує файли на жорсткому диску

Коли вікно, закриється, запустіть знову Bootvis і запустіть ще одне трасування, вибравши пункт меню "Файл | Створити | Нове трасування процесу завантаження системи й драйверів". Це дозволить з'ясувати, наскільки успішною виявилася оптимізація.

4.6. Провести діагностику проблем з драйверами.

Тепер, коли ви навчилися оптимізувати процес завантаження за допомогою Bootvis, постараємося розв'язати проблеми, пов'язані із завантаженням драйверів, якщо вони існують. Bootvis розпізнає драйвер, що спричиняє проблеми при завантаженні і виділяє його червоним кольором у спеціальному графіку "Уповільнене завантаження драйверів". У тестового комп'ютера ніяких проблем із драйверами не виявилося, а якби вони виникли, то необхідно їх усунути.

Не забувайте, що все індивідуально і використовуйте Bootvis відповідно до особливостей своєї системи – тоді ви зможете досягти компромісу між швидкістю завантаження й готовністю операційної системи Windows XP до роботи.

Порівняйте отримані результати до оптимізації та після. Зробіть висновки.

5. Контрольні питання

1. Перерахуєте етапи завантаження операційної системи Windows XP.

2. Які фактори впливають на час завантаження операційної системи Windows XP?

3. Які задачі виконує утиліта Bootvis?

4. Опишіть процес випереджального читання.

5. Дайте визначення поняттю дефрагментація.

6. Яким чином перевірити параметр prefetching?

7. Яким чином можна перевірити чи відбулась дефрагментація після завантаження операційної системи?

8. Які дані відображаються в пункті меню Диск (Disk)?

9. Які дані відображаються в пункті меню Драйвер (Driver)?

10. Які дані відображаються в пункті меню Попередня вибірка (Prefetching)?

11. Які дані відображаються в пункті меню Реєстр і файл підкачки (Registry + Page File)?

12. Які дані відображаються в пункті меню Відео (Video)?

13. Які дані відображаються в пункті меню Вхід у систему, служби й оболонка (Logon + Services and Shell)?

Лабораторна робота № 2.5

Діагностика проблем завантаження в операційній системі Windows XP за допомогою MSCONFIG

1. Мета заняття

У процесі виконання лабораторної роботи студенти повинні закріпити знання й набути навичок по діагностиці проблем завантаження в операційній системи Windows XP.

2. Умови виконання роботи

1. Студент повинен знати алгоритм роботи завантажника операційних систем, послідовність ініціалізації; повинен знати теоретичну частину, необхідну для роботи.

2. Студент повинен бути ознайомлений з технікою безпеки при роботі на комп'ютері.

3. Необхідне програмне й матеріально-технічне забезпечення:

• робоче місце із попередньо установленою операційною системою Windows XP.

3. Стислі теоретичні відомості

Серед численних службових засобів Microsoft Windows XP особливої уваги заслуговує утиліта конфігурації системи (System Configuration Utility, вона ж MSCONFIG). Ця зручна утиліта дозволяє змінювати завантажувальні файли й параметри при діагностиці неполадок, пов'язаних із завантаженням системи.

Розглянемо процеси, що відбуваються при включенні комп'ютера.

Включається тумблер живлення.

Блок живлення проводить самодіагностику. Коли всі електричні параметри в нормі блок живлення посилає сигнал Power Good процесору. Час між включенням харчування й відходом сигналу звичайно 0,1 - 0,5 секунд.

Таймер мікропроцесора отримує сигнал Power Good.

З одержанням цього сигналу таймер перестає посилати сигнал Reset процесору, дозволяючи тому ввімкнутися.

CPU починає виконувати код ROM BIOS.

Процесор завантажує ROM BIOS починаючи з адреси FFFF:0000. По цій адресі прописаний тільки перехід на адресу даного коду BIOS ROM.

Система виконує початковий тест апаратного забезпечення.

Кожна помилка, що зустрічається на цьому етапі повідомляється певними звуковими кодами, тому що відеосистема ще не ініціалізована.

BIOS шукає адаптери, які можуть вимагати завантаження свого BIOS.

Самим типовим випадком у цьому процесі є відеокарта. Завантажувальна процедура сканує пам'ять з адреси C000:0000 по C780:0000 для пошуку відео ROM. Таким чином, завантажуються системи всіх адаптерів.

ROM BIOS перевіряє, це вимкнення чи перезавантаження.

Відправляє два байти за адресою 0000:0472. Будь-яке значення відмінне від 1234h є свідченням "холодного" старту.

Якщо це вмикання ROM BIOS запускає повний POST (Power On Self Test). Якщо це перезавантаження, то з POST процедури виключається перевірка пам'яті.

Процедуру POST можна розділити на три етапи.

• Відео тест ініціалізує відеоадаптер, тестує карту и відео пам'ять, показує конфігурацію або помилки, які виникли.

• Ідентифікація BIOS показує версію прошивки, виробника й дату.

• Тест пам'яті перевіряє чіпи пам'яті й підраховує розмір встановленої пам'яті.

Помилки, які можуть виникнути в ході POST перевірки можна розділити на критичні та не критичні.

У другому випадку вони показуються на екрані, але дозволяють продовжити процес завантаження. Зрозуміло, що в першому випадку процес завантаження зупиняється, що звичайно супроводжується серією біп-кодів.

BIOS зчитує конфігураційну інформацію з CMOS.

Невелика область пам'яті (64 байт) живиться від акумулятора на материнській платі. Найголовніше для завантаження в ній це порядок, у якому повинні опитуватися приводи, який з них повинен бути першим - дисковід, CD-ROM або жорсткий диск.

Якщо першим є жорсткий диск, BIOS перевіряє самий перший сектор диска на наявність Master Boot Record (MBR).

Для дисководу перевіряється Boot Record у першому секторі. Master Boot Record це перший сектор на циліндрі 0, 0 голівці, розміром 512 байт. Якщо запис знайдено, то завантажується в пам'ять за адресою 0000:7C00, потім перевіряється на правильну сигнатуру – два останні байти повинні бути 55AAh. Відсутність MBR або цих перевірочних байт зупиняє процес завантаження й видає попередження. Сама MBR складається із двох частин – системного завантажника (partition loader або Boot loader), програми, яка одержує керування при завантаженні із цього жорсткого диска й таблиці розділів, яка містить інформацію про логічні диски, наявні на жорсткому диску.

Правильний MBR запис записується в память й керування передається її коду.

Процес установлення декількох операційних систем на один комп'ютер звичайно заміняє оригінальний завантажник на свою програму, який дозволяє вибрати диск із якого буде здійснено інше завантаження.

Далі Boot Loader перевіряє таблицю розділів в пошуках активної. Завантажник далі шукає завантажувальний запис (Boot Record) на самому першому секторі розділу.

У цьому випадку Boot Record це ще 512 байт – таблиця з описом розділу (кількість байт у секторі, кількість секторів у кластері й т.п.) й перехід на перший файл операційної системи (IO.SYS в DOS).

Операційна система.

Керування передається операційній системі.

Boot Record перевіряється на правильність й, якщо код визнається правильним то код завантажувального сектору виконується як програма.

Завантаження Windows XP контролюється файлом NTLDR, який знаходиться в кореневій директорії системного розділу. NTLDR працює в чотири етапи.

1. Початкова фаза завантаження.

2. Вибір системи.

3. Визначення апаратної частини.

4. Вибір конфігурації.

На початковому етапі NTLDR перемикає процесор у захищений режим. Потім завантажує відповідний драйвер файлової системи для роботи з файлами будь-якої файлової системи, яка підтримується Windows XP.

Якщо в кореневій директорії існує файл BOOT.INI, то його вміст завантажується в пам'ять.

Якщо в ньому існують записи більш ніж про одну операційну систему, NTLDR припиняє роботу й показує меню з вибором операційної системи, очікуючи введення від користувача певний період часу. Якщо такого файлу не існує, то NTLDR продовжує завантаження з першого розділу першого диска, звичайно це C:\.

Якщо в процесі вибору була обрана Windows NT, 2000 або XP, то перевіряється натиснення F8 й відображення відповідного меню з опціями завантаження.

Після кожного вдалого завантаження Windows XP створює копію поточної комбінації драйверів і системних настроювань, відому як Last Known Good Configuration. Цю колекцію можна використовувати для завантаження у випадку якщо деяким новим обладнанням були внесені зміни в роботу операційної системи, що є причиною нестабільної роботи.

Якщо вибрана операційна система Windows XP, то NTLDR знаходить й завантажує програму NTDETECT.COM для визначення устаткування, яке встановлено на комп'ютері.

NTDETECT.COM створює список компонентів, який потім використовується в ключі HARDWARE гілки HKEY_LOCAL_MACHINE реєстру.

Якщо комп'ютер має більше одного профілю обладнання, програма зупиняється на меню вибору конфігурації.

Після вибору конфігурації NTLDR починає завантаження ядра Windows XP (NTOSKRNK.EXE).

У процесі завантаження ядра, але перед ініціалізацією, NTLDR залишається головним у керуванні комп'ютером. Екран очищається й внизу показується анімація з білих прямокутників. Крім ядра завантажується й Hardware Abstract Layer (HAL.DLL), щоб ядро могло абстрагуватися від заліза. Обидва файли знаходяться у директорії System32.

NTLDR завантажує драйвери пристроїв, які марковані як завантажувальні. Після їх завантаження NTLDR передає керування компютером.

Кожний драйвер має ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Якщо значення Start рівно SERVICE_BOOT_START, то пристрій вважається завантажувальним. Для кожного такого пристрою на екрані друкується крапка.

NTOSKRNL в процесі завантаження проходить через дві фазы, фазу 0 й фазу 1.

Перша фаза ініціалізує лише ту частину мікроядра й виконавчі підсистеми, яка потрібно для роботи основних служб і продовження завантаження. На цьому етапі на екрані показується графічний екран із статус баром.

Windows XP забороняє переривання в процесі фази 0 й включає їх тільки перед фазою 1.

Викликається HAL для підготовки контролера переривань. Ініціалізуються Memory Manager, Object Manager, Security Reference Monitor й Process Manager. Фаза 1 починається, коли HAL підготовляє систему для обробки переривань пристроїв. Якщо на комп'ютері встановлено більше одного процесора вони ініціалізуються. Всі виконавчі підсистеми ініціалізуються повторно в наступному порядку.

1. Object Manager.

2. Executive.

3. Microkernel.

4. Security Reference Monitor.

5. Memory Manager.

6. Cache Manager.

7. LPCS.

8. I/O Manager.

9. Process Manager.

Ініціалізація менеджера вводу/виводу починає процес завантаження всіх системних драйверів. З цього місця де зупинився NTLDR завантажуються драйвери за пріоритетом.

Збій у завантаженні драйвера може змусити Windows XP перезавантажитися й спробувати відновити Last Known Good Configuration.

Заключною задачею фази 1 ініціалізації ядра являться запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Підсистема відповідає за створення оточення користувача, яке забезпечує інтерфейс NT.

SMSS працює в режимі користувача, але на відміну від інших застосувань SMSS вважається довіреною частиною операційної системи, що дозволяє їй запустити графічну підсистему й login.

SMSS завантажує win32k.sys – графічну підсистему.

Драйвер перемикає комп'ютер у графічний режим, SMSS виконує всі сервіси, які повинні автоматично запускатися при старті. Якщо всі пристрої й сервіси виконані вдало процес завантаження вважається вдалим і створюється Last Known Good Configuration.

Процес завантаження вважається не завершеним доти, поки користувач не ввійшов в систему.

Процес ініціалізується файлом WINLOGON.EXE, що запускається як сервіс і підтримується Local Security Authority (LSASS.EXE), який і показує діалог входу в систему.