Начало работы операционной системы

Запуск системы осу­ществляется с помощью процедуры, которая называется начальной загрузкой (bootstrapping, или, сокращенно, booting) и выполняется машиной каждый раз при включении. Прежде чем понять ход процедуры, следует понять, зачем она вообще нужна.

Центральный процессор устроен таким образом, что счетчик программ при включении машины содержит заранее заданный адрес ячейки памяти. И именно в этой ячейке памяти процессор ожидает найти первую команду, которую нужно выполнить. Для того чтобы обеспечить наличие нужной программы, эта часть памяти построена так, что ее содержимое не изменяется. Такую память называют постоянной памятью, или постоянным запоминающим устройством (read-only memory), или ПЗУ (ROM). Когда код помещается в ПЗУ, он остается там неза­висимо от того, включена машина или выключена.

Когда речь идет о небольших компьютерах, которые используются как сред­ство контроля в различной технике, вполне допустимо, чтобы большая часть памяти была посто­янной, поскольку в данном случае гибкость не является важным свойством. Про­грамма, выполняемая такими устройствами, остается одной и той же каждый раз, когда вы включаете их. Совсем по-другому обстоит дело с компьютерами общего назначения, поэтому непрактично отдавать большую часть памяти в этих маши­нах для постоянных, заранее определенных программ. Наоборот, содержимое памяти в таких машинах должно быть изменяемым. Память в большинстве со­временных компьютеров общего назначения построена таким образом, что ее содержимое не только изменяется, но и теряется при выключении машины. Та­кую память называют энергозависимой.

Для самозагрузки машины небольшая часть памяти делается постоянной. Эта область ПЗУ содержит ячейки памяти, в которых центральный процессор ожи­дает найти команды при включении машины. Небольшая программа, хранящая­ся в этой области, называется программой начальной загрузки (bootstrap). Она выполняется автоматически при включении машины и указывает центральному процессору передать данные из заданной области запоминающего устройства в энергозависимую, то есть в оперативную память (рис. 3.5). В большинстве случа­ев этими данными является операционная система. Как только операционная сис­тема помещается в оперативную память, программа начальной загрузки предписы­вает центральному процессору перейти на выполнение программы из этой области памяти. С этого момента действиями машины управляет операционная система.

Шаг 1. Машина начинает работу с выполнения программы начальной загрузки, находящейся в ПЗУ. Операционная система хранится на дисковом запоминающем устройстве.

Шаг 2. Программа начальной загрузки переписывает операционную систему с запоминающего устройства в оперативную память, а затем передает ей управление машиной

В большинстве персональных компьютеров программа начальной загрузки сна­чала пытается извлечь операционную систему с гибкого диска. Если диск не встав­лен в дисковод, программа автоматически извлекает операционную систему с жест­кого диска машины. Однако если гибкий диск находится в дисководе, но при этом не содержит копию операционной системы, программа начальной загрузки останавливается и выводит на экран сообщение об ошибке. Возможно, вы уже сталкивались с такой ситуацией, когда включали компьютер при вставленной в дисковод дискете с данными.