BIOS和主引導記錄MBR
實模式和保護模式
實模式（實地址模式，REAL MODE）
- 程序按照8086尋址方式訪問0h~FFFFh（1MB）空間
- 尋址方式：物理地址（20位）=段地址：偏移地址
- CPU單任務運行
保護模式（內存保護模式，PROTECT MODE）
- 尋址方式：段（32位）和偏移地址（32位），尋址4GB空間
段的屬性：起始地址，存儲屬性，限權級別，……
- 段頁式尋址機制（段，頁）
- 虛擬地址，進程，封閉空間
- 應用程序和操作系統的運行環境都被保護
- CPU支持多任務
實模式存取的1M空間
- 前面640K【0000——9FFFF】：基本內存
- 中間128K【A0000——BFFFF】：顯卡現存
- 末尾256K【C0000——FFFFF】：BIOS
BIOS
- 顯示卡BIOS：C0000——C7FFF
- IDE控制器BIOS：C8000——CBFFF
- 最後64K，系統BIOS：F0000——FFFFF
系統BIOS
Basic I/O System（Firmware 固件）
- 基本輸入輸出系統
- 位置：F0000——FFFFF
功能
- 系統啓動配置
- 基本的設備I/O服務
- 系統的家電自檢和啓動
系統的啓動配置
- CMOS配置
基本的設備I/O服務
- BIOS使用的中斷類型型號爲10H~1FH
- 入口參數
- 家電自檢POST
Power On Slef-Test （加電自檢）
初始化基本硬件
自檢正常不提示，錯誤通過喇叭提示
- 按下PowerOn或者Reset鍵執行第一條指令
執行FFFF0處指令
JUMP POST（跳轉到加電自檢），POST位於系統BIOS內部
POST之後
- 查找顯卡BIOS並調用
- 依次查找其它設備執行相應設備的BIOS
- 顯示啓動畫面
- 從硬盤/軟盤/光驅/U盤讀入OS
主啓動記錄MBR
MBR
- 存放在硬盤/軟盤的首扇區
- 存放和OS啓動的相關信息（Main Boot Record）
- 512 BYTES（字節）
- 結束：0xAA55h
其它扇區的首扇區稱爲分區啓動記錄
主啓動扇區：完成OS加載或啓動管理功能
- 提供菜單：讓用戶選擇不同的啓動項，實現多重啓動
- 加載核心文件：直接指向可啓動區加載操作系統
- 跳轉：將啓動管理文件功能轉交給其他loader
BIOS和MBR程序運行過程
- POST——>CMOS（硬件啓動）——>讀取MBR——>控制權交給MBR
- MBR讀取分區表，找到其他活動分區，並確認其他的分區都不是活動分區。MBR讀取活動分區的第一個分區並把它加載到內存中。
- PBR繼續控制後面的引導過程
操作系統的啓動
啓動過程
從加電到用戶工作環境準備好的過程
- 初始引導
- 核心初始化
- 系統初始化
初始引導
目的：把OS核心裝入內存並使之開始工作接管計算機系統
過程：
- 加電，JUMP POST
- BIOS中的啓動程序
- 啓動程序
讀取0面0道第一扇區內容（MBR）
加載MBR中的引導程序
引導程序
- 根據相關參數，讀取硬盤指定位置的文件到內存
- 加載硬盤上OS內核，並初始化基本參數
OS內核：逐步加載OS剩餘內容，最後完全控制計算機
核心初始化
目的：OS內核初始化系統的核心數據
典型工作
- 各種寄存器的初始化
- 存儲系統和頁表初始化
- 核心進程構建
- ……
系統初始化
爲用戶使用系統作準備，使系統處於待命狀態
主要工作
- 初始化文件系統
- 初始化網絡系統
- 初始化控制檯
- 初始化圖形界面
- ……