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操作系统引导

考情分析

OS 引导过程是近年选择题新增考点,了解完整流程即可。🔥 低频。

操作系统本身也是一个程序,但它负责加载所有程序——那"第一个程序"是谁来加载的?

操作系统引导过程

计算机从按下电源到操作系统运行,经历以下步骤:

各阶段详解

① 加电与 CPU 复位

  • CPU 加电后从一个固定的物理地址(如 0xFFFF0)开始取指令执行
  • 该地址指向 ROM 中的 BIOS/UEFI 固件——整个启动过程就像接力赛:BIOS 跑第一棒找到 MBR,MBR 跑第二棒找到活动分区,最终把接力棒交给 OS 内核

② BIOS/UEFI

项目BIOSUEFI
存储位置ROMFlash ROM
功能硬件自检、引导加载功能更强,支持大硬盘
分区方案MBRGPT

③ POST(Power-On Self-Test)

对关键硬件进行检测:内存、显卡、键盘等。检测失败会发出蜂鸣或错误提示。

④ 主引导记录(MBR)

磁盘的第 0 扇区(512 字节):

内容大小说明
引导程序446 字节负责找到并加载活动分区
分区表64 字节4 个分区表项,每项 16 字节
结束标志2 字节0x55AA

⑤⑥ 找到活动分区并读取 PBR

  • MBR 中的引导程序扫描分区表,找到标记为活动的分区
  • 读取该分区的第一个扇区(PBR,分区引导记录)
  • PBR 中的程序负责加载 OS 内核文件

⑦⑧ 加载内核并初始化

  • 将操作系统内核从磁盘加载到内存
  • 内核初始化:建立数据结构、启动设备驱动、创建初始进程

关键概念

概念说明
BIOS/UEFI固化在 ROM 中的固件,最先执行
MBR磁盘第一个扇区,包含引导程序和分区表
PBR活动分区的第一个扇区,包含 OS 加载程序
引导程序一级一级地加载,最终将 OS 内核装入内存

考研高频考点

  • 🔥🔥 操作系统引导的完整流程(BIOS→MBR→PBR→内核)
  • 🔥 MBR 在磁盘第 0 扇区,大小 512 字节
  • 🔥 BIOS 存放在 ROM 中,开机时最先执行

OS 启动后管理的是真实的物理硬件,但有时候我们想在一台机器上同时运行多个操作系统——下一篇来看虚拟机是怎么做到这一点的。

真题练习

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