網際論壇 - 軟體綜合研討 - 〔分享〕Windows XP Professional電腦啟動過程概述
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標題: 〔分享〕Windows XP Professional電腦啟動過程概述 上一主題 | 下一主題
  TCG
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#1  〔分享〕Windows XP Professional電腦啟動過程概述

Windows XP Professional電腦啟動過程概述

從按下電腦開關啟動電腦,到登入到桌面完成啟動,一共經由了以下幾個階段:
1. 預引導(Pre-Boot)階段;
2. 引導階段;
3. 加載內核階段;
4. 起始化內核階段;
5. 登陸。
--------------------------------------------------------------------------------
每個啟動階段的詳細介紹
a) 預引導階段
在按下電腦電源使電腦啟動,並且在Windows XP專業版動作系統啟動之前這段時間,我們稱之為預引導(Pre-Boot)階段,在這個階段裡,電腦首先執行Power On Self Test(POST),POST檢驗系統的總記憶體以及其他硬體裝置的現狀。若果電腦系統的BIOS(基礎輸入/輸出系統)是即插即用的,那麼電腦硬體裝置將經由檢驗以及完成群組態。電腦的基礎輸入/輸出系統(BIOS)定位電腦的引導裝置,然後MBR(Master Boot Record)被加載並執行。在預引導階段,電腦要加載Windows XP的NTLDR檔案。
b) 引導階段
Windows XP Professional引導階段內含4個小的階段。
首先,電腦要經由起始引導加載器階段(Initial Boot Loader),在這個階段裡,NTLDR將電腦微處理器從實模式轉換為32位平面記憶體模式。在實模式中,系統為MS-DOS保留640kb記憶體,其餘記憶體視為延伸記憶體,而在32位平面記憶體模式中,系統(Windows XP Professional)視所有記憶體為可用記憶體。接著,NTLDR啟動內建的mini-file system drivers,通過這個步驟,使NTLDR可以識別每一個用NTFS或是FAT檔案系統格式化的分區,以便發現以及加載Windows XP Professional,到這裡,起始引導加載器階段就結束了。
接著系統來到了動作系統選取階段,若果電腦安裝了不止一個動作系統(也就是多系統),而且正確設定了boot.ini使系統提供動作系統選取的條件下,電腦顯示器會顯示一個動作系統選單,這是NTLDR讀取boot.ini的結果。(至於動作系統選單,由於暫時條件不夠,沒辦法截圖,但是筆者類比了一個,見圖一。)
在boot.ini中,主要內含以下內容:
[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"
.
其中,multi(0)表示磁碟控制器,disk(0)rdisk(0)表示磁碟,partition(x)表示分區。NTLDR就是從這裡尋找Windows XP Professional的系統檔案的位置的。(*本文不會更詳細地講解boot.ini的群群組成結構,因為其與本主旨關係不大,若果想瞭解,可以到一些專門的網站處查詢關聯訊息。)若果在boot.ini中只有一個動作系統選項,或是把timeout值設為0,則系統不出現動作系統選取選單,直接引導到那個唯一的系統或是預設的系統。在選取啟動Windows XP Professional後,動作系統選取階段結束,硬體檢驗階段開始。
在硬體檢驗階段中,ntdetect.com將收集電腦硬體訊息清單並將清單返回到NTLDR,這樣做的目的是便於以後將這些硬體訊息加入到註冊表HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware中。
硬體檢驗完成後,進入群組態選取階段。若果電腦含有多個硬體群組態檔清單,可以通過按上下按鈕來選取。若果只有一個硬體群組態檔,電腦不顯示此螢幕而直接使用預設的群組態檔加載Windows XP專業版。
引導階段結束。在引導階段,系統要用到的檔案一共有:NTLDR,Boot.ini,ntdetect.com,ntokrnl.exe,Ntbootdd.sys,bootsect.dos(可選的)。
.
c) 加載內核階段
在加載內核階段,ntldr加載稱為Windows XP內核的ntokrnl.exe。系統加載了Windows XP內核但是沒有將它起始化。接著ntldr加載硬體抽像層(HAL,hal.dll),然後,系統繼續加載HKEY_LOCAL_MACHINE\system鍵,NTLDR讀取select鍵來決定哪一個Control Set將被加載。控制集中內含裝置的驅動程式以及需要加載的服務。NTLDR加載HKEY_LOCAL_MACHINE\system\service\...下start鍵值為0的最底層裝置驅動。當作為Control Set的對映的Current Control Set被加載時,ntldr傳遞控制給內核,起始化內核階段就開始了。
.
d) 起始化內核階段
在起始化內核階段開始的時候,彩色的Windows XP的logo以及進度條顯示在螢幕中央,在這個階段,系統完成了啟動的4項任務:
? 內核使用在硬體檢驗時收集到的資料來建立了HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE鍵。
? 內核通過引用HKEY_LOCAL_MACHINE\system\Current的預設值複製Control Set來建立了Clone Control Set。Clone Control Set群組態是電腦資料的備份,不內含啟動中的改變,也不會被修改。
? 系統完成起始化以及加載裝置驅動程式,內核起始化那些在加載內核階段被加載的底層驅動程式,然後內核掃瞄HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\service\...下start鍵值為1的裝置驅動程式。這些裝置驅動程式在加載的時候便完成起始化,若果有錯誤發生,內核使用ErrorControl鍵值來決定如何處理,值為3時,錯誤標誌為危機/關鍵,系統初次遇到錯誤會以LastKnownGood Control Set重新啟動,若果使用LastKnownGood Control Set啟動仍然產生錯誤,系統報告啟動失敗,錯誤訊息將被顯示,系統停止啟動;值為2時錯誤情況為嚴重,系統啟動失敗並且以LastKnownGood Control Set重新啟動,若果系統啟動已經在使用LastKnownGood值,它會忽略錯誤並且繼續啟動;當值是1的時候錯誤為普通,系統會產生一個錯誤訊息,但是仍然會忽略這個錯誤並且繼續啟動;當值是0的時候忽略,系統不會顯示任何錯誤訊息而繼續執行
? Session Manager啟動了Windows XP進階子系統以及服務,Session Manager啟動控制所有輸入、輸出裝置以及訪問顯示器螢幕的Win32子系統以及Winlogon進度,起始化內核完畢。
.
e) 登陸
? Winlogon.exe啟動Local Security Authority,同時Windows XP Professional歡迎螢幕或是登陸對話框顯示,這時候,系統還可能在後台繼續起始化剛才沒有完成的驅動程式。
?提示輸入有效的使用者名或密碼。
?Service Controller最後執行以及掃瞄HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Servives來檢查是否還有服務需要加載,Service Controller尋找start鍵值為2或更高的服務,服務按照start的值以及DependOnGroup和DepandOnService的值來加載。
.
只有使用者成功登陸到電腦後,Windows XP的啟動才被認為是完成,在成功登陸後,系統複製Clone Control Set到LastKnownGood Control Set,完成這一步驟後,系統才意味著已經成功引導了




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非以役人,乃役於人。己所不欲,勿施於人。
2005-10-12 11:46 AM
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  ltj33
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#2  

感謝詳細解說
受益良多


2005-10-14 04:56 AM
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  c2546321
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#3  

感謝詳細解說
受益良多


2005-10-30 12:51 AM
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  scw
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#4  

受益良多,感謝您的提供,謝謝分享。

2005-10-31 08:23 PM
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  imbb0312
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#5  謝了 一直不太了解XP啟動

我跟一般人一樣 只會用啦 對於啟動好多迷思


謝謝啦  ,我會花時間多讀二遍的


2008-2-19 12:31 PM
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  dede122008
  禁止來訪 
 



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#6  

very good!!!!!!!!!!!!!!!!

2008-2-24 11:21 PM
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  牛果
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#7  

那登錄之後進入個人帳號後的動作(個人設定)等好久就不知系統再幹嘛!
因為每次我開機都要等很久,哪位大大指點、指點,有沒有辦法看到或知道它們在甚麼。


2008-9-24 03:17 PM
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  buysoon2005
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#8  

真是太厲害了,一定了解xp很徹底

2011-9-2 01:34 PM
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