Čo je bootloader? Ako funguje bootloader?

Pre operačné systémy je veľmi dôležitý bootloader. Napriek tomu sa často prehliada ako kľúčová súčasť počítačov. Je to tak preto, lebo hrá svoju rolu na pozadí a pomáha aktivovať správny operačný systém. Väčšina procesorových dosiek v našich zariadeniach má vopred nainštalované programy. Tieto programy sú známe ako bootloadery.

Tento článok vysvetľuje, čo je bootloader a ako funguje. Ak vás zaujíma, čo je bootloader a ako funguje, tento článok je pre vás.

Čo je bootloader

Po zapnutí je počítač v čistom stave. To znamená, že v jeho pamäti nie sú žiadne programy a k jeho komponentom nie je možné získať prístup.

Zavádzač pomáha načítať operačný systém alebo behové prostredie, aby pridal programy do pamäte a zabezpečil prístup pre komponenty. Je potrebné spustiť proces spustenia, inicializovať hardvér a odovzdať kontrolu jadru, ktoré inicializuje operačný systém.

BIOS

Medzi kľúčové komponenty bootloadera patrí základný vstupno-výstupný systém (BIOS), firmvér nájdený v pamäti iba na čítanie (ROM) počítača. Keď je počítač zapnutý, systém BIOS sa spustí pred spustením iného programu.

Systém BIOS sa skladá z týchto častí:

• POST (autotest pri zapnutí)
• Zavádzač bootovacieho sektoru
• Prerušenie systému BIOS
• Menu nastavenia

Menu Setup pomáha upraviť parametre bootloaderu. Na nastavenie rôznych parametrov sa používajú moderné verzie systému BIOS. Patrí sem poradie zavádzania, ktoré určuje zariadenia BIOS kontroluje pred zavedením.

Zavádzací sektor zavádza prvý 512-bajtový sektor zo zavádzacieho disku do pamäte RAM. Je potrebné, aby bol pre záznam vyhradený prvý dostupný blok pamäte alebo sektor na médiu.

Súvisiace: Ako pristupovať k systému BIOS v počítači so systémom Windows 8

Prerušenia systému BIOS sú ovládače zariadení, na ktoré sa bootloadery spoliehajú pri prístupe na obrazovku, klávesnicu a disky. Nie všetky operačné systémy používajú prerušenia systému BIOS.

Okrem systému BIOS existujú aj rozširujúce ROM. Hlavný BIOS môže spúšťať rozširujúce ROM.

Zavádzač sa zvyčajne skladá z troch programov:

• Program bootovacieho sektora priamo načítaný systémom BIOS počas bootovania
• Program druhej fázy načítaný programom zavádzacieho sektoru na dokončenie procesu bootovania
• Inštalátor bootloaderu na inštaláciu bootloaderu a programu druhej fázy na bootovací disk.

UEFI BIOS

Vyvíjajúce sa požiadavky používateľov počítačov viedli k vytvoreniu moderného nástupcu systému BIOS.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) je mini operačný systém, ktorý načíta bootloader do pamäte skôr, ako vykoná ďalšie operačné rutiny.

Aj keď má niektoré spoločné črty s BIOSom, niekoľko kľúčových rozdielov viedlo mnohých k tomu, že považujú UEFI skôr za rozšírenie ako za náhradný tradičný BIOS.

Jedným z hlavných rozdielov medzi UEFI a BIOSom je to, ako poskytuje UEFI operačné rozhranie pre počítače a využíva nové mechanizmy a funkcie. Okrem toho zatiaľ čo UEFI nedefinuje, ako by sa mal programovať firmvér ako celok, ovplyvňuje rozhranie medzi firmvérom a operačným systémom.

Program UEFI je trvale umiestnený na pamäťovom čipe na základnej doske. To znamená, že sa zachová, aj keď nie je k dispozícii žiadna energia. Na komunikáciu medzi firmvérom a operačným systémom sa používa jedinečná operačná vrstva. Je možné inicializovať režim UEFI pred spustením operačného systému.

Medzi kľúčové výhody systému UEFI patria:

• Pre funkčnosť siete nevyžaduje aktívny operačný systém
• Lepšia použiteľnosť vďaka použitiu počítačovej myši a grafickému užívateľskému rozhraniu
• Vylepšené zabezpečenie pomocou funkcie Secure Boot
• Flexibilná modulárna štruktúra, ktorá pomáha adaptovať sa na špeciálne hardvérové ​​prostredie a profily požiadaviek
• Boot manager, ktorý spravuje rôzne bootloadery pre rôzne operačné systémy
• Nástroj príkazového riadku na vykonávanie diagnostiky a odstraňovanie problémov

Účelom Secure Boot je zlepšenie bezpečnosti. Pred spustením je potrebné overiť časti firmvéru UEFI, bootloader a jadro operačného systému. Komponenty sa overujú pomocou kryptografických digitálnych podpisov v databáze podpisov firmvéru UEFI. Zavedenie systému môže byť zrušené, ak kontrola zabezpečenia neprejde.

V profesionálnych prostrediach sa Secure Boot zvyčajne používa s hardvérovým komponentom. The Trusted Platform Module (TPM) je kľúčovou súčasťou zabezpečeného zavádzania, poskytujúci bezpečnostné funkcie pre počítače.

V porovnaní s tradičnou metódou zavedenia systému BIOS možno z UEFI vyťažiť nasledujúce výhody a GPT ponúka tieto výhody:

• Umožňuje inštaláciu viacerých operačných systémov s vlastnými správcami bootovania súčasne.
• Bootuje rýchlejšie ako staršie systémy BIOS
• Podporuje aplikácie pred spustením

V súčasnosti sa na bootovacie nastavenia používa NVRAM (energeticky nezávislá pamäť s náhodným prístupom). Nastavenia sa uložia po vypnutí počítača. Používa sa malé množstvo energie z batérie základnej dosky.

Ako funguje bootloader?

Po zapnutí počítača sa na obrazovke zobrazia informácie o nainštalovanom hardvéri. Zavádzač umiestňuje svoj operačný systém do pamäte. Pred vstupom do ovládacieho záznamu Master Boot Record (MBR), ktorý obsahuje bootloader, vykoná základný vstupno-výstupný systém (BIOS) testy.

Mnoho bootloaderov je nakonfigurovaných tak, aby používateľom poskytovali rôzne možnosti bootovania. Možnosti zahŕňajú rôzne operačné systémy, rôzne verzie rovnakého operačného systému, možnosti načítania operačného systému a programy, ktoré bežia bez operačného systému.

Súvisiace: Ako zakázať bezpečné spustenie systému UEFI na dvojité spustenie ľubovoľného systému

V určitých prípadoch môže mať zariadenie dva operačné systémy. Na týchto zariadeniach možno použiť bootloadery na spustenie správneho operačného systému, ktorý používatelia uprednostňujú automaticky. Na zavedenie operačného systému do bezpečného režimu na obnovenie je možné použiť aj bootloader.

Môžete použiť bootloader na zavedenie do programu bez nutnosti spustenia operačného systému. To môže byť užitočné pri zariadeniach, ako sú napríklad herné konzoly. Po vložení herného disku do konzoly a zapnutí konzoly sa používateľ namiesto uvítacej obrazovky dostane priamo do hry.

Výnimky a prerušenia

Zavádzače sú veľmi dôležité pre údržbu a softvérovú architektúru. Bootloadery a aplikácie môžu s výnimkami a prerušeniami narábať odlišne. Metóda, ktorou sú hardvér a softvér prepojené, priamo ovplyvňuje fungovanie výnimiek a prerušení a ovplyvňuje funkčnosť bootloaderu.

5 spôsobov, ako opraviť chýbajúce nastavenia firmvéru UEFI v systéme Windows 10

Ak vstúpite do systému BIOS a nájdete chýbajúce nastavenia, môžete ich získať späť takto.

Prečítajte si Ďalej

O autorovi