Sequencia de inicialização:
A ordem em que um computador procura dispositivos de armazenamento de dados não voláteis com código de programa para carregar o sistema operacional é conhecida como sequência de inicialização (SO). ROM e BIOS são normalmente usados pelas estruturas Windows e Macintosh, respectivamente, para iniciar o processo de inicialização. A CPU ganha controle e carrega o sistema operacional na memória do sistema após encontrar as instruções.
Em outras palavras, sequência de inicialização é a ordem dos dispositivos de armazenamento a partir dos quais o computador tentará inicializar. Por exemplo, o computador tentará primeiro inicializar a partir do disco rígido interno, depois tentará inicializar a partir de uma unidade USB e, em seguida, tentará inicializar a partir de qualquer imagem de rede ou armazenamento que possa estar disponível. Na maioria das situações, isso só é importante quando você instala um sistema operacional pela primeira vez no computador, pois deseja inicializar a partir da unidade USB, pois o disco rígido está vazio ou se você tiver dois discos rígidos com dois sistemas operacionais diferentes e precisar para escolher em qual você inicializar.
O BIOS de um PC com Windows ou a ROM do sistema do Macintosh são acessados para iniciar o processo de inicialização. Instruções básicas que explicam como inicializar o computador estão contidas no BIOS e na ROM. Após a transmissão para a CPU do computador, essas instruções iniciam o processo de colocação dos dados na RAM do sistema. O computador começa a carregar o sistema operacional na memória do sistema assim que descobre um disco de inicialização ou disco de inicialização válido. A máquina estará pronta para uso assim que o sistema operacional estiver completamente carregado.
A sequência de inicialização no computador começa assim. Quando você liga o computador, o sistema primeiro pesquisa a CPU, onde estão localizados todos os drivers de inicialização e outros drivers, e os carrega da memória secundária para a memória primária. Em seguida, ele pesquisa todas as unidades instaladas no computador onde o sistema operacional está instalado. Em seguida, ele o carrega e, se não encontrar nenhum sistema operacional, dá ao usuário o erro de que nenhum sistema operacional está instalado ou nenhum dispositivo inicializável foi encontrado. Insira um dispositivo inicializável e reinicie o computador. Depois de encontrar com sucesso todos os drivers e sistemas operacionais, o computador carrega o sistema operacional e inicia a sequência de inicialização.
Dependendo de como o computador está configurado, o processo de inicialização pode levar de alguns segundos a vários minutos. O tempo de inicialização pode ser muito maior se a máquina inicializar a partir de um CD ou DVD do que se for inicializada usando um disco rígido. Além disso, se o seu computador desligar inesperadamente, o sistema poderá fazer verificações extras para garantir que tudo está em ordem, atrasando o tempo de inicialização.
Discos rígidos, unidades de disquete, unidades ópticas, unidades flash, etc. são exemplos de dispositivos normalmente incluídos como possibilidades de ordem de inicialização nas configurações do BIOS. A configuração do CMOS permite ao usuário alterar a ordem de inicialização.
Ordem de inicialização ou ordem de inicialização do BIOS são outros nomes para sequência de inicialização.
Como a inicialização ajuda na sequência de inicialização?
A inicialização é o processo de começar do nada e terminar com todas as coisas que precisam estar em execução. É derivado do conceito de se levantar com seus próprios recursos, e isso é apropriado, se não tão impossível.
Antigamente, tínhamos que inserir o primeiro programa manualmente, digitando uma instrução por vez no painel frontal. Tinha que ser pequeno, talvez uma dúzia de instruções, porque qualquer coisa maior seria muito difícil de digitar e você provavelmente cometeria erros.
Hoje em dia, o primeiro programa é guardado em um chip não volátil da placa-mãe. Esse é o BIOS. Ele encontra um dispositivo para inicializar, talvez o disco rígido, e carrega os primeiros 512 bytes desse dispositivo em um local específico da memória. Em seguida, ele salta para o início desses bytes.
Esse programa de 512 bytes não é muito grande, mas sabe que só precisa lidar com esse disco rígido, o que facilita as coisas. Ele sabe ler o sistema de arquivos do disco para encontrar um arquivo com um nome específico. Esse arquivo é significativamente maior e contém um programa grande o suficiente para carregar o restante do sistema operacional. O sistema operacional procura no registro todas as outras coisas que precisam estar em execução e as carrega.
Em termos de informática, um programa de inicialização inicial deve ser pequeno e generalizado, o que significa que não é muito inteligente. Então, basta carregar um programa maior e menos generalizado, que por sua vez pode carregar um programa maior, e você continua fazendo isso até que seu trabalho seja concluído. O autoteste de inicialização (POST), o primeiro teste de diagnóstico, é executado antes da fase de inicialização. Sempre que um computador é ligado. A sequência de inicialização começa quando o POST é concluído. O usuário é informado se houver problemas com o POST por meio de códigos de bipe, códigos POST ou mensagens de erro do POST na tela.
A menos que seja programado de forma diferente, o BIOS procura o sistema operacional na unidade A antes de procurar a unidade C. As opções do BIOS permitem alterar a ordem de inicialização. Para entrar no BIOS e alterar a sequência de inicialização, diferentes modelos de BIOS exigem uma combinação de teclas e instruções na tela diferentes. Geralmente, o primeiro dispositivo designado na sequência de inicialização do BIOS será tentado inicializar após o POST. O BIOS tentará inicializar a partir do segundo dispositivo listado se o primeiro não for adequado para inicialização e este procedimento continuará até que o BIOS localize o código de inicialização dos dispositivos listados.
Uma mensagem de erro é exibida e o sistema congela ou trava se o dispositivo de inicialização não puder ser localizado. Dispositivos de inicialização indisponíveis, vírus no setor de inicialização ou partições de inicialização inativas podem resultar em erros.
A sequência de inicialização, também conhecida como opções de inicialização ou ordem de inicialização, especifica quais dispositivos um computador deve procurar pelos arquivos de inicialização de seu sistema operacional. Também descreve a sequência em que os dispositivos são verificados. A lista pode ser modificada e reorganizada no BIOS da máquina.
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Etapas na sequência de inicialização:
Existem principalmente cinco etapas envolvidas na sequência de inicialização.
Energizar:
Qualquer procedimento de inicialização começa com o sistema recebendo energia. Uma série de ações ocorrem quando um usuário liga um computador, fazendo com que o sistema operacional assuma o controle do processo de inicialização e permita que o usuário comece a trabalhar. O código de inicialização da ROM, que está localizada na placa-mãe, é executado pelo processador central quando o computador é ligado.
Autoteste de inicialização:
O POST, ou autoteste de inicialização, é o estágio seguinte no processo de inicialização. Este teste verifica a operação apropriada de todo o hardware conectado, incluindo RAM e unidades de armazenamento secundário. O processo de inicialização procura na lista de dispositivos de inicialização um dispositivo com uma resposta POST assim que o POST terminar seu trabalho com a ajuda do BIOS.
Procure um dispositivo de inicialização:
Por fornecer as diretrizes para a comunicação entre a CPU e outros dispositivos conectados ao computador através da placa-mãe, o sistema de E/S é essencial para o funcionamento do computador. O sistema de E/S oferece extensões para o BIOS armazenado na ROM da placa-mãe, que às vezes está localizado no arquivo 'io.sys' no dispositivo de inicialização.
Carregue o sistema operacional:
O processo de inicialização começa carregando o sistema operacional a partir do dispositivo de inicialização após a verificação da funcionalidade do hardware e o carregamento do sistema de entrada/saída. Quaisquer instruções específicas para o sistema operacional individual são executadas assim que o sistema operacional é carregado na RAM. Como o computador sempre inicializa da mesma maneira, o sistema operacional em si é quase sem sentido.
Controle de transferência:
O procedimento de inicialização transfere o controle para o sistema operacional assim que a condução nesta área for concluída e o sistema operacional for carregado com segurança na RAM. O sistema operacional inicia então quaisquer procedimentos de inicialização que foram pré-configurados para definir a configuração do usuário ou a execução do aplicativo. A transferência foi concluída e o computador agora está acessível.
A seguir está a ordem em que ocorrem os eventos da sequência de inicialização:
Qual é o papel da RAM na sequência de inicialização?
A principal função da RAM durante a inicialização é a principal função da RAM em qualquer outro momento. As informações que a CPU irá exigir rapidamente são armazenadas na RAM. Estes seriam arquivos do sistema operacional (SO) do disco rígido no caso de inicialização. A RAM é mais rápida que o disco rígido, o que é verdade para ambos os tipos de unidades (especialmente discos rígidos mecânicos/magnéticos mais antigos; menos verdadeiro para unidades de estado sólido). O sistema seria desligado e travaria se o processador dependesse apenas da velocidade do disco rígido para acessar tudo. O processador então carrega as informações do disco rígido na RAM para que possa acessá-las e utilizá-las rapidamente. Depois que esses dados estiverem na RAM, eles poderão se mover em qualquer ritmo após um longo processo de inicialização.
Se você não tiver RAM suficiente para executar todo o sistema operacional, as informações usadas com menos frequência podem ser armazenadas em cache no disco rígido, tornando as coisas mais lentas. Portanto, é importante ter RAM suficiente para executar seu sistema operacional e programas e um pouco mais para cálculos rápidos e operações de armazenamento.
A RAM é rápida, mas não é permanente. Quando a máquina é desligada ou perde energia, tudo o que está armazenado na RAM desaparece. É para isso que serve o disco rígido. Pode salvar coisas permanentemente.
A RAM é rápida, mas não é permanente. Quando a máquina é desligada ou perde energia, tudo o que está armazenado na RAM desaparece. É para isso que serve o disco rígido. Pode salvar coisas permanentemente.
1. BIOS:
Quando o sistema é ligado, o BIOS é o primeiro programa a ser executado para fazer o seguinte:
- Ele fará a operação POST em dispositivos periféricos.
- Ele localiza um dispositivo válido para inicializar o sistema. (CD, USB, HDD)
- Ele carrega o programa bootloader do MBR (primeiro setor do dispositivo de inicialização).
MBR (registro mestre de inicialização):
É o primeiro setor do dispositivo de inicialização.
Possui um bloco de memória de 512 bytes, que contém o bootloader (código de máquina para instruções de boot chamado GRUB (bootloader))
E tabela de partição (ativa, inativa).
- Depois de carregar o bootloader na memória, o BIOS dá controle ao bootloader.
2. CARREGADOR DE INICIALIZAÇÃO:
Um bootloader é um pedaço de código de máquina que contém as instruções de inicialização e está no MBR.
Alguns gerenciadores de inicialização:
Windows - NTLDR
Linux - Grub, LILO (/boot/grub/grub.conf)
Existem duas etapas neste processo:
Estágio 1:
Ele verifica a partição ativa no MBR.
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Conforme discutimos anteriormente, o MBR deve ter detalhes de partição que são usados para identificar qual partição está ativa e inativa. Aqui, ativo significa que a partição deve ter inicialização, itens relacionados ao sistema operacional e ser marcada como ativa. Inativo significa a partição com dados do usuário, não com itens relacionados ao sistema operacional.
Sua única função é carregar o processo do bootloader de estágio 2 na memória.
Etapa 2:
Nesta etapa, a tela Boot GUI estará disponível para o usuário. Assim que o usuário escolher o sistema operacional, este estágio localizará o Kernel correspondente no diretório /boot/grub/grub.conf.
Agora o bootloader carregará imagens initrd do diretório acima para a RAM. Aqui está o initrd, um disco RAM inicial do Linux.
initrd:
É o disco RAM inicial com extensão de arquivo ext2, que contém os drivers e módulos necessários.
O trabalho do kernel é montar o sistema de arquivos /root real, mas requer drivers e módulos como (SCSI, LVM,NFS) que estão presentes em /lib/modules. Mas se o arquivo raiz não estiver montado, o Kernel não poderá acessar a pasta acima; portanto, o initrd entra em cena. É usado para montar o sistema de arquivos raiz temporário. Assim, o Kernel pode obter os drivers necessários do initrd.
Uma vez que o kernel e o initrd são carregados na memória pelo bootloader, ele dá controle ao Kernel.
3. Núcleo:
O Kernel é o centro essencial de um sistema operacional de computador, o núcleo que fornece serviços básicos. Para todas as outras partes do sistema operacional. Um kernel pode ser contrastado com um shell, a parte mais externa de um sistema operacional que interage com o usuário.
O Kernel descompacta imagens do kernel da memória para o diretório de inicialização (o usuário pode ver isso como uma mensagem na tela). Quando o Kernel é carregado, ele inicializa e configura imediatamente a memória do computador e configura vários hardwares (E/S, dispositivos de armazenamento).
Em seguida, ele procura imagens initrd compactadas na memória e o Kernel irá descompactá-las para /sysroot. O Diretório é o sistema de arquivos raiz temporário. E isso fornecerá os drivers e módulos necessários ao Kernel. Ao final, a memória initrd será liberada após o processo acima. O Kernel montará todo o sistema de arquivos raiz com permissão somente leitura. E o Kernel também libera memória não utilizada.
4. CALOR:
Depois que o Kernel fizer a montagem do diretório /root, ele controlará o processo INIT pelo processo /sbin/init. Este é o avô de todos os sistemas que iniciam automaticamente.
Primeiro, ele executa o script /etc/rc.d/rc.sysinit, que define o caminho do ambiente, inicia a troca, verifica os sistemas de arquivos e executa todas as outras etapas necessárias para a inicialização do sistema.
Por exemplo, a maioria dos sistemas usa um relógio, então rc.sysinit lê o arquivo de configuração /etc/sysconfig/clock para inicializar o relógio do hardware.
Outro exemplo é se houver processos especiais de porta serial que devem ser inicializados, rc.sysinit executa o arquivo /etc/rc.serial. Os scripts init investigarão o script/etc/inittab. Consiste nos níveis de execução do sistema Linux.
0 - Halt 1 - Single-user text mode 2 - Not used (user-definable) 3 - Full multi-user text mode 4 - Not used (user-definable) 5 - Full multi-user graphical mode (with an X-based login screen) 6 - Reboot
Os scripts de inicialização definirão a biblioteca de origem em /etc/rc.d/init.d/function. Isso é usado para configurar como iniciar, encerrar e determinar o PID do processo.
Com base no nível de execução acima, ele examinará /etc/rc.d/rc5.d/ (aqui 5 é o nível de execução). Ele executará os processos de início, parada e segundo plano disponíveis nesta pasta.
Os processos presentes neste diretório são uma referência simbólica a este diretório /etc/rc.d/init.d/.
O processo apresentado no diretório /etc/rc.d/rc5.d/ é do tipo K e S.
Onde, K é matar e S é começar
O init executará o seguinte comando durante o processo BOOT.
/etc/rc.d/init.d/ stop # to kill /etc/rc.d/init.d/ start # to start
Cada processo é prefixado com algum número. A prioridade será dada a um número menor. Às vezes, um processo pode ter o mesmo número; nesse caso, será seguida a ordem alfabética. O init bifurcará o processo /bin/mingetty, que é usado para fornecer o console virtual com base no nível de execução. Isso abrirá o caminho para os dispositivos tty e fornecerá prompts como nome de usuário, senha e detalhes de login de impressão.
Se o nível de execução for cinco, então /etc/inittab executa o script chamado /etc/X11/prefer, que fornece a exibição baseada em KDM, GNOME, XDM.
5. Execução:
Por fim, a tela de login aparecerá para o usuário.
Como modificar a ordem de inicialização do BIOS?
O disco rígido geralmente é apresentado como o primeiro item no processo de inicialização dos computadores. Se quiser inicializar a partir de outro dispositivo, como um DVD ou uma unidade flash, você precisará modificar a ordem de inicialização porque o disco rígido é sempre um dispositivo inicializável (a menos que a máquina esteja enfrentando um problema sério).
Em vez disso, alguns dispositivos podem colocar a unidade óptica primeiro, seguida pelo disco rígido. Nesse caso, a menos que haja um CD na unidade com arquivos de inicialização, você não precisa modificar a ordem de inicialização para inicializar a partir do disco rígido. Aguarde até que o BIOS ignore a unidade óptica e procure o sistema operacional se não houver um disco.
A ferramenta de configuração do BIOS no seu computador permite modificar a sequência de inicialização. Basta seguir as instruções abaixo para saber como:
comando chown
Passo 1: Inicie o programa de configuração do BIOS em seu computador.
Freqüentemente, você deve pressionar uma tecla (ou ocasionalmente uma combinação de teclas) no teclado assim que o computador inicializar para entrar no BIOS.
Reinicie o computador e preste atenção nas informações exibidas na tela logo no início do processo de inicialização, caso não tenha certeza de qual chave é essa. Freqüentemente, será exibido algo como 'Pressione alguma tecla para entrar na configuração' em algum lugar.
Se quiser tentar novamente, reinicie o computador e pressione a tecla setup assim que a máquina começar a carregar a partir do disco interno.
Passo 2: Acesse o menu de ordem de inicialização do BIOS.
Encontre a opção de alterar a sequência de inicialização depois de acessar o programa de configuração do BIOS em sua máquina. Embora cada utilitário do BIOS varie um pouco dos outros, ele pode ser encontrado em Inicialização, Opções de inicialização, Sequência de inicialização ou até mesmo na guia Opções avançadas.
Etapa 3: reorganizar a ordem de inicialização
Você notará uma lista de opções que seu computador pode carregar depois de encontrar a página do BIOS para opções de ordem de inicialização.
As seguintes opções estão normalmente disponíveis em computadores: Disco rígido, Unidade óptica (CD ou DVD), Dispositivos removíveis (como USB ou disquete) e Rede. Novamente, essas opções variarão ligeiramente entre os sistemas.
Um dispositivo USB ou removível deve ser listado primeiro na lista.
Etapa 4: salve suas modificações.
Para garantir que suas alterações sejam aplicadas, salve-as antes de sair do BIOS.
Selecione a opção 'Salvar alterações' ou 'Sair com alterações salvas' no menu Salvar e sair ou Sair (ou algo semelhante)
Ao sair do BIOS, você verá um aviso de confirmação. Certifique-se de lê-lo completamente antes de selecionar o botão apropriado para aceitar as alterações.
Depois de sair do BIOS, sua máquina será reiniciada.