Når du tænder for en computer, gennemgår den en “boot-up”-proces – et udtryk, der kommer fra ordet “bootstrap”. Her er, hvad der sker i baggrunden – uanset om du bruger en Windows-pc, Mac eller Linux-system.
Hardwaren tænder
Når du trykker på tænd/sluk-knappen, leverer computeren strøm til dens komponenter – bundkortet, CPU’en, harddiske, solid state-drev, grafikprocessorer og alt det andet i computeren.
Det stykke hardware, der leverer strøm, er kendt som “strømforsyningen”. Inde i en typisk stationær pc ligner det en boks i hjørnet af kabinettet (den gule ting på billedet ovenfor), og det er her, du tilslutter vekselstrømsledningen.
CPU’en indlæser UEFI eller BIOS
Nu hvor den har strøm, initialiserer CPU’en sig selv og leder efter et lille program, der typisk er gemt i en chip på bundkortet.
Tidligere indlæste pc’en noget, der hedder BIOS (Basic Input/Output System). På moderne pc’er indlæser CPU’en UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) firmware i stedet. Dette er en moderne erstatning for den gamle BIOS. Men for at gøre det ekstra forvirrende kalder nogle pc-producenter alligevel deres UEFI-software “BIOS”.
UEFI eller BIOS tester og initialiserer hardware
BIOS- eller UEFI-firmwaren indlæser konfigurationsindstillinger fra et særligt sted på bundkortet – traditionelt var dette i hukommelsen, der var sikkerhedskopieret af et CMOS-batteri. Hvis du ændrer nogle indstillinger på lavt niveau i din BIOS- eller UEFI-indstillingsskærm, er det her, dine brugerdefinerede indstillinger gemmes.
CPU’en kører UEFI eller BIOS, som tester og initialiserer dit systems hardware – inklusive selve CPU’en. For eksempel, hvis din computer ikke har noget RAM, vil den bippe og vise dig en fejl, hvilket stopper opstartsprocessen. Dette er kendt som POST-processen (Power On Self Test).
Du kan muligvis se pc-producentens logo vises på din skærm under denne proces, og du kan ofte trykke på en knap for at få adgang til din BIOS- eller UEFI-indstillingsskærm herfra. Men mange moderne pc’er flyver gennem denne proces så hurtigt, at de ikke gider vise et logo og kræver adgang til deres UEFI-indstillingsskærm fra menuen Windows Boot Options.
UEFI kan meget mere end blot at initialisere hardware; det er virkelig et lille styresystem. For eksempel har Intel CPU’er Intel Management Engine. Dette giver en række funktioner, herunder at drive Intels Active Management Technology, som giver mulighed for fjernstyring af virksomheds-pc’er.
UEFI eller BIOS overføres til en bootenhed
Når den er færdig med at teste og initialisere din hardware, vil UEFI eller BIOS overdrage ansvaret for at starte din pc til dit operativsystems boot-loader.
UEFI eller BIOS leder efter en “bootenhed” at starte dit operativsystem fra. Dette er normalt din computers harddisk eller solid-state-drev, men det kan også være en cd, dvd, USB-drev eller netværksplacering. Startenheden kan konfigureres fra UEFI- eller BIOS-opsætningsskærmen. Hvis du har flere opstartsenheder, forsøger UEFI eller BIOS at videregive startprocessen til dem i den rækkefølge, de er angivet. Så hvis du for eksempel har en bootbar dvd i dit optiske drev, kan systemet prøve at starte fra det, før det prøver at starte fra din harddisk.
Traditionelt set en BIOS på MBR (master boot record), en speciel boot sektor i begyndelsen af en disk. MBR’en indeholder kode, der indlæser resten af operativsystemet, kendt som en “bootloader”. BIOS’en udfører opstartsindlæseren, som tager den derfra og begynder at starte det faktiske operativsystem – Windows eller Linux, for eksempel.
Computere med UEFI kan stadig bruge denne gammeldags MBR-opstartsmetode til at starte et operativsystem, men de bruger normalt noget, der kaldes en EFI-eksekverbar i stedet. Disse behøver ikke at blive gemt i begyndelsen af en disk. I stedet er de gemt på noget, der kaldes en “EFI-systempartition.”
Uanset hvad er princippet det samme – BIOS eller UEFI undersøger en lagerenhed på dit system for at lede efter et lille program, enten i MBR eller på en EFI-systempartition, og kører det. Hvis der ikke er nogen bootbar opstartsenhed, mislykkes opstartsprocessen, og du vil se en fejlmeddelelse, der siger det på din skærm.
På moderne pc’er er UEFI-firmwaren generelt konfigureret til “Secure Boot”. Dette sikrer, at det operativsystem, det starter, ikke er blevet manipuleret med, og at det ikke indlæser malware på lavt niveau. Hvis Secure Boot er aktiveret, kontrollerer UEFI, om bootloaderen er korrekt signeret, før den startes.
Bootloaderen indlæser det fulde operativsystem
Bootloaderen er et lille program, der har den store opgave at starte resten af operativsystemet. Windows bruger en bootloader ved navn Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), de fleste Linux-systemer bruger GRUB, og Mac’er bruger noget, der hedder boot.efi.
Hvis der er et problem med bootloaderen – for eksempel hvis dens filer er beskadiget på disken – vil du se en bootloader fejlmeddelelse, og opstartsprocessen stopper.
Bootloaderen er kun et lille program, og den håndterer ikke opstartsprocessen alene. På Windows finder og starter Windows Boot Manager Windows OS Loader. OS-indlæseren indlæser essentielle hardwaredrivere, der er nødvendige for at køre kernen – kernedelen af Windows-operativsystemet – og starter derefter kernen. Kernen indlæser derefter systemregistret i hukommelsen og indlæser også eventuelle yderligere hardwaredrivere, der er markeret med “BOOT_START”, hvilket betyder, at de skal indlæses ved opstart. Windows-kernen starter derefter sessionshåndteringsprocessen (Smss.exe), som starter systemsessionen og indlæser yderligere drivere. Denne proces fortsætter, og Windows indlæser baggrundstjenester samt velkomstskærmen, som lader dig logge ind.
På Linux indlæser GRUB-opstartsindlæseren Linux-kernen. Kernen starter også init-systemet – det er systemat på de fleste moderne Linux-distributioner. Init-systemet håndterer starttjenester og andre brugerprocesser, der fører hele vejen til en login-prompt.
Denne involverede proces er blot en måde at få alt til at indlæse korrekt ved at gøre tingene i den rigtige rækkefølge.
I øvrigt indlæses såkaldte “startprogrammer” faktisk, når du logger ind på din brugerkonto, ikke når systemet starter. Men nogle baggrundstjenester (på Windows) eller dæmoner (på Linux og macOS) startes i baggrunden, når dit system starter.
Nedlukningsprocessen er også ret involveret. Her er præcis, hvad der sker, når du lukker ned eller logger ud af en Windows-pc.
Billedkredit: Suwan Waenlor/Shutterstock.com, DR-billeder/Shutterstock.com,
