操作系统引导过程的步骤解析
通电
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激活 CPU
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硬件自检 (POST)
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加载 Boot Sequence
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加载 MBR
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扫描分区表并加载活动分区
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加载 PBR
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加载启动管理器
↓
加载操作系统
① 激活 CPU
描述：激活的 CPU 读取 ROM（只读存储器）中的 boot 程序，将指令寄存器置为 BIOS（基本输入输出系统）的第一条指令，即开始执行 BIOS 的指令。
相关数据结构：
解析： 当计算机通电后，CPU 开始执行存储在 ROM 中的启动程序。BIOS 是位于主板上的固件，负责初始化和测试硬件组件，并为操作系统的加载做好准备。
② 硬件自检
描述：BIOS 程序在内存最开始的空间构建中断向量表，接下来的 POST（开机自检）过程要用到中断功能。然后进行通电自检，检查硬件是否出现故障。如有故障，主板会发出不同含义的蜂鸣，启动中止；如无故障，屏幕会显示 CPU、内存、硬盘等信息。
相关数据结构：
解析： POST 是启动过程中关键的一步，用于确保所有必要的硬件组件正常工作。中断向量表的构建使得系统能够处理来自硬件或软件的中断请求，确保系统的稳定性和响应能力。
③ 加载带有操作系统的硬盘
描述：通电自检后，BIOS 开始读取 Boot Sequence（通过 CMOS 里保存的启动顺序，或者通过与用户交互的方式），将控制权交给启动顺序排在第一位的存储设备，然后 CPU 将该存储设备引导扇区的内容加载到内存中。
相关数据结构：
解析： BIOS 根据预设的启动顺序查找可引导设备（如硬盘、光驱、U 盘等），并将控制权交给找到的设备上的引导扇区。这是将操作系统加载到内存中的关键步骤。
④ 加载主引导记录 (MBR)
描述：硬盘以特定的标识符区分引导硬盘和非引导硬盘。如果发现一个存储设备不是可引导盘，就检查下一个存储设备。如无其他启动设备，就会死机。主引导记录 (MBR) 的作用是告诉 CPU 去硬盘的哪个主分区去找操作系统。
相关数据结构：
解析： MBR 是硬盘的引导点，包含了分区表信息，帮助系统确定从哪个分区加载操作系统。如果一个硬盘没有有效的 MBR 或者没有可引导的分区，系统将无法启动。
⑤ 扫描硬盘分区表，并加载硬盘活动分区
描述：MBR 包含硬盘分区表，硬盘分区表以特定的标识符区分活动分区和非活动分区。主引导记录扫描硬盘分区表，进而识别含有操作系统的硬盘分区（活动分区）。找到硬盘活动分区后，开始加载硬盘活动分区，将控制权交给活动分区。
相关数据结构：
解析： MBR 通过扫描分区表来确定哪个分区是活动的（即含有操作系统的分区）。然后，控制权被转移到该分区的引导扇区，继续加载操作系统。
⑥ 加载分区引导记录 (PBR)
描述：读取活动分区的第一个扇区，这个扇区称为分区引导记录 (Partition Boot Record, PBR)，其作用是寻找并激活分区根目录下用于引导操作系统的程序（启动管理器）。
相关数据结构：
解析： PBR 负责在特定分区内部寻找启动管理器（如 Windows 的 bootmgr 或 Linux 的 GRUB），并将控制权转交给它，以继续操作系统的加载过程。
⑦ 加载启动管理器
描述：分区引导记录搜索活动分区中的启动管理器，加载启动管理器。
相关数据结构：
解析： 启动管理器是操作系统启动过程中的关键组件，负责加载操作系统内核和初始化系统环境。如果存在多重启动配置，启动管理器还允许用户选择要启动的操作系统。
⑧ 加载操作系统
描述：将操作系统的初始化程序加载到内存中执行。
相关数据结构：
解析： 在启动管理器的指引下，操作系统的内核被加载到内存中，开始执行初始化程序，最终完成系统的启动，进入用户可以使用的操作界面。
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