Co je bootloader? Jak funguje bootloader?

Zavaděč je pro operační systémy velmi důležitý. Přesto je často přehlížena jako klíčová součást počítačů. Je to proto, že hraje svou roli na pozadí a pomáhá aktivovat správný operační systém. Většina procesorových desek v našich zařízeních má předinstalované programy. Tyto programy se nazývají zavaděče.

Tento článek vysvětluje, co je bootloader a jak funguje. Pokud vás zajímá, co je bootloader a jak funguje, tento článek je pro vás.

Co je bootloader

Po zapnutí má počítač jasný stav. To znamená, že v jeho paměti nejsou žádné programy a že k jeho komponentám nelze získat přístup.

Zavaděč pomáhá načíst operační systém nebo běhové prostředí, přidat programy do paměti a poskytnout přístup komponentám. Je nutné spustit proces spouštění, inicializovat hardware a předat řízení jádru, které inicializuje operační systém.

BIOS

Mezi klíčové součásti bootloaderu patří základní systém vstupu / výstupu (BIOS), firmware nacházející se v paměti jen pro čtení (ROM) počítače. Když je počítač zapnutý, BIOS se spustí před spuštěním jakéhokoli jiného programu.

Systém BIOS se skládá z následujících položek:

• POST (Power On Self Test)
• Zavaděč zaváděcího sektoru
• Přerušení systému BIOS
• Nabídka nastavení

Nabídka nastavení pomáhá upravit parametry bootloaderu. Moderní verze systému BIOS se používají k nastavení různých parametrů. To zahrnuje pořadí zavádění, které určuje zařízení BIOS zkontroluje před spuštěním.

Zavaděč zaváděcího sektoru načte první 512 bajtový sektor ze zaváděcího disku do paměti RAM. Je nutné, aby byl pro záznam rezervován první dostupný blok paměti nebo sektor na médiu.

Příbuzný: Jak přistupovat k systému BIOS v počítači se systémem Windows 8

Přerušení systému BIOS jsou ovladače zařízení, na které se bootloadery spoléhají při přístupu na obrazovku, klávesnici a disky. Ne všechny operační systémy používají přerušení systému BIOS.

Kromě systému BIOS existují i ​​rozšiřující ROM. Hlavní BIOS může spustit rozšiřující ROM.

Zavaděč se obvykle skládá ze tří programů:

• Program spouštěcího sektoru přímo načtený systémem BIOS v době spouštění
• Program druhé fáze načten programem bootovacího sektoru k dokončení procesu zavádění
• Instalační program zavaděče pro instalaci zavaděče a programu druhé fáze na zaváděcí disketu.

UEFI BIOS

Vyvíjející se požadavky uživatelů počítačů vedly k vytvoření moderního nástupce systému BIOS.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) je mini operační systém, který načte bootloader do paměti před provedením dalších operačních rutin.

I když sdílí některé podobnosti s BIOSem, několik klíčových rozdílů vedlo mnohé k tomu, že považovali UEFI za rozšíření spíše než za náhradní tradiční BIOS.

Jedním z hlavních rozdílů mezi UEFI a BIOSem je způsob, jakým UEFI poskytuje operační rozhraní pro počítače a využívá nové mechanismy a funkce. Navíc zatímco UEFI nedefinuje, jak by měl být firmware naprogramován v celém rozsahu, ovlivňuje rozhraní mezi firmwarem a operačním systémem.

Program UEFI je trvale umístěn na paměťovém čipu na základní desce. To znamená, že je zachován, i když není k dispozici žádná energie. Ke komunikaci mezi firmwarem a operačním systémem se používá jedinečná operační vrstva. Lze inicializovat režim UEFI před spuštěním operačního systému.

Mezi klíčové výhody UEFI patří:

• Pro síťovou funkčnost nevyžaduje aktivní operační systém
• Lepší použitelnost pomocí počítačové myši a grafického uživatelského rozhraní
• Vylepšené zabezpečení pomocí funkce Secure Boot
• Flexibilní modulární struktura, která mu pomáhá přizpůsobit se speciálním hardwarovým prostředím a profilům požadavků
• Boot manager, který spravuje různé bootloadery pro různé operační systémy
• Nástroj příkazového řádku pro provádění diagnostiky a odstraňování problémů

Účelem zabezpečeného spouštění je zlepšit zabezpečení. Před spuštěním je třeba ověřit části firmwaru UEFI, bootloaderu a jádra operačního systému. Komponenty jsou ověřovány pomocí kryptografických digitálních podpisů v databázi podpisů firmwaru UEFI. Pokud kontrola zabezpečení neprošla, může být spuštění systému zrušeno.

V profesionálních prostředích se Secure Boot obvykle používá s hardwarovou komponentou. The Trusted Platform Module (TPM) je klíčovou součástí zabezpečeného spouštění, poskytující bezpečnostní funkce pro počítače.

Ve srovnání s tradiční metodou zavádění systému BIOS lze z UEFI získat následující výhody a GPT nabízí následující výhody:

• Umožňuje instalaci více operačních systémů s vlastními správci bootování současně.
• Spouští se rychleji než starší systémy BIOS
• Podporuje aplikace před spuštěním

V dnešní době se pro nastavení související se spouštěním používá NVRAM (energeticky nezávislá paměť s náhodným přístupem). Nastavení se uloží po vypnutí počítače. Využívá se malé množství energie z baterie základní desky.

Jak funguje bootloader?

Po zapnutí počítače se na obrazovce zobrazí informace o nainstalovaném hardwaru. Zavaděč umístí svůj operační systém do paměti. Základní vstupní / výstupní systém (BIOS) provádí testy před přenosem řízení do hlavního spouštěcího záznamu (MBR), který obsahuje zavaděč.

Mnoho bootloaderů je nakonfigurováno tak, aby uživatelům poskytovalo různé možnosti zavádění. Mezi možnosti patří různé operační systémy, různé verze stejného operačního systému, možnosti načítání operačního systému a programy, které běží bez operačního systému.

Příbuzný: Jak zakázat zabezpečené spuštění UEFI na duální spuštění libovolného systému

V určitých případech může mít zařízení dva operační systémy. Na těchto zařízeních lze použít bootloadery ke spuštění správného operačního systému, který uživatelé preferují automaticky. Bootloader lze také použít k zavedení operačního systému do bezpečného režimu pro obnovení.

Můžete použít bootloader k zavedení do programu, aniž byste museli spouštět operační systém. To může být užitečné u zařízení, jako jsou herní konzole. Po vložení herního disku do konzoly a zapnutí konzoly se místo uvítací obrazovky přesune uživatel přímo do hry.

Výjimky a přerušení

Zavaděče jsou velmi důležité pro údržbu zabezpečení a softwarové architektury. Výjimky a přerušení mohou zavaděče a aplikace řešit odlišně. Metoda, kterou jsou hardware a software propojeny, přímo ovlivňuje fungování výjimek a přerušení a ovlivňuje funkčnost bootloaderu.

5 způsobů, jak opravit chybějící nastavení firmwaru UEFI v systému Windows 10

Pokud vstoupíte do systému BIOS a najdete chybějící nastavení, můžete je získat zpět následujícím způsobem.

Přečtěte si další

O autorovi