Atunci când pornești un computer, acesta execută o procedură denumită „bootare” sau „pornire”, un termen ce derivă din expresia „bootstrap”. Iată, în esență, ce se întâmplă în culise, indiferent dacă utilizezi un sistem Windows, un Mac sau Linux.
Activarea componentelor hardware
În momentul în care apeși butonul de pornire, computerul distribuie energie către toate componentele sale: placa de bază, procesorul, hard disk-urile sau SSD-urile, unitățile grafice și orice altă componentă inclusă.
Componenta hardware care gestionează această alimentare se numește „sursa de alimentare”. În cazul unui computer desktop tipic, aceasta se prezintă sub forma unei cutii amplasată, de obicei, într-un colț al carcasei. Aici conectezi cablul de alimentare la rețea.
Încărcarea UEFI sau BIOS de către CPU
Odată alimentat, procesorul (CPU) se activează automat și caută un program de dimensiuni reduse, de obicei stocat într-un cip aflat pe placa de bază.
În trecut, computerele încărcau BIOS (Basic Input/Output System). În zilele noastre, computerele moderne folosesc firmware-ul UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), un înlocuitor modern al BIOS-ului tradițional. Totuși, unii producători încă denumesc software-ul UEFI „BIOS”, ceea ce poate crea confuzie.
Testarea și inițializarea hardware-ului de către UEFI sau BIOS
Firmware-ul BIOS sau UEFI preia setările de configurare dintr-o zonă dedicată a plăcii de bază, de obicei dintr-o memorie susținută de o baterie CMOS. Dacă ai modificat setări avansate în interfața BIOS sau UEFI, aici se salvează acele preferințe.
Procesorul (CPU) rulează codul UEFI sau BIOS, care testează și inițializează componentele hardware ale sistemului, inclusiv procesorul în sine. De exemplu, dacă memoria RAM lipsește, sistemul va emite un semnal sonor și va afișa o eroare, oprind astfel procesul de bootare. Această etapă este cunoscută drept POST (Power On Self Test).
Poți observa sigla producătorului computerului afișată pe ecran în timpul acestui proces. De asemenea, poți apăsa un anumit buton pentru a accesa setările BIOS sau UEFI. Totuși, multe computere moderne trec prin această etapă rapid, fără a mai afișa sigla, necesitând accesul la meniul de setări UEFI din opțiunile de boot ale sistemului Windows.
UEFI are abilități extinse dincolo de simpla inițializare a hardware-ului, funcționând ca un mic sistem de operare. De exemplu, procesoarele Intel integrează Intel Management Engine, care oferă diverse funcții, inclusiv suport pentru tehnologia Intel Active Management, permițând gestionarea de la distanță a computerelor utilizate în mediul de afaceri.
Transferul controlului către dispozitivul de pornire
După ce a finalizat testarea și inițializarea hardware-ului, UEFI sau BIOS transferă responsabilitatea bootării computerului către bootloader-ul sistemului de operare.
UEFI sau BIOS caută un „dispozitiv de boot” de pe care să încarce sistemul de operare. Acesta este cel mai frecvent hard disk-ul sau SSD-ul computerului, dar poate fi și un CD, DVD, o unitate USB sau o locație de rețea. Dispozitivul de boot este configurabil din setările UEFI sau BIOS. Dacă există mai multe dispozitive de boot, sistemul va încerca să le acceseze în ordinea în care sunt listate. De exemplu, dacă există un DVD bootabil în unitatea optică, sistemul ar putea încerca să pornească de pe acesta înainte de a încerca să pornească de pe hard disk.
În mod tradițional, BIOS-ul verifică MBR (master boot record), un sector special de boot situat la începutul unui disc. MBR conține codul care încarcă restul sistemului de operare, cunoscut drept „bootloader”. BIOS-ul execută bootloader-ul, care preia controlul și inițiază încărcarea propriu-zisă a sistemului de operare, fie că este Windows sau Linux.
Calculatoarele cu UEFI pot utiliza în continuare metoda MBR, dar în mod obișnuit folosesc un executabil EFI. Acesta nu este stocat neapărat la începutul discului, ci într-o „partiție de sistem EFI”.
Indiferent de metodă, principiul rămâne același: BIOS sau UEFI verifică un dispozitiv de stocare pentru a localiza un program mic, fie în MBR, fie pe o partiție de sistem EFI, și îl execută. Dacă nu există un dispozitiv de boot valid, procesul de bootare eșuează și apare un mesaj de eroare pe ecran.
Pe computerele moderne, firmware-ul UEFI este configurat de obicei pentru „Secure Boot”. Acesta verifică dacă sistemul de operare care urmează a fi încărcat nu a fost modificat și nu conține malware. Dacă Secure Boot este activat, UEFI verifică dacă bootloader-ul este semnat corect înainte de a-l porni.
Încărcarea completă a sistemului de operare de către Bootloader
Bootloader-ul este un mic program responsabil cu inițierea încărcării restului sistemului de operare. Windows utilizează Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), majoritatea sistemelor Linux folosesc GRUB, iar Mac-urile folosesc boot.efi.
Dacă există o problemă cu bootloader-ul, de exemplu, dacă fișierele sale sunt corupte, va apărea un mesaj de eroare și procesul de bootare se va opri.
Bootloader-ul este un program de mici dimensiuni care nu se ocupă singur de întregul proces de bootare. În Windows, Windows Boot Manager localizează și pornește Windows OS Loader. Acesta din urmă încarcă driverele hardware esențiale, necesare pentru a rula nucleul, componenta centrală a sistemului de operare Windows. Nucleul încarcă apoi registrul de sistem în memorie și driverele hardware suplimentare etichetate cu „BOOT_START”, care indică faptul că acestea trebuie încărcate la pornire. Apoi, nucleul Windows lansează procesul de gestionare a sesiunii (Smss.exe), care pornește sesiunea de sistem și încarcă alte drivere. Acest proces continuă, Windows încărcând servicii de fundal și ecranul de bun venit, unde te poți conecta.
Pe Linux, bootloader-ul GRUB încarcă nucleul Linux. Acesta, la rândul său, pornește sistemul init, care este systemd pe majoritatea distribuțiilor Linux moderne. Sistemul init gestionează serviciile de pornire și alte procese, până la afișarea promptului de conectare.
Acest proces complex este conceput pentru a asigura încărcarea corectă a tuturor componentelor, în ordinea corespunzătoare.
De remarcat că programele de „startup” sunt încărcate, de fapt, când te conectezi la contul tău de utilizator, nu la pornirea sistemului. Însă unele servicii de fundal (pe Windows) sau daemoni (pe Linux și macOS) sunt pornite în fundal odată cu inițializarea sistemului.
Procesul de oprire este, de asemenea, destul de elaborat. Iată ce se întâmplă exact când închizi sau te deconectezi de la un computer Windows.
Credite imagine: Suwan Waenlor/Shutterstock.com, DR-imagini/Shutterstock.com