Wat gebeurt er precies als u uw computer aanzet?

Wanneer u een computer aanzet, doorloopt deze een “opstartproces” – een term die afkomstig is van het woord “bootstrap”. Dit is wat er op de achtergrond gebeurt: of je nu een Windows-pc, Mac of Linux-systeem gebruikt.

De hardware wordt ingeschakeld

Wanneer u op de aan/uit-knop drukt, levert de computer stroom aan de componenten: het moederbord, de CPU, harde schijven, solid-state schijven, grafische processors en al het andere in de computer.

Het stuk hardware dat stroom levert, staat bekend als de ‘voeding’. In een typische desktop-pc ziet het eruit als een doos in de hoek van de behuizing (het gele ding in de afbeelding hierboven), en hier sluit je het netsnoer aan.

De CPU laadt de UEFI of BIOS

Nu hij stroom heeft, initialiseert de CPU zichzelf en zoekt naar een klein programma dat normaal gesproken is opgeslagen in een chip op het moederbord.

In het verleden laadde de pc iets dat een BIOS (Basic Input/Output System) wordt genoemd. Op moderne pc’s laadt de CPU in plaats daarvan UEFI-firmware (Unified Extensible Firmware Interface). Dit is een moderne vervanging voor het oude BIOS. Maar om het extra verwarrend te maken, noemen sommige pc-fabrikanten hun UEFI-software toch “BIOS”.

De UEFI of BIOS test en initialiseert hardware

De BIOS- of UEFI-firmware laadt configuratie-instellingen vanaf een speciale plaats op het moederbord – traditioneel was dit in het geheugen ondersteund door een CMOS-batterij. Als u enkele instellingen op laag niveau wijzigt in uw BIOS- of UEFI-instellingenscherm, worden uw aangepaste instellingen hier opgeslagen.

  3 redenen om de app Periscope voor live video-uitzendingen te gebruiken

De CPU voert de UEFI of BIOS uit, die de hardware van uw systeem test en initialiseert, inclusief de CPU zelf. Als uw computer bijvoorbeeld geen RAM heeft, piept hij en wordt er een fout weergegeven, waardoor het opstartproces wordt gestopt. Dit staat bekend als het POST-proces (Power On Self Test).

Mogelijk ziet u tijdens dit proces het logo van de pc-fabrikant op uw scherm verschijnen en u kunt vaak op een knop drukken om vanaf hier toegang te krijgen tot uw BIOS- of UEFI-instellingenscherm. Veel moderne pc’s vliegen echter zo snel door dit proces dat ze niet de moeite nemen om een ​​logo weer te geven en dat ze hun UEFI-instellingenscherm moeten openen via het menu Windows Boot Options.

UEFI kan veel meer dan alleen hardware initialiseren; het is echt een klein besturingssysteem. Intel-CPU’s hebben bijvoorbeeld de Intel Management Engine. Dit biedt een verscheidenheid aan functies, waaronder het aandrijven van Intel’s Active Management Technology, waarmee op afstand beheer van zakelijke pc’s mogelijk is.

De UEFI- of BIOS-handen naar een opstartapparaat

Nadat het testen en initialiseren van uw hardware is voltooid, zal de UEFI of BIOS de verantwoordelijkheid voor het opstarten van uw pc overdragen aan de bootloader van uw besturingssysteem.

De UEFI of BIOS zoekt naar een “opstartapparaat” om uw besturingssysteem van op te starten. Dit is meestal de harde schijf of het SSD-station van uw computer, maar het kan ook een cd-, dvd-, USB-station of netwerklocatie zijn. Het opstartapparaat kan worden geconfigureerd vanuit het UEFI- of BIOS-instellingenscherm. Als je meerdere opstartapparaten hebt, probeert de UEFI of het BIOS het opstartproces aan hen over te dragen in de volgorde waarin ze worden vermeld. Dus als u bijvoorbeeld een opstartbare dvd in uw optische schijf hebt, kan het systeem proberen vanaf die schijf te starten voordat het probeert te starten vanaf uw harde schijf.

  Hoe u de kosten van een Skype-gesprek kunt vinden?

Traditioneel keek een BIOS naar de MBR (master boot record), een speciale opstartsector aan het begin van een schijf. De MBR bevat code die de rest van het besturingssysteem laadt, ook wel een “bootloader” genoemd. Het BIOS voert de bootloader uit, die het vanaf daar overneemt en begint met het opstarten van het eigenlijke besturingssysteem, bijvoorbeeld Windows of Linux.

Computers met UEFI kunnen deze ouderwetse MBR-opstartmethode nog steeds gebruiken om een ​​besturingssysteem op te starten, maar normaal gesproken gebruiken ze in plaats daarvan iets dat een EFI-uitvoerbaar bestand wordt genoemd. Deze hoeven niet aan het begin van een schijf te worden opgeslagen. In plaats daarvan worden ze opgeslagen op iets dat een “EFI-systeempartitie” wordt genoemd.

Hoe dan ook, het principe is hetzelfde: het BIOS of UEFI onderzoekt een opslagapparaat op uw systeem om te zoeken naar een klein programma, hetzij in de MBR of op een EFI-systeempartitie, en voert het uit. Als er geen opstartbaar opstartapparaat is, mislukt het opstartproces en ziet u een foutmelding op uw scherm.

Op moderne pc’s is de UEFI-firmware over het algemeen geconfigureerd voor “Secure Boot”. Dit zorgt ervoor dat er niet met het besturingssysteem is geknoeid en dat er geen malware op laag niveau wordt geladen. Als Secure Boot is ingeschakeld, controleert de UEFI of de bootloader correct is ondertekend voordat deze wordt gestart.

De bootloader laadt het volledige besturingssysteem

De bootloader is een klein programma dat de grote taak heeft om de rest van het besturingssysteem op te starten. Windows gebruikt een bootloader genaamd Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), de meeste Linux-systemen gebruiken GRUB en Macs gebruiken iets dat boot.efi heet.

  Hoe ERR_CONNECTION_REFUSED-fout in Chrome op te lossen?

Als er een probleem is met de bootloader, bijvoorbeeld als de bestanden op schijf beschadigd zijn, zie je een bootloader-foutmelding en stopt het opstartproces.

De bootloader is slechts een klein programma en het handelt het opstartproces niet zelf af. Op Windows vindt en start de Windows Boot Manager de Windows OS-lader. De OS-lader laadt essentiële hardwarestuurprogramma’s die nodig zijn om de kernel uit te voeren – het kerngedeelte van het Windows-besturingssysteem – en start vervolgens de kernel. De kernel laadt vervolgens het systeemregister in het geheugen en laadt ook eventuele extra hardwarestuurprogramma’s die zijn gemarkeerd met “BOOT_START”, wat betekent dat ze bij het opstarten moeten worden geladen. De Windows-kernel start vervolgens het sessiebeheerproces (Smss.exe), dat de systeemsessie start en extra stuurprogramma’s laadt. Dit proces gaat door en Windows laadt achtergrondservices en het welkomstscherm, waarmee u zich kunt aanmelden.

Op Linux laadt de GRUB-bootloader de Linux-kernel. De kernel start ook het init-systeem – dat is systemd op de meeste moderne Linux-distributies. Het init-systeem verwerkt het starten van services en andere gebruikersprocessen die leiden tot een login-prompt.

Dit betrokken proces is slechts een manier om alles correct te laden door de dingen in de juiste volgorde te doen.

Trouwens, zogenaamde “opstartprogramma’s” worden daadwerkelijk geladen wanneer u zich aanmeldt bij uw gebruikersaccount, niet wanneer het systeem opstart. Maar sommige achtergrondservices (op Windows) of daemons (op Linux en macOS) worden op de achtergrond gestart wanneer uw systeem opstart.

Het afsluitproces is ook behoorlijk ingewikkeld. Dit is precies wat er gebeurt als u een Windows-pc afsluit of uitlogt.

Afbeelding tegoed: Suwan Waenlor/Shutterstock.com, DR-beelden/Shutterstock.com,

gerelateerde berichten