Методики, которыми нужно овладеть

Раздел 3.1 зкзамена Essentials. Цель— определять основньїе понятия использования операционних систем. Надо уметь:

- определять названия, назначения и характеристики основньїх компонентов операционной системвключая реестр, виртуальную память и файловые системы;

- определять названия, местонахождение, назначение и характеристики файлов опе- рационной системы, например, таких:

• Boot.ini;

• NTLDR;

• NTDETECT.com;

• NTBOOTDD.sys;

• файлы данных реестра.

 

Раздел 3.1 зкзамена Essentials, раздел 2.1 зкзамена Remote Support Technician и раздел 3.1 зкзамена IT Technician. Цель— распознавать принципи и процедурьі создания, просмотра и управлення дисками, каталогами и файлами в операционньїх системах, как, например, следующие:

П диски (активньїе, главньїе, расширенньїе и логические раздельї);

- файловые системи (например, FAT32 и NTFS);

- структури каталогов (например, как создавать папку, перемещаться по структуре каталога);

- файлы (создание файла, присваивание расширения имени файла, установка атрибутов и прав доступа).

Общие сведения

В зтой главе рассматриваются три основные части предметной области операционной системи Windows, знание которой проверяется в разделе 3.1 зкзамена CompTIA А- Essentials:

- определение названий, назначений и характеристик основних компонентов опера­ционной системи, включая реестр, виртуальную память и файловые системи;

- определение названий, местонахождения, назначения и характеристик файлов операционной системи;

- определение принципов и процедур создания, просмотра и управлення дисками каталогами и файлами в операционных системах.

Примечание

За исключением случаев, когда оговорено иное, в зтой главе рассматриваются версти 2000, ХР Professional, ХР Home и ХР Media Center операционной системы Windows корпорации Microsoft.

Компьютерный специалист должен знать функции и структури разных операцион­ньїх систем, с которьіми ему, может, придется иметь дело по своей работе. В настоящее время большинство персональних компьютеров работает под управлениеш одной из версий операционной системи Windows: Windows 2000 Profession, Windows ХР Professional, Windows XP Home Edition, Windows XP Media Center Edi­tion или Windows Vista.

Примечание

Большая часть материала раздела 2.1 зкзамена Remote Support Technician и раздела 3.1 зкзамена IT Technician (создание, просмотр и упразление дисками, каталогами и файлами) идентична материалу раздела 3.1 зкзамена CompTIA А+ Essentials (созда­ние, просмотр и управление дисковьіми каталогами и файлами).

Тематики зтих разньїх зкзаменов и областей проверяемьіх знаний настолько родствен- ньі, что имеет смьісл рассматривать их как одно целое. Знание материала зтой главьі требуется для любого из четьірех зкзаменов, которьіе вьі намереваетесь сдавать.

Процесе запуска аппаратной части ПК

Процесе запуска компьютера на начальном зтапе, по сути, является аппаратнориентированньїм, пока не начнется загрузка операционной системы. На зтом зтапе аппаратная часть начинает поиск операционной системы, чтобы передать управление ей и расширить функциональные возможности компьютера. Зтот процесе является основой всего, связанного с операционной системой. За исключением выполнения сбора некоторой информации о конфигурации аппаратного обеспечения на инициализационном етапе запуска, которая впоследствии передается операционной системе, для современньїх операционных систем не имеет значення, что происходит при запуске ком­пьютера до етапа начала загрузки операционной системы. Более того, до начала етапа загрузки операционной системы компьютер работает абсолютно одинаково, независимо от того, какая операционная система будет, в конечном счете, загружена в компью­тер для управлення его работой.

Далее приводится список ключевых компонентов и событий процесса запуска аппаратной части персонального компьютера.

- Включение или сброс системы. При включений или сбросе системымикропроцессор начинает выполнять тестирование и инициализацию системы, выполняя инструкции с определенного адреса в диапазоне адресов ROM BIOS.

- Процедура POST. Процедура POST в действительности является последовательностью нескольких процедур тестирования, которые выполняются при каждом запуске или сбросе системы. Каждая процедура набора POST проверяет работоспособность отдельного аппаратного компонента компьютерной системы: микропроцессора, клавиатуры, монитора, приводов гибких и жестких дисков, а также оперативной (RAM) и постоянной (ROM) памяти.

- Первоначальньїе проверки POST. При подаче питання на процессор он исполняет команду, которая перенаправляет его на продолжение исполнения инструкций по адресу, являющемуся первым адресом процедуры POST для выполнения тести­рования аппаратного оборудования. Выполняются такие стандартные проверки оборудования, как проверка контрольной суммы ROM BIOS (чтобы удостовериться в правильносте программы BIOS), различные проверки модулей динамической оперативной памяти (включая проверку работоспособности битов памяти), а также проверка целостности содержимого памяти CMOS BIOS. При вьыполнении провер­ки памяти на зкран выводятся последовательные адреса тестируемых ячеек памяти. Во время зтой проверки BIOS определяет тип загрузки системи — холодний (cold boot) или горячий (hot boot). Холодная загрузка — зто ситуация, когда система загружается из вьіключенного состояния. А при горячей загрузке система загружается после сброса, который можно выполнить либо одновременным нажатием клавиш <CtrI>+<Alt>+<Delete> при работе в DOS, выбором опции Перезагрузить при работе в Windows (мягкий сброс — soft reset), либо нажатием кнопки сброса (жест- кий сброс — hard reset). При мягком сбросе вьіполняется укороченная процедура тестирования, что ускоряет процесе загрузки. Мягкая перезагрузка также позволяет загрузить другую операционную систему, не выключая компьютера.

- Инициализация системи. На зтом зтапе запуска компьютера активируются про- граммируемые устройства системи, записывая в свои регистры конфигурационные значення из микросхемы CMOS BIOS. Среди прочих настраивается конфигурация прерьіваний IRQ и каналов DMA, а также стандартные адреса ввода/вывода, что делает систему ІВМ-совместимой.

- Конфигурирование Plug and Play. Во время процесса инициализации BIOS PnP проверяет слоты расширения на наличие в них адаптеров и тип и конфигурацию установленнях адаптеров расширения. Потом механизм РnР присваивает каждому адаптеру дескриптор (handle), который вместе с конфигурационной информацией сохраняется в таблице оперативной памяти. После зтого BIOS выполняет перечисление устройств, сверяя конфигурационную информацию адаптеров с базовой конфигурацией системьі на отсутствие конфликтов ресурсов. При отсутствии конфликтов активируются все требуемые для загрузки устройства.

- Проверка параметров CMOS BIOS. В процессе инициализации BIOS проверяет конфигурационные параметри системи, которьіе хранятся в знергозависимой па­мяти CMOS BIOS. В системах с подцержкой механизма РnР зти параметри устанавливаются в процессе автоматического определения устройств и их параметров механизмом РnР. Но во время процесса загрузки системи BIOS пользователю предоставляется возможность ручной настройки параметров CMOS BIOS. Для етого на раннем етапе загрузки выводится сообщение нажать определенную клавишу (обьічно <Del> или <F2>, но в нових системах могут использоваться клавиши <F6> или <F8>), чтобы открыть утилиту настройки CMOS BIOS. Сообщение выводится только на короткое время, в течение которого можно нажать указанную клавишу для открытия утилиты настройки CMOS BIOS.

- Доиолнительиые тестирования POST. После выполнения последних проверок памяти и базовой конфигурации системи проверяются остальные устройства вво- да/вывода и адаптери.

Расширения BIOS. После завершення тестирований POST и инициализации оборудования BIOS проверяет диапазон памяти между адресами С0000 и DFFFF на наличие расширений BIOS. Разработчики ПК зарезервировали зтот диапазон адресов, чтобы к основной BIOS можно было добавить новые или нестандартные про­цедури BIOS. По сути, расширения BIOS — ето BIOS адаптеров, которые служат в качестве посредника между системой и поддерживаемыми ими устройствами. Та­ким образом, прикладному обеспечению нет надобности быть непосредственно совместимым с аппаратным обеспечением адаптеров. Как частньїй случай, BIOS сетевой платы может содержать процедуру начального загрузчика, для загрузки на локальний компьютер операционной системы с удаленного компьютера, а не с ло­кального диска, как обычно. На зтом принципе основаны бесприводньїе рабочие станции, которые не имеют локальних приводов дисков и загружают операционные системи с удаленного компьютера.

Большинство систем указывает на успешное завершение етих проверок, выдавая один короткий звуковой сигнал через системний динамик. Етот сигнал служит указанием завершення зтапа запуска аппаратной части компьютерной системи и началом етапа загрузки операционной системи.

Процесе загрузки операционных систем Windows 2000 и Windows ХР

Все NT-версии (New Technology) операционной системи Windows, которыми являются Windows 2000 и все версии Windows ХР, могут работать с двумя совершенно разными дисковими файловими структурами. Одной из етих структур является система управ­лення файлами на основе таблиць FAT, которая использовалась в старих операцион­ных системах корпорации Microsoft, ориентированных на потребителя. Ето такие операционные системи, как MS-DOS, Windows 3.х/9х/МЕ. А другая файловая структура — NTFS — была разработана специально для NT-семейства операционных систем с целью предоставления лучшей защищенности данных и более еффективной работы с жесткими дисками большого обьема.

При загрузке компьютера под управлением Windows выполняется процедура POST, осуществляется инициализация интеллектуальных устройств, а потом начинается собственно процесе загрузки операционной системи. Для зтого BIOS передает управление коду в начале записи MBR (Master Boot Record, главная загрузочная запись) на жестком диске, который затем выполняет поиск активного раздела в таблице разделов дис­ка, находящейся в етой же записи MBR. После определения активного раздела управ­ление передается коду первичного загрузчика в первом секторе активного раздела, который называется загрузочньш сектором раздела. Первичный загрузчик загружает из корневого каталога загрузочного диска ядро операционной системи, которое вы­полняет остальную загрузку.

В загрузочном разделе NTFS загрузчиком операционной системи является файл NTLDR. Етот файл отвечает за загрузку в оперативную память всей операционной сис­теми. Потом NTLDR передает управление компьютерной системой загруженному ядру операционной системи и вспомогательньїм файлам, которые составляют операционную систему Windows.

При загрузке NTLDR выполняет следующие шаги:

1. Проверяет оперативную память, очищает зкран и вьіводит сообщение загрузчика: OS Loader V5.0.

2. Переключает процессор в 32-разрядньій одноуровневый, или несегментированный (flat-memory mode), режим адресации памяти.

3. Организует доступ к текущей файловой системе (FAT или NTFS), запуская специальную программу, которая позволяет работать как с файловой системой FAT, так и с файловой системой NTFS. Теперь загрузчик может найти и прочитать специальный скрытый файл меню загрузки операционных систем, называющийся Boot.ini. В компьютерных системах с выбором загрузки нескольких операционных систем файл Boot.ini используется загрузчиком NTLDR для создания меню выбора загрузки операционной системы, которое выводится на зкран. Если пользователь не выберет требуемую операционную систему, то загружается операционная система по умолчанию.

4. Читает файл Boot.ini и выводит меню для выбора операционной системи для за­грузки.

Если загружается не-NT-система, то загрузчик NTLDR загружает файл Bootsect.dos и передает управление ему. Теперь ответственной за загрузку требуемой операци­онной системи является программа BOOTSECT.

5. Если загружаемая операционная система является Windows 2000 или Windows ХР, загрузчик NTLDR исполняет программу Ntdetect.com, которая собирает информацию о составе оборудования, установленного в системе, и передает зту информацию загрузчику. Зта информация используется в дальнейшем для обновлення файлов реестра Windows, в которых хранятся данные о пользователях, аппаратньїх устройствах и конфигурационных параметрах системи.

6. Загружает файли NToskrnl.exe и Hal.dll и передает последнему информацию об аппаратном обеспечении системи.

7. Загружает системную часть реестра и устанавливает профиль оборудования — кон- фигурации и набор управлення.

8. Загружаются драйвери устройств. В зтом месте Windows 2000 выводит на зкран индикатор выполнения и сообщение "Запуск Windows 2000". Windows ХР такое со­общение не выводит. До зтого момента пользователь может открыть меню дополнительных вариантов загрузки Windows (Advanced Options), нажав клавишу <F8>. Обьічно зто необходимо, чтобы загрузиться в диагностическом режиме работы в случае каких-либо проблем с запуском системи. На рис. 13.1 показано типичное меню дополнительных вариантов загрузки Windows 2000.

9. Загрузчик NTLDR передает управление ядру операционной системи NTOSKRNL. NTOSKRNL инициализирует файл уровня абстрагирования от аппаратных средств Hal.ddl и файл Bootvid.dll и переключает видеовывод в графический режим. Потом NTOSKRNL инициализирует подготовленные загрузчиком NTLDR драйвери и по предоставленной NTDETECT информации создает в памяти временный улей реестра для аппаратного обеспечения.

Рис. 13.1. Меню дополнительньїх вариантов загрузки Windows 2000

 

10. Далее NTOSKRNL создает ключ реестра для аппаратного обеспечения на основе информации, собранной ранее программой NTDETECT, и инициализирует дополнительные драйверы устройств.

11. Наконец, NTOSKRNL запускает файл сеансов SMSS.exe для выполнения задач предстартовой подготовки, таких как исполнение загрузочной версии утилиты CHKDSK, вызов утилиты AUTOCHK, а также других утилит для проверки готов­носте системы. Также устанавливаются параметри файла подкачки, используемого в качестве виртуальной памяти.

12. Подраздел Win32 исполняет программы WINLOGON.EXE и LSASS.EXE и на зкран выводится окно для входа в систему.

13. Запускается программа управления службами SCREG.EXE и загружает все оставшиеся службы, указанные в реестре, включая оболочку Windows 2000/ХР и рабочий стол.

Совет для жзамена