Этот рассказ - частный случай того, через какие дебри знаний приходится пробираться при желании свободно работать с несколькими ОС на одном диске. Факты показывают, что порядка в этой дисциплине нет, и новые комплектующие привносят, вероятно свои новые проблемы в порядок установки операционных систем. Возможно, это даст энтузиастам, не имевшим такого опыта, общий взгляд на то, что установка ОС не всегда окажется простой и однозначной. Впрочем, драматизма в этом деле меньше, чем в случаях с телекомами, ОпСОСами, ПР и Сбербанком. Всё так или иначе, но решается.
Здесь нет набора инструкций, как сделать установку - все они есть, уже написанные и разбросанные по форумам и блогам. По ключевым словам и ссылкам можно будет найти всё необходимое. Суть в том, что чётких инструкций нет. Есть основополагающие правила строения разделов на дисках компьютера, стандартизированные ещё в 90-х. В зависимости от новизны биоса и системы в известный порядок всегда внесутся свои проблемы, и важно уметь искать решения, примерно зная общее положение дел. С таким подходом и были даны ссылки, а главное - как же нечётко это всё настраивается!
Случилось так, что на субноутбук Acer Aspire One 756
(Sandy Bridge Celeron 887), приобретённый изначально почти без ОС (установлена Linpus без иксов), были установлены операционные системы (в порядке установки):
1) WinXP 32 bit - из сборки размером примерно 720 MБ;
2) Win7 64 bit - из некоторой сборки размером около 2 ГБ;
3) Xubuntu 13.04 64 bit - из свежего дистрибутива на 800 МБ;
Работают не все загрузочные флешки
Ноутбук - достаточно свежий по времени выхода на рынок (примерно апрель 2012), а сейчас (в 2013) появились в продаже и его более новые модификации на процессоре Ivy Bridge. Новизна решений и биоса, поддержка только новых ОС, скорее всего привели к сумме проблем, которых практически не наблюдается при работе с другими компьютерами и ноутбуками. Трудности установки систем через загрузочные флешки отмечается многими, у кого система не установилась сразу и пришлось искать варианты. Пример данного ноутбука - яркий случай подобных проблем, скорее всего, связанных с особенностями биосов некоторых моделей.Все системы загружались из загрузочных флешек, и в этом была некоторая проблема, потому что не все из них могли установиться. Сначала много флешек при установке вызывали зависание ноутбука, как только нажималась какая-либо клавиша клавиатуры. Поэтому первой системой установилась та (Win XP), которая почему-то смогла загрузиться с флешки (видимой как USB-CDROM в отличие от USB-FDD и USB-HDD на других флешах). Наверное, всё бы работало с настоящего USB-CDROM, но покупать его ради установки системы - как-то нелогично, если для этого есть флешки.
У ноутбука, как у каждого устройства, есть свои особенности. Например, видимая в WinXP память была всего 2.6 ГБ, а не 3.25 (видеопамять занимает только 128 ГБ ОЗУ, поэтому почему система не видит 3.1 ГБ - загадка). Вообще, для этой модели ноутбука Acer не выпустила драйверов для Win XP и для Linux - только Win7 и Win8. Драйверы собирались по частям по мере обновлений для устройств, входящих в компьютер. Подбор драйверов занял не менее 3 дней. В результате, в WinXP драйверы кое-что не умели:
1) не чувствовали разрада батареи - никогда. Поэтому компьютер был слеп к разраяду.
2) пропадал звук при выходе из гибернации. Поэтому приходилось перезагружать для появления звука (возможно, подбор и обновление драйверов системы и звука исправил бы ситуацию).
3) упомянутая видимая память 2.6 ГБ.
Остальное работало: Bluetooth, хорошо работающий тачпад с массой настроек и без сбоев, WiFi, вебкамера и микрофон, звук, SD-ридер.
Изначально на ноутбуке была система Linpus без графической оболочки. Диск был разделён надвое и в старшую часть установлена WinXP. Установлена система временно, потому что объём доступной памяти для 32-разрядной ОС изначально был недостаточен для всех целей применения.
Устанавливаются не все сборки Win7/Win8
С этим букетом долго протянуть было нельзя, поэтому при первой возможности на вторую половину диска поставлена Win7 как система, поддержанная производителем. Попыток установки было несколько - Сначала Win8 - под конец установки бодрое сообщение, что система не может быть установлена и следует переустановить. И так - раза 4 подряд. C другой сборкой другого автора - тоже (сборка - тоже урезанная, 1.9 GB). Но уже хорошо то, что найдена флеш и способ формирования загрузочной записи (через Ultra-ISO), который не вешает компьютер в самом начале. Правда, и те, которые вешали, тоже формировались через Ultra-ISO. Разница была в носителях и их чипсетах и, возможно, в выборе типа копирования (USB-HDD с плюсом или без).Ладно, с имеющейся сборкой Win8 (Optim, 1.7 ГБ) не получилось. Пробуем Win 7 x86 Optim того же автора-сборщика. Интересно, что симптомы те же - отбой в конце загрузки и просьба переустановить. Ладно, для данного «железа» не сохранилось в дистрибутиве что-то важное. Берём другую сборку - тот же Optim, но x86+x64 (а надо было установить в конце концов x64) - 1.9 Гб. На этот раз почему-то удалось установить. Итого, из нескольких компактных сборок сработала одна, но зато не надо было искать и освобождать большую флеш для установки. Для флеша будет важно, что в сборке имеется режим восстановления системы - поможет для восстановления MBR.
После установки 80% драйверов работали, но хорошо работали меньше половины - видео распозналось как стандартный монитор, хотя могло работать с номинальным разрешением и небольшой скоростью. Наибольшие проблемы вызвал WiFi Atheros - подошёл только самый новый драйвер версии 10 для Win7 x64. Практически все драйверы пришлось загрузить из сети и установить, пользуясь как сайтом официальной поддержки, так и некоторыми другими. В списке драйверов приходилось вычитывать, какие из них работают под Win7x64. Иногда информация была ошибочной, и поиски драйвера продолжались. Так, часов за 7 удалось собрать и установить все драйверы для этой ОС. Тачпад продолжал и в этой системе работать очень хорошо, что, как известно для тачпадов - редкость (из-за драйверов и их поддержки). Всё в системе стало работать абсолютно корректно. Нормально читается память размером 6 ГБ (планки 2+4, апгрейжена одна планка). Хотя тоже как-то странно много её забирается системой - порядка 1 ГБ, не считая программ, видимых в диспетчере задач. Возможно, так и надо, а возможно, есть скрытые траты сверх видеопамяти, как это наблюдалось в WinXP. Но там это было сильно критично, а в x64 - не очень. Память можно расширить и до 8, и до 12 ГБ, и до 16.
Но теперь, кроме Win7, которая стала видеть оба раздела диска, нужно установить на оставшиеся свободные 26 ГБ Линукс (Ubuntu). Необходимо для специфических задач разработки, несмотря на то, что, скорее всего, будут некоторые проблемы с драйверами после идеальной работы Win7.
Аппаратная мощность этого компьютера невелика - стоит 2-ядерный Celeron, показывающий в тестах производительность примерно в 60% от мощности средних нормальных ноутбуков. Он - субноутбук, поэтому за компактность и вес приходится платить. Догнать производительность можно будет за счёт SSD, который для этого субноубука требуется низкий - 7 мм. Поэтому установки систем носят предварительный характер, и их, возможно, придётся повторить на SSD.
Xubuntu 12 с флеш не ставилась, но Xubuntu.13 - без проблем
Как раз в день установки линукса вышла Ubuntu 13.04 , которая была выбрана в поставке Xubuntu (800МБ). В отличие от прежней попытки создания загрузочной флешки на предыдущей Xubunu 12, она запускалась и устанавливалась на ноутбуке, а прежняя - запускалась на стационарном компьютере без проблем, но висла при первом же нажатии на клавиатуру в этом ноутбуке. Вероятно - это проблемы поддержки нового «железа». В новой версии появвился формат EFI в дистрибутиве, и именно он смог работать на ноутбуке, а видимый в том же меню загрузки USB-HDD, как обычно, не смог (да, одна флеш в меню выбора устройства загрузки виделась в 2 вариантах, в 2 строчках, и это наблюдалось в 13-й Xubuntu и не наблюдалось в 12-й).Что имеем с Xubuntu:
1) регулятор яркости экрана - отображается, но яркость не регулируется.
2) с подхватом WiFi, питания, звука и BlueTooth - порядок. SD-ридер - тоже автоматически монтируется.
3) управление настройками системы Xfce намного беднее, чем в Гноме 3 в стандартной поставке. Придётся что-то доустанавливать для удобств, но это уже детали системы.
Доступ к 3 системам ОС
Зато появился вопрос, как теперь сделать доступными все 3 сисемы из меню загрузки. 2 системы научились грузиться с помощью программы-загрузчика ЕasyBCD довольно легко. После установки Win 7 она одна появлялась поначалу при загрузке системы, без альтернатив. Её загрузчик просто затёр MBR (Master Boot Record) WindowsXP. В ЕasyBCD есть механизмы восстановления MBR для ряда популярных систем. Несколько кликов мышью и несколько пробных перезагрузок - и принцип формирования меню в этой программе понятен, хотя нельзя сказать, что интерфейс прост. Он несколько запутан тем, что программа умеет много, и эти продвинутые возможности (написать собственный загрузчик на базе Grub4dos) надо отразить.Но после доустановки на 2-й раздел новой системы Linux этот загрузчик не смог так же подхватитьпросто свежесозданную систему. Вероятно, дело было в том, что процесс установки предполагал создание MBR для линукса с дальнейшей доустановкой после перезагрузки, а в условиях 3 разделов и 3 систем получилось, что я потребовал наличие загрузчика сразу, да ещё встроенного в ЕasyBCD. Прямой переход на Линукс-раздел показывал, что там загрузчика нет. Решение нашлось с другой, неожиданной строны. Я просто стал искать способы восстановления Ubuntu. Попалась программа Boot-Repair для восстановления загрузки Ubuntu из Ubuntu Live CD - она и пригодилась, чтобы стереть неработающий (почему-то) Grub2 установленного Линукса и поставить сверху всех загрузчиков новый Grub.
Теперь стало 2 загрузчика на диске, что, конечно, излишне. Но уже хорошо, что все 3 системы работают. Теперь, повторив попытку установки Линукса в загрузчик ЕasyBCD через Grub2, получаем успешную загрузку этого загрузчика. Сохранив ЕasyBCD в MBR, получаем искомое меню из 3 систем. С 3 системами уже можно независимо работать, видеть все их файлы и развивать, устанавливая программы.
Итоги
В отличие от беспроблемных случаев десктопов, которые и с компакт-дисков устанавливают системы, и с флешек, и часто их аппаратура поддержана более полно на уровне драйверов, на бюджетных ноутбуках можно столкнуться с проблемами, отсутствующими у других компьютеров. Это надо иметь в виду при работе с настройкой таких ноутбуков.Почему нет желания разобраться и сделать полные инструкции, полноценные загрузчики? Есть подозрение, что бороться приходится с отдельными проявлениями сырости биосов, которые встречаются тем чаще, чем дешевле модели ноутбуков. Для хорошей установки надо построить свой загрузчик на базе Grub4dos (а это - десятки команд) и заодно разобраться, как построить конфигурацию Grub2 для линукса - т.е. стать специалистом по загрузчикам, изучить 1-2 маленьких специализированных языка. Несомненно, для этого дела есть энтузиасты, которые прошли и скажут, что это просто и интересно. Но, к сожалению, отнимает много времени, когда задачи использования систем ставят свои, совершенно другие задачи, а ресурс времени и энтузиазма ограничен. Проще взять и попробовать несколько известных вариантов установок и остановиться на работающем.
Это - совершенно обычные будни пользователя, который решил работать с несколькими системами сразу. На специализированных форумах по системам (OsZone, Ru-Board, ...) проблемам и решениям в установке систем уделены десятки страниц. Новое «железо», к сожалению, тоже привносит сложности в этот процесс. То, что вчера работало на десктопах, почему-то перестаёт работать (биос, новые решения, новые ОС) на некоторых ноутбуках. Некоторые старые разработки (
Давным-давно, когда я был маленьким работал в институтской лаборатории на большом компьютере СМ-3 (что-то вроде знаменитой PDP-11), bootstrapping (загрузка) ЭВМ выглядела так. В фотосчитыватель заправлялась коротенькая бумажная перфолента с пробитой на ней программой начальной загрузки, запускался процесс считывания, а дальше … как повезет.
Дело в том, что бумажная ленточка постепенно изнашивалась, начинала плохо читаться, и ЭВМ могла с первого раза «не завестись». В этом случае процесс нужно было повторять, порой несколько раз, до победного конца. Когда ленточка окончательно выходила из строя и машина никак не хотела «оживать», приходилось временно вводить программу начальной загрузки вручную при помощи расположенных на передней панели переключателей. Тут, главное, было не торопиться и не делать ошибок.
В современных компьютерах процесс загрузки большей частью автоматизирован, однако это не означает, что он не заслуживает того, чтобы с ним познакомиться.
Основные определения и этапы загрузки операционной системы
Включение компьютера, POST, BootMonitor
Начальный этап загрузки операционной системы после включения компьютера начинается в BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода). В настройках BIOS мы указываем загрузочное устройство, или ряд загрузочных устройств в порядке их приоритета. Возможны различные варианты загрузки и их комбинации: с жесткого диска, CD/DVD – диска, USB-flash и другие.
Сразу после прохождения POST (Power-On Self-Test — самотестирование после включения) BIOS компьютера начнет поочередно перебирать указанные загрузочные устройства до тех пор, пока на одном из них не найдет подходящую специальную запись, в которой содержится информация о дальнейших действиях.
Загрузчик 1-го уровня. Master Boot Record
Master Boot Record — главная загрузочная запись, расположена в первых физических секторах загрузочных устройств хранения. Она содержит таблицу разделов (Partition Table) и исполняемый код.
Главной задачей программы, записанной в MBR, является поиск активного системного раздела диска и передача управления его загрузочному сектору. Таким образом, эту стадию можно назвать подготовительной, в силу того, что непосредственно загрузки самой ОС еще не происходит.
Системным принято называть раздел диска (устройства хранения) на котором расположены файлы операционной системы, отвечающие за процесс загрузки ОС (сама операционная система может размещаться в другом разделе). В принципе, системных разделов может быть несколько, поэтому один из них отмечается как активный. Именно его ищет программа, загруженная с MBR.
Загрузчик 2-го уровня. Partition Boot Sector
Следующим этапом загрузки компьютера является передача управления исполняемому коду, записанному в PBS (Partition Boot Sector — загрузочный сектор активного раздела). PBS расположен в первом секторе (секторах) соответствующего раздела диска. В коде PBS прописано имя файла загрузчика операционной системы, которому и передается управление на этом этапе.
Начальный этап загрузки операционной системы. Менеджер загрузки ОС
Первоначально в Linux загрузчиком являлся LILO (Linux Loader). В силу имевшихся в нем недостатков, главным из которых была неспособность понимать используемые в Linux файловые системы, позднее начал использоваться загрузчик GRUB (GRand Unified Bootloader) в котором недостатки LILO были исправлены.
Если речь идет о версиях Windows до Vista, например, Windows XP, то будет загружен Ntldr. Он, в свою очередь, считывает информацию из текстового файла Boot.ini, в котором записана информация об установленных операционных системах.
Загрузка ядра операционной системы
Завершающим этапом загрузки операционной системы является загрузка ядра ОС и передача ему управления.
Несколько лет назад в моей практике был такой забавный случай.
Меня попросили помочь одному человеку купить и привести в порядок компьютер для дома. Товарищ этот на тот момент времени только-только вышел на пенсию, а до этого работал в должности начальника и компьютер видел, по большей части, издалека, на столе у своей секретарши. После выхода на пенсию у него появилось время и желание компьютер освоить. Ну что, по-моему, замечательно. Компьютер мы ему подобрали недорогой, но добротный и с хорошим, по тем временам, монитором. Я поставил и настроил кое-какие программы, показал как ими пользоваться. Господин обзавелся книжкой из серии «Что-то там для чайников » и мы расстались абсолютно довольные друг другом.
Примерно через неделю мой подопечный позвонил мне по телефону и чуть не плача сообщил, что все пропало и компьютер больше не работает. Благо, запираться он не стал и честно рассказал, как было дело. А дело было так. Товарищ полез исследовать содержимое своего компьютера и нашел в корне диска С:\ несколько подозрительных и «ненужных», на его взгляд, файлов. Он решил освободить место и файлики эти попросту удалил. Думаю, что все уже догадались, что это были boot.ini, ntldr, ntdetect и др. Поправить ситуацию сложности не представляло, разве что пришлось ехать к нему еще раз.
К слову сказать, для того, чтобы получить проблемы с загрузкой Windows XP, можно было и ничего не стирать, а слегка «подправить», например, boot.ini.
Видимо Microsoft как то узнала об этом случае и в следующей версии своей ОС решила припрятать файлы загрузчика получше.
Особенности загрузки операционных систем Windows Vista / 7 / 8
В Windows Vista или Windows 7 / 8 диспетчер загрузки называется Bootmgr. Он читает список установленных операционных систем не из простого текстового файла, коим является boot.ini, а из системного хранилища BCD (Boot Configuration Data), доступ к которому осуществляется посредством специальной утилиты bcdedit.exe .
Но это еще не все. Откроем “Управление компьютером” –> “Управление дисками” >
Процесс стандартной инсталляции операционной системы Windows Vista / 7 / 8 создает в начале диска дополнительный раздел «Зарезервировано системой». Ему не присваивается буква диска, благодаря чему, если не сделать дополнительных шагов, и сам раздел и его содержимое будут скрыты от пользователя. Этот основной раздел имеет статус «Системный» и «Активный» и, следовательно, удалить его тоже нельзя.
В Windows 7 размер такого раздела составляет 100 МБ, из которых занято около 30 МБ, в Windows 8 – уже 350 МБ, причем занято из них 105 МБ. Такая разница объясняется тем, что в Windows 8 на этот раздел перенесена папка “Recovery”.
Посмотрим содержимое раздела «Зарезервировано системой». Для этого назначим ему букву диска, например, «W» в “Управление дисками”. Дополнительно откроем «Панель управления» –> «Параметры папок» и на вкладке «Вид» снимем галку с «Скрывать защищенные системные файлы» и поставим отметку на «Показывать скрытые файлы, папки и диски».
Если в системе установлен файловый менеджер FAR Manager, то для просмотра можно воспользоваться им и не заниматься настройкой видимости скрытых файлов.
Так выглядит содержимое раздела «Зарезервировано системой» в Windows 8 >
Как и ожидалось, в корне раздела мы видим загрузчик Bootmgr.
А так выглядит часть содержимого папки «Boot» >
В папке мы находим базу хранилища данных конфигурации загрузки BCD и сопутствующие ей папки с языковыми файлами и файлами шрифтов.
Для полноты картины осталось сказать о том, какой раздел называется загрузочным. Ответ уже показан на картинке с томами Windows 7. Очевидно, что это раздел, на котором находятся все основные файлы операционной системы.
Ну что же, запомнить названия разделов диска очень легко по принципу «всё наоборот» — на системном нет системы (операционной), но расположен загрузчик третьего уровня, на загрузочном как раз отсутствует загрузчик, но находится сама система. Естественно, эта «запоминалка» работает только тогда, когда есть несколько разделов. Если раздел один, то он может быть сразу системным, активным и загрузочным.
Главной задачей загрузчика 3-го уровня, в роли которого выступает, в зависимости от типа ОС, Bootmgr, Ntldr или GRUB, является чтение с загрузочного диска и загрузка ядра операционной системы. Кроме того, в случае множественной загрузки, когда на компьютере установлено несколько операционных систем, загрузчик 3-го уровня позволяет выбирать нужную при каждом запуске компьютера.
Классической ошибкой, которой Microsoft посвятила , является установка Windows XP после Windows Vista / 7 /8. Установщик Windows XP помечает свой раздел как активный, после чего, во время загрузки, MBR передает управление PBS этого раздела а он, в свою очередь, — Ntldr. Загрузчик Windows XP ничего не знает о более поздних версиях операционных систем Windows и их загрузка становится невозможной. Лечится достаточно легко, но неискушенного пользователя такая ситуация может поставить в тупик.
Добавить к этому практически нечего и можно переходить непосредственно к редактированию загрузочного меню. Начнем с .
9 комментариев
Спасибо за отзыв. В ближайшее время я планирую продолжить описание методов исправления ошибок загрузки на конкретных примерах. По опыту знаю, что пока читаешь все вроде как и понятно, а когда доходит до дела на практике начинаются сложности.
По поводу влияния адаптера питания на загрузку ХР ничего не скажу — конкретных идей нет. По поводу восстановления загрузки Vista, если это актуально, то в конце поста есть ссылка на статью суппорта Microsoft (919529), посвященную непосредственно этой теме. Для восстановления потребуется установочный диск Vista. В командной строке с правами администратора нужно выполнить:
Х:\boot\bootsect.exe /nt60 all
где X: — буква оптического привода.
А вот загрузку XP нужно будет добавлять вручную с помощью редактора . Набор команд будет таким:
Bcdedit /create {ntldr} /d "Microsoft Windows XP"
если данная команда завершиться неудачей, то:
Bcdedit /set {ntldr} description "Microsoft Windows XP"
далее:
bcdedit /set {ntldr} device partition=X:
Х: - буква диска раздела, на котором находятся файлы загрузчика XP, и путь к нему:
bcdedit /set {ntldr} path \ntldr
bcdedit /displayorder {ntldr} /addlastЮрий! Боюсь, что тех сведений, которые Вы сообщили, явно недостаточно для каких-либо рекомендация. Какая Windows и о каких этапах идет речь? Уточните.
Владимир, здравствуйте. С наступающими праздниками и всех благ.
В данной ситуации Вы сделали все правильно — сбросили «залипший» глюк.
Как поется в песенке: «Одна дождинка — еще не дождь. Одна снежинка — еще не снег». Возможно, что ничего подобного больше и не произойдет. Вот если с запуском начнутся регулярные проблемы, тогда надо будет разбираться. А вообще, Windows 7 и выше достаточно устойчивы к нештатным выключениям.
Что делать? Вы сами ответили на свой вопрос — стараться штатно отключать устройства. И если есть возможность подключить по USB внешний диск, то я обязательно сделал бы (на самом деле делаю достаточно регулярно) бекап системы, например с помощью .
Подскажите пожалуйста как именно лечить?:
«Загрузчик Windows XP ничего не знает о более поздних версиях операционных систем Windows и их загрузка становится невозможной. Лечится достаточно легко, но неискушенного пользователя такая ситуация может поставить в тупик.»
Поставил ХР после Vista на ноутбук — в итоге запуск системи доходит до начала загрузки ХР и все по новой перезагружаєтса, а если отключить (на время загрузки ОС) адаптер питания то все загружается нормально. Если загружать в безопасном режиме, то адаптер отключать не надо. Что ето может бить и как с етим бороться?
ПОЖАЛУЙСТА ОТПИШИТЕ. ЗАРАНИЕ СПАСИБО. ИЗВИНИТЕ ЗА «ЛОМАННИЙ» РУССКИЙ.
У меня был ноутбук, при загрузке и перезагрузке сразу включался виндовс,а сейчас я приобрел стационарный компьютер и загрузка идет в три этапа. Как сделать так,чтобы избавиться от этих этапов. Извините за безграмотное обозначение технических терминов.
Доброго здоровья, Александр.
Как понять, предотвратить, а если повторится — правильно выйти из вот такой ситуации.
Ноутбук. Установлена Windows-7. После включения и ввода пароля выдал «missing operating system» — то бишь «отсутствует операционная система». Выключения с повторным включением дали тот же результат. Запуститься удалось только вынув и спустя некоторое время вставив аккумулятор.
Накануне, правда, имело место быть некорректное выключение: предварительно не были отключены флешка и модем. Раньше такая забывчивость тоже случалась, но подобного эффекта не было.
Буду признателен за доступный старому «чайнику» ответ (мне лет на десять больше, чем господину в забавном случае, но познакомился с КОМПом примерно в том же возрасте).
Для нормальной работы компьютера необходимо, чтобы основные модули операционной системы находились в оперативной памяти. Поэтому после включения компьютера организована автоматическая перезапись (загрузка) операционной системы с диска в оперативную память.
Программное обеспечение лучше всего работает, когда оно разделено на уровни, причем каждый уровень выполняет какую-то свою функцию и освобождает другие, более высокие, уровни от заботы о деталях в рамках своего уровня. Исходя из этой философии, операционная система MS-DOS построена по модульному принципу и состоит из следующих составных частей:
Загрузчик операционной системы;
Системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS ;
Драйверы устройств.
Командный процессор MS DOS (файл COMMAND.COM);
Внешние команды MS DOS .
Кроме того, MS-DOS, как и все другие операционные системы для IBM PC , использует встроенное программное обеспечение компьютера, именуемое Базовой Системой Ввода-Вывода (BIOS).
Рассмотрим указанные программные модули в том порядке, в каком они загружаются в оперативную память после включения ПК.
Базовая система ввода-вывода - это самый низкий уровень управления, своего рода интерфейс между аппаратными средствами компьютера и программами. BIOS управляет непосредственно аппаратурой компьютера и избавляет другие программы от знания деталей того, как это делается. Программы BIOS записываются в ПЗУ компьютера фирмой-производителем и осуществляют:
самотестирование компьютера при его включении (программа POST);
инициализацию, т.е. настойку компьютерного оборудования (определяется конфигурация компьютера, устанавливаются необходимые значения некоторых регистров);
выполнение обслуживающих функций и обработку аппаратных прерываний;
загрузку операционной системы, записанной на магнитном диске (программа BOOT).
Сразу после включения компьютера начинает работать программа POST, проверяя работоспособность оперативной памяти и других компонентов компьютера. Затем BIOS производит инициализацию и пытается считать с диска в дисководе А: программу-загрузчик операционной системы, чтобы передать ей управление и продолжить процесс загрузки DOS. При отсутствии необходимых файлов или самого гибкого диска поиск продолжается на жестких дисках С:, D:, Е: и т.д. Если загрузочный (или, иными словами, системный) диск не найден, сообщение об этом выдается на монитор.
Отметим, что после окончания загрузки служебные функции BIOS (например, вывод отдельных байтов на диск или экран дисплея, чтение символа с клавиатуры, чтение показаний часов реального времени и т.п.) вызываются с помощью прерываний. Прерывание - это аппаратный механизм, который заставляет процессор прервать выполнение текущей задачи и заняться обработкой внешнего события. Таким событием может быть сигнал от внешних устройств ввода-вывода, запрос какой-либо программы или случай ошибки (деление на ноль, слишком большое целое число и т.д.).
Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты и жесткого диска (винчестера) с операционной системой MS DOS. Функция этой программы заключается в считывании с загрузочного диска в оперативную память системных файлов DOS.
Системный файл IO.SYS - это расширение BIOS. Этот модуль настраивает операционную систему на конкретную конфигурацию вычислительного комплекса и позволяет подключать новые драйверы к нестандартным устройствам ввода-вывода,
Системный файл MSDOS.SYS - модуль обработки прерываний. В основном он обслуживает файловую систему и распоряжается распределением оперативной памяти.
После считывания загрузчиком системные файлы постоянно находятся в оперативной памяти компьютера, т.е являются резидентными программами.
При успешной загрузке системных файлов программный модуль IO.SYS устанавливает требуемую конфигурацию вычислительной системы. С этой целью он помещает в оперативную память компьютера драйверы внешних устройств.
Драйверы внешних устройств представляют собой отдельные программные файлы, обеспечивающие операции взаимодействия с внешними устройствами. Перечень подключаемых драйверов содержится в файле конфигурации CONFIG.SYS. .
Командный процессор завершает процесс загрузки операционной системы. После того, как управление компьютером передано командному процессору, последний автоматически начинает выполнение специального командного файла - AUTOEXEC.BAT (если такой файл присутствует в корневом каталоге загрузочного диска). В файле AUTOEXEC.BAT указывают команды и программы, выполняемые при каждом запуске компьютера. С помощью этого файла можно произвести настройку параметров операционной среды. Например, создать виртуальный диск, обеспечить смену режимов печати, загрузить вспомогательные программы и т.д.
Файлы с расширением.ВАТ играют при работе в системной среде особую роль. Они содержат совокупность команд операционной системы или имен исполняемых файлов. После запуска файла с расширением.ВАТ все записанные в нем команды выполняются автоматически одна за другой.
Если файл AUTOEXEC.BAT не найден в корневом каталоге диска, с которого загружается операционная система, то MS DOS запрашивает у пользователя текущую дату и время.
После выполнения файла AUTOEXEC.BAT процесс загрузки операционной системы заканчивается. Командный процессор выдает приглашение, показывающее, что MS-DOS готова к приему команд. Приглашение обычно имеет вид А:\> или, например,С:\>, если загрузка производилась с жесткого диска.
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативной памяти. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Диск, на котором находятся файлы ОС и с которого производится ее загрузка, называется системным
.
Программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.
После включения компьютера производится загрузка ОС с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки – загрузчика ОС.
Поэтапно загрузку ОС можно представить следующим образом:
В компьютере находится ПЗУ, содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки ОС, которые называются BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода). После включения компьютера эти программы начинают выполняться. Причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея. Сначала производится тестирование и настройка аппаратных средств, затем начинается загрузка ОС. На этом этапе процессор обращается к диску и ищет в 1 секторе диска наличие небольшой программы-загрузчика Master
Boot
.
Master Boot ищет на диске основной загрузчик Boot
Sector
, загружает его в память и передает ему управление. Boot
sector
(сектор начальной загрузки) – часть диска, зарезервированная для программы самозагрузки ОС. В этом секторе обычно содержится короткая программа на машинном языке, которая загружает ОС.
Далее основной загрузчик ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.
После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы, в противном случае загружается графический интерфейс.
В зависимости от вида ОС, процесс ее загрузки будет отличаться. В состав ОС обязательно входят файлы, отвечающие за процесс загрузки. Рассмотрим «работу» файлов в процессе загрузки Windows XP
.
- Начальная фаза загрузки.
- Выбор системы.
- Определение «железа».
- Выбор конфигурации.
В начальной фазе NTLDR переключает процессор в защищенный режим. Затем загружает соответствующий драйвер файловой системы для работы с файлами любой файловой системы, поддерживаемой XP (FAT-16, FAT-32 и NTFS).
Если в корневой директории есть BOOT.INI, то его содержание загружается в память. Если в нем есть записи более чем об одной операционной системе, NTLDR останавливает работу — показывает меню с выбором и ожидает ввода от пользователя определенный период времени.
Если такого файла нет, то NTLDR продолжает загрузку с первого раздела, первого диска, обычно это C:\.
Если в процессе выбора пользователь выбрал Windows NT, 2000 или XP
, то проверяется нажатие F8 и показ соответствующего меню с опциями загрузки.
После каждой удачной загрузки XP создает копию текущей комбинации драйверов и системных настроек известную как Last Known Good Configuration. Этот коллекцию можно использовать для загрузки в случае если некое новое устройство внесло разлад в работу операционной системы.
Если выбранная операционная система XP, то NTLDR находит и загружает DOS программу NTDETECT.COM для определения «железа», установленного в компьютере. NTDETECT.COM строит список компонентов, который потом используется в ключе HARDWARE ветки HKEY_LOCAL_MACHINE реестра.
Если компьютер имеет более одного профиля оборудования программа останавливается с меню выбора конфигурации. После выбора конфигурации NTLDR начинает загрузку ядра XP (NTOSKRNL.EXE). В процессе загрузки ядра (но перед инициализацией) NTLDR остается главным в управлении компьютером. Экран очищается и внизу показывается анимация из белых прямоугольников. Кроме ядра загружается и слой Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), для того чтобы ядро могло абстрагироваться от «железа». Оба файла находятся в директории System32.
NTLDR загружает драйвера устройств, помеченные как загрузочные. Загрузив их, NTLDR передает управление компьютером дальше. Каждый драйвер имеет ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Если значение Start равно SERVICE_BOOT_START, то устройство считается загрузочным. Для каждого такого устройства на экране печатается точка.
NTOSKRNL в процессе загрузки проходит через две фазы — так называемую фазу 0 и фазу 1. Первая фаза инициализирует лишь ту часть микроядра и исполнительные подсистемы, которая требуется для работы основных служб и продолжения загрузки. Фаза 1 начинается когда HAL подготавливает систему для обработки прерываний устройств. Если на компьютере установлено более одного процессора, они инициализируются. Все исполнительные подсистемы реинициализируются в следующем порядке: Object Manager, Executive, Microkernel, Security Reference Monitor, Memory Manager, Cache Manager, LPCS, I/O Manager, Process Manager.
Инициализация Менеджера ввода/Вывода начинает процесс загрузки всех системных драйверов. С того момента где остановился NTLDR загружаются драйвера по приоритету. Сбой в загрузке драйвера может заставить XP перезагрузиться и попытаться восстановить Last Known Good Configuration. Последняя задача фазы 1 инициализации ядра — запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Подсистема ответственна за создание пользовательского окружения, обеспечивающего интерфейс NT. SMSS работает в пользовательском режиме, но в отличии от других приложений SMSS считается доверенной частью операционной системы и «родным» приложением (использует только исполнительные функции), что позволяет ей запустить графическую подсистему и login. SMSS загружает win32k.sys — графическую подсистему. Драйвер переключает компьютер в графический режим, SMSS стартует все сервисы, которые должны автоматически запускаться при старте. Если все устройства и сервисы стартовали удачно, процесс загрузки считается удачным и создается Last Known Good Configuration.
Процесс загрузки не считается завершенным до тех пор, пока пользователь не залогинился в систему. Процесс инициализируется файлом WINLOGON.EXE, запускаемым как сервис и поддерживается Local Security Authority (LSASS.EXE), который и показывает диалог входа в систему. Это диалоговое окно показывается примерно тогда, когда Services Subsystem стартует сетевую службу.
Эта статья посвящена не правилам установки какой-либо операционной системы, а тем предварительным действиям, которые необходимо произвести с Вашим компьютером, чтобы иметь возможность установки нескольких операционных систем.
Не будем заострять внимание на необходимости установки нескольких операционных систем. Каждый руководствуется своими доводами.
Поэтому будем считать, что проблема обозначена: нам необходимо обеспечить мирное сосуществование нескольких операционных систем на одном компьютере. В силу несовместимости файловых систем, каждая из них должна жить в своем разделе на жестком диске. При этом видеть (либо не видеть) остальные разделы жесткого диска.
И для начала небольшой экскурс в принципы хранения информации на жестком диске вообще.
Как хранится информация на жестком диске?
Жесткий диск, как и всякое другое блочное устройство, хранит информацию фиксированными порциями, которые называются блоками. Блок является наименьшей порцией данных, имеющей уникальный адрес на жестком диске. Обмен информацией с жестким диском предполагает указание этого адреса в качестве параметра команды, выдаваемой контроллеру. Размер блока со временем стал стандартным для всех жестких дисков — 512 байт.
Для организации систем дисковое адресное пространство блоков разделяется на части, называемые разделами (partitions). Разделы полностью подобны целому диску в том, что они состоят из смежных блоков. Благодаря такой организации для описания раздела достаточно указания начала раздела и его длины в блоках. Разделы являются контейнерами всего своего содержимого. Этим содержимым является, как правило, файловая система. Под файловой системой с точки зрения диска понимается система разметки блоков для хранения файлов. После того, как на разделе создана файловая система и в ней размещены файлы операционной системы, раздел может стать загружаемым. Загружаемый раздел имеет в своем первом блоке небольшую программу, которая производит загрузку операционной системы.
Диск разбивается на разделы программным путем. То есть вы можете создать произвольную конфигурацию разделов. Информация о разбиении диска хранится в самом первом блоке жесткого диска, называемым главной загрузочной записью (Master Boot Record (MBR)).
Исторически сложилось, что диск может быть разделен на четыре раздела с целью изолировать разные операционные системы, если таковые появятся. Точнее, MBR содержит таблицу, в которой могут быть описаны четыре раздела. Только один из четырех разделов имеет право быть помеченным как активный, что будет означать, что код загрузки должен загрузить в память первый сектор именно этого раздела и передать туда управление.
Решение
Отвечая на вопрос вынесенный в название статьи, приходим к выводу: чтобы установить на компьютер несколько операционных систем с разными файловыми системами нам необходимо поделить диск на разделы. Отформатировать каждый в соответствии с требованиями операционных систем. Установить операционные системы, каждую в свой раздел. Установить менеджер загрузок операционных систем. Который будет определять какой раздел загрузочный и запускать соответствующую операционную систему.
Как это сделать?
Все современные операционные системы содержат программы разбивки диска на разделы. В DOS и Windows это — FDISK.EXE. Но эти программы не дружат с инородными файловыми системами. То есть с помощью FDISK от Windows Вы сможете создать раздел только с Windows-совместимой файловой системой (FAT16, FAT32), а для Linux нет. Сами файловые системы этими программами не создаются в принципе (необходимо форматирование), но они ставят метку в MBR о типе файловой системы. И FDISK от Windows ставит только метки FAT(16/32). Но этот тип может быть неподдерживаемым устанавливаемой операционной системой. Хотя на FAT16, кажется, устанавливаются все системы. Кроме того с помощью FDISK от Windows можно создать только два раздела «Primary DOS partition» и «Extended DOS partition». Первый из них (primary) — это обычный досовый диск C:. Второй — это контейнер логических дисков. Которые в нем болтаются в виде цепочки подразделов. Хотя не запрещено создавать несколько Primary DOS partition, важно чтобы загружаемым был только один из них. Еще более важно то, что если у Вас уже есть раздел с инородной файловой системой, то FDISK от Windows может его просто не увидеть. И в случает модернизации MBR с помощью этой программы раздел с чужой файловой системой может быть потерян. Несколько лучше дела с программами типа FDISK у других операционных систем. Они имеют представление о FAT(16/32), но часто ничего не знают о какой-нибудь другой экзотике вроде себя. Поэтому пользоваться такими программами, при наличии нескольких разделов с разными несовместимыми файловыми системами, следует очень осторожно. А лучше вообще их не трогать, а воспользоваться универсальными программами разбивки. (Перечислять их не буду, так нашел универсальное средство — FDISK и менеджер загрузки операционных систем в одном флаконе. О котором ниже.)
Отметим еще одно важное обстоятельство. Когда на чистый жесткий диск устанавливается DOS, то при загрузке нет никаких альтернатив в выборе операционных систем. Поэтому загрузчик выглядит весьма примитивно, ему не надо спрашивать у пользователя, какую систему тот хочет загрузить. С желанием иметь сразу несколько систем возникает необходимость заводить программу, позволяющую выбирать систему для загрузки. В случае OS/2 предлагается ставить Boot Manager, который умеет выбирать системы, но он занимает один цилиндр диска и один раздел в таблице разделов. В более общем случае можно поставить System Commander, но эта программа тоже довольно громоздка и, что более критично, она располагается в разделе DOS, что может привести к печальным последствиям в случае вирусов или просто сбоев в файловой системе DOS.
Универсальное средство
Более года назад я нашел в интернете очень мощное универсальное средство, которое сочетает в себе менеджер загрузки со встроенным редактором диска и утилитой типа FDISK — Это SyMon — System Monitor (Монитор Операционных Систем).
Монитор представляет собой программу, позволяющую организовывать на диске до 36 разделов и размещать в них до 20 операционных систем. Как уже было сказано ранее, основным препятствием для подобных улучшений является проблема сохранения совместимости с существующим программным обеспечением. Первое, чего требует совместимость, — это представление всего четырех разделов в таблице, находящейся в MBR. Снятие этого ограничения осуществляется путем организации внутренней таблицы разделов, принадлежащей исключительно монитору и неизвестной другим программам. Поскольку все существующие операционные системы изначально рассчитаны на совместимость с таблицей разделов, находящейся в MBR, то они не занимают более четырех разделов. Учитывая это обстоятельство, можно использовать все разделы из внутренней таблицы монитора, выбирая, однако, для каждой операционной системы любые четыре из них. Таким образом, для монитора описание операционной системы заключается в указании разделов, которые должны быть помещены в MBR и указания активного раздела, с которого надо производить загрузку. Для организации и содержания 36 разделов монитор имеет встроенные мощные средства. Эти средства доступны вам всегда, независимо от того, какими операционными системами вы предпочитаете пользоваться. К этим средствам относятся: редактор разделов и автопоиск разделов. Монитор размещается на нулевой дорожке жесткого диска, которая для современных жестких дисков составляет ~32K. Эта дорожка не используется, так как ее первый блок — это MBR, и поэтому он не может принадлежать какому-либо разделу. Разделы принято выравнивать на границу цилиндров. В случае нулевого цилиндра это невозможно из-за MBR, но жертвовать целым цилиндром слишком накладно, поэтому самый первый раздел на диске начинается с первой дорожки, оставляя нулевую дорожку свободной. Это позволяет разместить на ней монитор без ущерба для уже установленных операционных систем. В соответствии с требованиями совместимости таблица разделов для MBR компонуется всякий раз при старте операционной системы. То есть каждый раз происходит запись первого блока диска. Если в вашем биосе стоит защита от вирусов, то она выдаст предупреждение. Разумеется, такое предупреждение, выдаваемое каждый раз при запуске любой системы, очень быстро вам надоест. Поэтому эту защиту лучше отключить. Это не сильно ослабит иммунитет вашего компьютера, потому что поврежденный вирусом монитор просто не заработает и физически не даст вам загрузить системы, которая могла бы стать жертвой вируса. После старта монитор предоставляет вам меню для выбора операционной системы. Помимо загрузки операционной системы можно выбрать также загрузку с дискеты или другого жесткого диска. На компьютерах с ATX блоком питания можно также выключить питание компьютера, что иногда бывает весьма удобно. Выбор из меню является повседневной операцией каждого пользователя. Но помимо выбора операционной системы можно воспользоваться любым из инструментов монитора. К ним относятся:
- Редактор разделов (FDISK)
- Редактор диска
- Автопоиск разделов
- Установка пароля на доступ к инструментам
Некоторые замечания
Начинающим мультисистемщикам следует знать, что BIOS видит только первые 8 ГБ Вашего жесткого диска. Для работы с дисками большего объема все современные системы уже не пользуются BIOS’ом, а используют собственные драйвера для работы с дисками. Поэтому ограничение в 8ГБ на них не распространяется. Но следует понимать, что прежде чем система сможет использовать собственный драйвер, она должна как минимум его загрузить. Поэтому на этапе начальной загрузки любая система вынуждена пользоваться BIOS’ом. Это и вызывает ограничения на размещение многих систем за пределами 8ГБ, они не могут оттуда загружаться, но могут читать и писать туда информацию. То есть загрузочный раздел должен находится в пределах первых 8 ГБ. А MS-DOS вообще может запускаться только из первых 2 ГБ!
Операционные системы пользуются таблицей разделов при подключении файловых систем. И для большинства из них существует проблема подключения фаловых систем, расположенных на разделах, которые не удалось описать в этой таблице. Происходит это, к примеру, при попытке использования более четырех разделов одновременно.
Описываемый, Монитор Операционных Систем, создает собственные дополнительные таблицы. Используя которые, вышеуказанная проблема может быть решена для некоторых операционных систем. На сайте поддержки SyMon , содержится специальная утилита для операционной системы QNX.
Где взять?
SyMon существует в двух версиях Lite и Pro. Различаются наличием редактора диска. В интернете версии весят чуть более 60 и 90 кБ соответственно. Он бесплатен, имеет русский интерфейс и подробную документацию. Закачать его можно по адресу http://symon.ru .
Впечатления от использования
Все задачи и проблемы связанные с использованием нескольких операционных систем на одном компьютере эта утилита решает полностью. Я пользуюсь ей более года. Проблем не было никаких. Хорошая документация на русском языке, которая содержит не только информацию по программе, но и обширные дополнительные сведения. Важным считаю размещение этой утилиты полностью на нулевой дорожке, то есть абсолютная независимость от остального содержимого диска, читай установленных операционных систем.
P.S. При подготовки этой статьи была использована документация программы.
