מהו Bootloader? איך עובד מאתחל?

מאתחל חשוב מאוד למערכות הפעלה. עם זאת, לעתים קרובות מתעלמים ממנו כמרכיב מרכזי במחשבים. הסיבה לכך היא שהוא ממלא את תפקידו ברקע ומסייע בהפעלת מערכת ההפעלה הנכונה. ברוב לוחות המעבדים במכשירים שלנו יש תוכניות שהוטענו מראש. תוכניות אלה ידועות כ- Bootloaders.

מאמר זה מסביר מהו Bootloader וכיצד הוא עובד. אם אתה מעוניין ללמוד מהו Bootloader וכיצד הוא עובד, מאמר זה הוא בשבילך.

מה זה Bootloader

כאשר הוא מופעל, למחשב יש מצב ברור. משמעות הדבר היא כי אין תוכניות בזיכרונו וכי לא ניתן לגשת למרכיביו.

מאתחל עוזר לטעון את מערכת ההפעלה או את סביבת זמן הריצה כדי להוסיף תוכניות לזיכרון ולספק גישה לרכיבים. יש צורך להפעיל את תהליך ההפעלה, לאתחל את החומרה ולהעביר שליטה לליבה, שמאתחלת את מערכת ההפעלה.

BIOS

מרכיבי המפתח של מטעין האתחול כוללים את מערכת הקלט / פלט הבסיסית (BIOS), קושחה שנמצאת בזיכרון הקריאה בלבד (ROM) של מחשב. כאשר המחשב מופעל, ה- BIOS פועל לפני שכל תוכנית אחרת פועלת.

ה- BIOS מורכב מאלה:

• POST (הפעלה עצמית של בדיקה)
• מטען מגזר מגף
• ה- BIOS קוטע
• תפריט הגדרות

תפריט ההתקנה עוזר להתאים את הפרמטרים של מטען האתחול. גרסאות BIOS מודרניות משמשות לקביעת פרמטרים שונים. זה כולל את סדר האתחול, הקובע את ההתקנים 

BIOS בודק לפני האתחול.

מעמיס מגזר האתחול טוען את מגזר 512 הבתים הראשון מדיסק האתחול ל- RAM. יש צורך בכך שחסימת הזיכרון או המגזר הזמין הראשון במדיום ישמר לרשומה.

קָשׁוּר: כיצד לגשת ל- BIOS במחשב Windows 8

הפרעות ב- BIOS הן מנהלי התקנים עליהם מסתמכים על ידי מטעי האתחול כדי לגשת למסך, למקלדת ולדיסקים. לא כל מערכות ההפעלה משתמשות בהפרעות BIOS.

בנוסף ל- BIOS, קיימים תקליטורי הרחבה. ה- BIOS הראשי עשוי להפעיל את ה- ROM הרחבה.

מנהל האתחול מורכב בדרך כלל משלוש תוכניות:

• תוכנית מגזר אתחול שנטענה ישירות על ידי ה- BIOS בזמן האתחול
• תוכנית שלב שני נטענת על ידי תוכנית מגזר האתחול להשלמת תהליך האתחול
• מתקין מטען אתחול להתקנת מנהל האתחול ואת תוכנית השלב השני בדיסק האתחול.

UEFI BIOS

הדרישות המתפתחות של משתמשי המחשב הובילו ליצירת יורש מודרני ל- BIOS.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) היא מערכת הפעלה מיני אשר טוענת את ה- bootloader בזיכרון לפני שהיא מבצעת שגרות תפעוליות נוספות.

למרות שהיא חולקת קווי דמיון מסוימים עם ה- BIOS, כמה הבדלים מרכזיים הביאו רבים לשקול UEFI כהרחבה ולא כתחליף ל- BIOS המסורתי.

אחד ההבדלים העיקריים בין UEFI ו- BIOS הוא האופן שבו UEFI מספקת ממשק תפעולי למחשבים ומשתמשת במנגנונים ופונקציות חדשים. בנוסף, בעוד UEFI אינה מגדירה כיצד יש לתכנת את הקושחה בשלמותה, היא משפיעה על הממשק בין הקושחה ומערכת ההפעלה.

תוכנית UEFI ממוקמת לצמיתות על שבב זיכרון בלוח האם. פירוש הדבר שהוא נשמר גם כשאין כוח. רובד תפעולי ייחודי משמש לתקשורת בין הקושחה למערכת ההפעלה. ניתן לאתחל את מצב UEFI לפני הפעלת מערכת ההפעלה.

כמה מהיתרונות המרכזיים של UEFI כוללים:

• זה לא דורש מערכת פעילה פעילה עבור פונקציונליות רשת
• שמישות טובה יותר באמצעות עכבר מחשב וממשק משתמש גרפי
• אבטחה משופרת באמצעות התכונה Secure Boot
• מבנה מודולרי גמיש המסייע לו להסתגל לסביבות חומרה מיוחדות ולפרופילי דרישה
• מנהל האתחול, שמנהל מטעי אתחול שונים עבור מערכות הפעלה שונות
• כלי שורת פקודה לביצוע אבחון ופתרון בעיות

מטרת Secure Boot היא לשפר את האבטחה. יש לאמת חלקים מקושחת UEFI, מטעין האתחול וליבת מערכת ההפעלה לפני ההפעלה. הרכיבים מאומתים באמצעות חתימות דיגיטליות קריפטוגרפיות במאגר החתימות של קושחת UEFI. אתחול המערכת עשוי לבטל אם בדיקת האבטחה לא עוברת.

בסביבות מקצועיות, Secure Boot משמש בדרך כלל עם רכיב חומרה. ה מודול פלטפורמה מהימן (TPM) הוא מרכיב מרכזי באתחול מאובטח, המספק תכונות אבטחה למחשבים.

בהשוואה לשיטת האתחול המסורתית מדור קודם של BIOS, ניתן להשיג את היתרונות הבאים מ- UEFI ו- GPT מציע את היתרונות הבאים:

• מאפשר להתקין בו זמנית מספר מערכות הפעלה עם מנהלי אתחול משלהם.
• מגפיים מהירים יותר ממערכות BIOS מדור קודם
• תומך ביישומים לפני האתחול

בימים אלה נעשה שימוש ב- NVRAM (זיכרון גישה אקראי לא נדיף) להגדרות הקשורות לאתחול. ההגדרות נשמרות לאחר כיבוי המחשב. משתמשים בכמות קטנה של סוללת לוח האם.

איך עובד מאתחל?

לאחר הפעלת מחשב, מידע על החומרה המותקנת עולה על המסך. מנהל האתחול מכניס את מערכת ההפעלה שלו לזיכרון. מערכת הקלט / פלט הבסיסית (BIOS) מבצעת בדיקות לפני העברת השליטה ל- Master Boot Record (MBR), המכיל את מטעין האתחול.

הרבה מטעני אתחול מוגדרים לתת למשתמשים אפשרויות אתחול שונות. האפשרויות כוללות מערכות הפעלה שונות, גרסאות שונות של אותה מערכת הפעלה, אפשרויות טעינת מערכות הפעלה ותוכניות הפועלות ללא מערכת הפעלה.

קָשׁוּר: כיצד להשבית אתחול מאובטח של UEFI לאתחול כפול בכל מערכת

במקרים מסוימים, במכשיר עשויות להיות שתי מערכות הפעלה. ניתן להשתמש במעמי אתחול במכשירים אלה כדי להפעיל את מערכת ההפעלה הנכונה שמשתמשים מעדיפים באופן אוטומטי. ניתן להשתמש במאתחול לאתחול מערכת ההפעלה למצב בטוח לצורך התאוששות.

אתה יכול להשתמש במאתחל כדי לאתחל לתוכנית מבלי להפעיל את מערכת ההפעלה. זה יכול להיות שימושי במכשירים כמו קונסולות משחק. לאחר הכנסת דיסק המשחק לקונסולה והקונסולה מופעלת, המשתמש מועבר היישר למשחק במקום למסך הפתיחה.

חריגות והפרעות

טעמי אתחול חשובים מאוד לשמירה על אבטחת ארכיטקטורת תוכנה. חריגים והפרעות עשויים להיות מטופלים באופן שונה על ידי מעמיסי אתחול ויישומים. השיטה בה מקושרים בין החומרה והתוכנה משפיעה ישירות על אופן הפעולה של החריגים וההפרעות ומשפיעה על הפונקציונליות של מטען האתחול.

5 דרכים לתיקון הגדרות קושחה חסרות UEFI ב- Windows 10

אם אתה נכנס ל- BIOS שלך ומוצא הגדרות חסרות, כך תוכל להחזיר אותן.

קרא הבא

על הסופר