Wat is een bootloader? Hoe werkt een bootloader?

Een bootloader is erg belangrijk voor besturingssystemen. Toch wordt het vaak over het hoofd gezien als een belangrijk onderdeel van computers. Dit komt omdat het zijn rol op de achtergrond speelt en helpt om het juiste besturingssysteem te activeren. Op de meeste processorkaarten in onze apparaten zijn vooraf programma's geïnstalleerd. Deze programma's staan ​​bekend als bootloaders.

In dit artikel wordt uitgelegd wat een bootloader is en hoe deze werkt. Als je meer wilt weten over wat een bootloader is en hoe het werkt, dan is dit artikel iets voor jou.

Wat is een Bootloader

Wanneer ingeschakeld, heeft een computer een duidelijke staat. Dit betekent dat er geen programma's in het geheugen staan ​​en dat de componenten niet toegankelijk zijn.

Een bootloader helpt bij het laden van het besturingssysteem of de runtime-omgeving om programma's aan het geheugen toe te voegen en toegang te bieden aan componenten. Het is nodig om het opstartproces uit te voeren, de hardware te initialiseren en de controle door te geven aan de kernel, die het besturingssysteem initialiseert.

BIOS

De belangrijkste componenten van een bootloader zijn onder meer het basisinvoer- / uitvoersysteem (BIOS), firmware die te vinden is in het Read-Only Memory (ROM) van een pc. Als de pc is ingeschakeld, wordt het BIOS uitgevoerd voordat een ander programma wordt uitgevoerd.

Het BIOS is als volgt samengesteld:

• POST (Power On Self Test)
• Boot Sector Loader
• BIOS onderbreekt
• Instellingenmenu

Het setup-menu helpt om de parameters van de bootloader aan te passen. Moderne BIOS-versies worden gebruikt om verschillende parameters in te stellen. Dit omvat de opstartvolgorde, die de apparaten bepaalt de BIOS controleert voor het opstarten.

De opstartsectorlader laadt de eerste sector van 512 bytes van de opstartschijf in RAM. Het is nodig om het eerste beschikbare geheugenblok of de eerste beschikbare geheugenblok of sector in het medium te reserveren voor de record.

Verwant: Toegang krijgen tot het BIOS op een Windows 8-computer

BIOS-interrupts zijn apparaatstuurprogramma's waarop bootloaders vertrouwen om toegang te krijgen tot het scherm, het toetsenbord en de schijven. Niet alle besturingssystemen gebruiken BIOS-interrupts.

Naast het BIOS zijn er extensie-ROM's. Het hoofd-BIOS kan de extensie-ROM's starten.

De bootloader bestaat meestal uit drie programma's:

• Een opstartsectorprogramma dat tijdens het opstarten rechtstreeks door het BIOS wordt geladen
• Een programma van de tweede fase dat wordt geladen door het opstartsectorprogramma om het opstartproces te voltooien
• Een bootloader-installatieprogramma om de bootloader en het programma van de tweede fase op de opstartdiskette te installeren.

UEFI BIOS

De veranderende eisen van computergebruikers hebben geleid tot de creatie van een moderne opvolger van BIOS.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) is een mini-besturingssysteem dat de bootloader in het geheugen laadt voordat het aanvullende operationele routines uitvoert.

Hoewel het enkele overeenkomsten vertoont met het BIOS, hebben verschillende belangrijke verschillen ertoe geleid dat velen UEFI als een extensie beschouwen in plaats van als een vervangend traditioneel BIOS.

Een van de belangrijkste verschillen tussen UEFI en BIOS is hoe UEFI een operationele interface voor computers biedt en nieuwe mechanismen en functies gebruikt. Bovendien, hoewel UEFI niet definieert hoe de firmware in zijn geheel moet worden geprogrammeerd, heeft het wel invloed op de interface tussen de firmware en het besturingssysteem.

Het UEFI-programma bevindt zich permanent op een geheugenchip op het moederbord. Dit betekent dat het wordt vastgehouden, zelfs als er geen stroom is. Een unieke operationele laag wordt gebruikt om te communiceren tussen de firmware en het besturingssysteem. UEFI-modus kan worden geïnitialiseerd voordat het besturingssysteem wordt opgestart.

Enkele van de belangrijkste voordelen van UEFI zijn:

• Het vereist geen actief besturingssysteem voor netwerkfunctionaliteit
• Betere bruikbaarheid door het gebruik van een computermuis en een grafische gebruikersinterface
• Verbeterde beveiliging door de Secure Boot-functie
• Een flexibele modulaire structuur die het helpt om zich aan te passen aan speciale hardware-omgevingen en vereiste profielen
• Bootmanager, die verschillende bootloaders beheert voor verschillende besturingssystemen
• Een opdrachtregelprogramma voor het uitvoeren van diagnostiek en probleemoplossing

Het doel van Secure Boot is om de beveiliging te verbeteren. Delen van de UEFI-firmware, de bootloader en de kernel van het besturingssysteem moeten vóór het opstarten worden geverifieerd. De componenten worden geverifieerd met behulp van cryptografische digitale handtekeningen in de handtekeningdatabase van de UEFI-firmware. Het opstarten van het systeem kan worden geannuleerd als de beveiligingscontrole niet is geslaagd.

In professionele omgevingen wordt Secure Boot doorgaans gebruikt met een hardwarecomponent. De Trusted Platform Module (TPM) is een belangrijk onderdeel van Secure Boot, met beveiligingsfuncties voor computers.

In vergelijking met de traditionele opstartmethode van het oudere BIOS-systeem, kunnen de volgende voordelen worden behaald met UEFI en biedt GPT de volgende voordelen:

• Maakt het mogelijk om meerdere besturingssystemen met hun eigen bootmanagers tegelijk te installeren.
• Start sneller op dan oudere BIOS-systemen
• Ondersteunt pre-boot-applicaties

Tegenwoordig wordt een NVRAM (niet-vluchtig willekeurig toegankelijk geheugen) gebruikt voor opstartgerelateerde instellingen. De instellingen worden opgeslagen nadat de computer is uitgeschakeld. Er wordt een kleine hoeveelheid stroom van de moederbordbatterij gebruikt.

Hoe werkt een bootloader?

Nadat een computer is ingeschakeld, verschijnt informatie over de geïnstalleerde hardware op het scherm. De bootloader plaatst zijn besturingssysteem in het geheugen. Het basisinvoer- / uitvoersysteem (BIOS) voert tests uit voordat de besturing wordt overgedragen aan de Master Boot Record (MBR), die de bootloader bevat.

Veel bootloaders zijn geconfigureerd om gebruikers verschillende opstartopties te bieden. De opties omvatten verschillende besturingssystemen, verschillende versies van hetzelfde besturingssysteem, laadopties voor het besturingssysteem en programma's die zonder besturingssysteem worden uitgevoerd.

Verwant: Hoe UEFI Secure Boot uit te schakelen naar Dual Boot Any System

In bepaalde gevallen kan een apparaat twee besturingssystemen hebben. Bootloaders kunnen op deze apparaten worden gebruikt om automatisch het juiste besturingssysteem te starten dat gebruikers de voorkeur geven. Een bootloader kan ook worden gebruikt om het besturingssysteem op te starten in de veilige modus voor herstel.

U kunt een bootloader gebruiken om een ​​programma op te starten zonder dat u het besturingssysteem hoeft te starten. Dit kan handig zijn bij apparaten zoals gameconsoles. Nadat de gamedisc in de console is geplaatst en de console is ingeschakeld, wordt de gebruiker rechtstreeks naar de game geleid in plaats van naar het welkomstscherm.

Uitzonderingen en onderbrekingen

Bootloaders zijn erg belangrijk voor het onderhoud van beveiliging en softwarearchitectuur. Uitzonderingen en onderbrekingen kunnen door bootloaders en applicaties anders worden afgehandeld. De methode waarmee de hardware en software zijn gekoppeld, heeft rechtstreeks invloed op de werking van de uitzonderingen en interrupts en op de functionaliteit van de bootloader.

5 manieren om ontbrekende UEFI-firmware-instellingen in Windows 10 te herstellen

Als u uw BIOS invoert en ontbrekende instellingen vindt, kunt u deze als volgt terugkrijgen.

Lees Volgende

Over de auteur