第一载、初识操作系统

    易经有云：“伏羲一划开天地，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦”，而八卦的种种组合，得到六十四卦，世间万物都可以用这六十四卦来解释。

    软件开发与易经描述的卦象，有异曲同工之处，现今种类繁多的编程语言、开发框架，好比六十四卦，追根溯源，终究会回归到最初的太极图；软件开发而言，这些开发语言、框架，也就最终都会回归到操作系统。所以有了操作系统连载篇章，记录自己学习操作系统的历程。

    首先来了解什么是操作系统："操作系统就是一个运行于硬件上的特殊软件！"

    上图为现代计算机系统架构，可以看到，操作系统位于硬件层、BIOS之上，简而言之，也就是一个软件，这个软件管理着硬件资源、软件资源。用户软件经过编译软件编译后，运行于操作系统上，操作系统对其进行管理、调度等统筹工作。

    -- BIOS是啥玩意？

    在上图中，操作系统与硬件层之间，有一个BIOS的东西，那么BIOS是啥？我们知道，操作系统是软件，软件是不能直接单刀直入的运行于硬件之上，而需要借助其他力量，而BIOS(输入输出系统)扮演的就是这个角色，在我们开机时出现的蓝色操作界面，就是BIOS运行的效果，如下：

    BIOS操作界面供我们选择从哪里启动操作系统，如果重装操作系统或者装了双系统的朋友，就是会看到会让选择从哪里启动操作系统(硬盘、USB等)，BIOS是直接固化在硬件中的固件，出厂时已经烧写完成，不可更改，如果一台电脑的BIOS坏了，那么这台电脑也就寿终正寝了。BIOS作用是操作系统与硬件层的桥梁，开机时拉起操作系统。

-- 操作系统启动流程

    以上了解了BIOS，现在来了解电脑如何从开机一步步进入到漂亮的操作系统界面的。

在上图中，可以看到现代操作系统的启动流程，BIOS的工作使命就是硬件初始化、建立中断向量表，然后加载主引导程序，主引导程序一旦开始执行，BIOS的任务可以说结束了，主引导程序同样会进行一系列的初始化工作，最终加载运行操作系统内核，之后便是操作系统初始化，然后就进入操作系统了。这里我把流程分为三大块：
            开机自动执行BIOS  --> 拉起主引导程序  --> 拉起操作系统内核 --> 操作系统从此可以自嗨

疑问一、如何开机自动执行BIOS？

    BIOS既然是固件，那么就肯定存在硬件某个地址处，这个地址就是0XFFFF0，也就是执行BIOS的入口地址，硬件的特殊设计，使得CPU在开机时自动从0XFFFF0地址开始执行，也就解答了为啥开机就自动执行BIOS。

疑问二、BIOS如何拉起主引导程序执行？

    上边说了，BIOS操作界面会选择什么介质启动操作系统，在选择具体的启动介质后，将启动介质中主引导区的主引导程序加载到内存，主引导程序一般位于主引导区的前512字节，并且主引导程序入口地址固定为0X7C00，拉起主引导程序，也就是跳转到0X7C00地址处执行而已， 汇编语言中就是一个jmp指令，继而将控制权交给主引导程序。

疑问二、如何寻找主引导区？如何获取主引导程序？

    主引导区固定位于启动介质的开始地址处，大小为512字节，这512字节的内容，就是主引导程序，需要注意的一点是，512字节最后两字节固定为0X55AA

 

以上说明了系统的启动流程，下边用一张详细的图来总结：

 

总结：
1、BIOS是计算机上电后第一个运行的程序
2、BIOS对硬件等进行必要的初始化，并加载运行主引导程序
3、主引导程序位于启动介质的最开始512字节处，该512字节以0X55AA结束
4、主引导程序继续完善初始化工作，并加载运行操作系统内核

 

学自 --《狄泰软件学院》- 门徒操作系统