计算机启动分为四个阶段

阶段一： BIOS

开机程序被刷入ROM(Read Only Memory)，计算机通电后开始读取ROM，ROM中的开机程序叫BIOS(Basic Input/Output System,基本输出输入系统)

• 硬件自检
  BOIS程序首先检查，计算机硬件是否满足运行的基本条件，即“硬件自检”（Power-On-Self-Test,POST）。
  如果硬件正常，屏幕显示CPU、内存、硬盘等信息；否则，主板会发出不同含义的蜂鸣，启动终止。

• 之后，寻找启动程序。此时，BIOS要知道外部存储设备的排序（比如CD、USB设备或者硬盘），即“启动顺序”。

阶段二： 主引导记录

计算机读取上面启动程序所在位置的设备，读取该设备第一个扇区（最前面的512字节），若该扇区最后两个字节是0x55和0xAA,表明该设备可用于启动（即为主引导记录），否则，寻找启动顺序的下一个设备。

上述的512字节，称为“主引导记录”（Master Boot Record，MBR）

主引导记录结构

• 作用：告诉计算机到硬盘的哪个位置寻找OS。

• 组成：

  （1）1~446字节：调用OS的机器码
  （2）447~510字节：分区表（Partition Table，用于将硬盘分成若干个区）
  （3）511~512字节：主引导记录签名（0x55和0xAA）
  

分区表

分区表的长度只有64个字节，里面又分成4项，每项16个字节。故一个硬盘最多只能分4个一级分区，也就是所谓的“主分区”。

每个主分区的16个字节，由6个部分构成：

（1）字节1：如果是0x80，意味着该分区是<font color = "red">激活分区</font>,4个分区里只能有一个是激活的
（2）字节2~4：主分区第一个扇区的物理位置（柱面、磁头、扇区号等）
（3）字节5：主分区类型
（4）字节6~8：主分区最后一个扇区的物理位置
（5）字节9~12：改主分区的第一个扇区的逻辑位置
（6）字节13~16：主分区的扇区总数（决定了这个主分区的长度，一个主分区的扇区总数最大不超过2^32）

阶段三：硬盘启动

该阶段，计算机的控制权交给硬盘的某个分区。分成3中情况：

情况一：卷引导记录

• 概念：

  计算机读取激活分区的第一个扇区（即“卷引导记录”，Volume boot record，VBR）。

• 作用：

  告诉计算机OS在这个分区里的位置，之后，计算机开始加载OS。

情况二：扩展分区和逻辑分区

随着硬盘逐渐增大，4个主分区已经不够了，需更多的分区。但是分区表只有4项，故又规定：有且仅有一个区可以被定义为“扩展分区”（Extended partition）

扩展分区里面又分成多个区，这些区叫做“逻辑分区”。

计算机先读取扩展分区的第一个扇区（也叫作“扩展引导记录”（Extended boot record,EBR））。它里面包含一张64字节的分区表，但是，最多只有2项（也就是2个逻辑分区）

计算机接着读取第二个逻辑分区的第一个扇区，再从里面的分区表中找到第三个逻辑分区的位置，以此类推，直到某个逻辑分区的分区表只包含它自身为止（即只有一个分区项）。因此，扩展分区可以包含无数个逻辑分区。

但是，似乎很少通过这种方式启动操作系统。如果操作系统确实安装在扩展分区，一般采用下一种方式启动。

情况三：启动管理器（多操作系统常见形式）

计算机读取“主引导记录”前面446字节之后，不再把控制权交个某一个分区，而是运行运行事先安装的Boot Loader（启动管理器，Eg,Linux中常见的Grub），由用户选择启动哪个OS。

阶段四：OS

OS的内核首先被载入内存。

参考资料