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解决所有系统启动问题
解决所有系统启动问题（完整版）
学习完本文，以后无论遇到什么系统问题，你都能轻松搞定～！
本文仅限学习交流使用，不得用于商业用途，否则一切后果由使用者承担！
首先让我们来了解一些基本概念。
第一个是大家非常熟悉的BIOS（基本输入输出系统），BIOS是直接与硬件打交道的底层代码，它为操作系统提供了控制硬件设备的基本功能。
BIOS包括有系统BIOS（即常说的主板BIOS）、显卡BIOS和其它设备（例如IDE控制器、SCSI卡或网卡等）的BIOS，其中系统BIOS是本文要讨论的主角，因为计算机的启动过程正是在它的控制下进行的。
BIOS一般被存放在ROM（只读存储芯片）之中，即使在关机或掉电以后，这些代码也不会消失。
第二个基本概念是内存的地址，我们的机器中一般安装有32MB、64MB或128MB内存，这些内存的每一个字节都被赋予了一个地址，以便CPU访问内存。
32MB的地址范围用十六进制数表示就是0～1FFFFFFH，其中0～FFFFFH的低端1MB内存非常特殊，因为最初的8086处理器能够访问的内存最大只有1MB，这1MB的低端640KB被称为基本内存，而A0000H～BFFFFH要保留给显示卡的显存使用，C0000H～FFFFFH则被保留给BIOS使用，其中系统BIOS一般占用了最后的64KB或更多一点的空间，显卡BIOS一般在C0000H～C7FFFH处，IDE控制器的BIOS在C8000H～CBFFFH处。
好了，下面我们就来仔细看看计算机的启动过程吧。
1windows9x
第一步：
当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不太稳定，主板上的控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET（重置）信号，让CPU内部自动恢复到初始状态，但CPU在此刻不会马上执行指令。
当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了（当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情），它便撤去RESET信号（如果是手工按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器，那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号），CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令，从前面的介绍可知，这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内，无论是AwardBIOS还是AMIBIOS，放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。
第二步：
系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST（Power－OnSelfTest，加电后自检），POST的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作，例如内存和显卡等设备。
由于POST是最早进行的检测过程，此时显卡还没有初始化，如果系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误，例如没有找到内存或者内存有问题（此时只会检查640K常规内存），那么系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误，声音的长短和次数代表了错误的类型。
在正常情况下，POST过程进行得非常快，我们几乎无法感觉到它的存在，POST结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。
第三步：
接下来系统BIOS将查找显卡的BIOS，前面说过，存放显卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常设在C0000H处，系统BIOS在这个地方找到显卡BIOS之后就调用它的初始化代码，由显卡BIOS来初始化显卡，此时多数显卡都会在屏幕上显示出一些初始化信息，介绍生产厂商、图形芯片类型等内容，不过这个画面几乎是一闪而过。
系统BIOS接着会查找其它设备的BIOS程序，找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化相关的设备。
第四步：
查找完所有其它设备的BIOS之后，系统BIOS将显示出它自己的启动画面，其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。
第五步：
接着系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率，然后开始测试所有的RAM，并同时在屏幕上显示内存测试的进度，我们可以在CMOS设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。
第六步：
内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，包括硬盘、CD－ROM、串口、并口、软驱等设备，另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。
第七步：
标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备，每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。
第八步：
到这一步为止，所有硬件都已经检测配置完毕了，多数系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格，其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备，以及它们使用的资源和一些相关工作参数。
第九步：
接下来系统BIOS将更新ESCD（ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据）。
ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段，这些数据被存放在CMOS（一小块特殊的RAM，由主板上的电池来供电）之中。
通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新，所以不是每次启动机器时我们都能够看到“UpdateESCD…Success”这样的信息，不过，某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows9x不相同的数据格式，于是Windows9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据修改成自己的格式，但在下一次启动机器时，即使硬件配置没有发生改变，系统BIOS也会把ESCD的数据格式改回来，如此循环，将会导致在每次启动机器时，系统BIOS都要更新一遍ESCD，这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示出相关信息的原因。
第十步：
ESCD更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。
以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是DOS和Windows9x最基本的系统文件。
Windows9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始化工作。
如果系统之中安装有引导多种操作系统的工具软件，通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码，这些代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并执行该操作系统的基本引导代码（DOS和Windows的基本引导代码就是分区引导记录）。
如果我们在DOS下按Ctrl＋Alt＋Del组合键（或从Windows中选择重新启动计算机）来进行热启动，那么POST过程将被跳过去，直接从第三步开始，另外第五步的检测CPU和内存测试也不会再进行。
2windowsnt
第一步：
首先计算机通电进行自检,并由BIOS（即基本输入输出系统）完成基本硬件配置,然后读取硬盘的MBR（主引导记录）检查硬盘分区表以确定引导分区,并将引导分区上的操作系统引导扇区调入内存中执行,此处即执行NTLDR（操作系统加载器）文件。
Windows2000/XP支持多重启动。
它在安装时会首先将已存在的其它操作系统引导扇区保存为BOOTSECT.DOS文件（位于活动分区根目录下）,并修改系统引导扇区,以便系统启动时加载NTLDR文件,从而达到多重启动的目的。
而Windows98则不具备这个功能，因此如果先装好Windows2000/XP后再装Windows98会破坏掉Windows2000/XP的引导记录，导致2000/XP不能启动。
第二步：
进行出始化,NTLDR会把处理器从实模式转换为32位保护模式。
第三步：
读取BOOT.INI文件。
该文件位于活动分区根目录下,它的作用是使系统在启动过程中出现选择菜单,由用户选择希望启动的操作系统。
如果选择启动Windows2000/XP,NTLDR会继续引导进行以下过程;如果选择为非Windows2000/XP系统,NTLDR则会读取系统引导扇区副本BOTSECT.DOS转入启动相应系统。
[BOOTLOADER]即操作系统加载器,指定系统选择菜单默认等待时间和默认引导的操作系统。
可手工修改或在控制面板中修改，为了保险起见，建议在控制面板中修改。
依次选择控制面板-〉系统-〉高级->启动和故障恢复，即可更改相关设置。
（在WindowsXP中还有另一种方法，即运行msconfig（系统配置实用程序）。
[OPERATINGSYSTEMS]段指定操作系统列表,由双引号括起来的部分就是列表所显示的内容,可任意修改,使其更加个性化。
形如MULTI（0）DISK（0）RDISK（0）PARTITION
（1）格式的语句被称为ARC路径,它的格式为:
MULTI（）——指定磁盘控制器（若为SCSI控制器,则此处应替换为SCSI（））；DISK（）——指定SCSI设备编号（对于MULTI该处值始终为0）；RDISK（）——指定IDE设备编号（对于SCSI,此处被忽略）；PARTITION（）——指定分区编号。
除分区编号由1开始外,其余编号均从0开始。
参数/FASTDETECT表示禁用串行鼠标检测,是系统默认值。
还有几个常见参数:
MAXMEM——指定Windows2000/XP可用内存容量;BASEVIDEO——使用标准VGA显示驱动程序;NOGUIBOOT——启动过程中不显示图形屏幕;SOS——加载设备驱动程序时显示其名称。
在操作系统选择菜单中的中文字体由位于活动分区根目录下的BOOTFONT.BIN文件提供。
第四步：
系统加载NTDETECT.COM文件。
由它来检测机器硬件,如并行端口,显示适配器等等,并将收集到的硬件列表返回NTLDR用于以后在注册表中注册保存（
硬件检测
这一过程中主要需要用到N和Ntldr。
当我们在前面的操作系统选择阶段选择了想要载入的Windows系统之后，N首先要将当前计算机中安装的所有硬件信息收集起来，并列成一个表，接着将该表交给Ntldr（这个表的信息稍后会被用来创建注册表中有关硬件的键）。
这里需要被收集信息的硬件类型包括：
总线/适配器类型、显卡、通讯端口、串口、浮点运算器（CPU）、可移动存储器、键盘、指示装置（鼠标）。
至此，硬件检测操作已经成功完成。
如果Ntldr检测到系统中创建了多个硬件配置文件，那么它就会在这时候将所有可用的配置文件列表显示出来，供用户选择。
这里其实和操作系统的选择类似，不管系统中有没有创建多个配置文件，Ntldr都会进行这一步操作，不过只有在确实检测到多个硬件配置文件的时候才会显示文件列表。
在硬件检测阶段中，将收集计算机硬件信息列表并将列表返回到NTLDR，这样做的目的是便于以后将这些硬件信息加入到注册表HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware中。
引导阶段结束。
在引导阶段，系统要用到的文件一共有：
NTLDR，Boot.ini，，ntokrnl.exe，Ntbootdd.sys，bootsect.dos（可选的） c）加载内核阶段
在加载内核阶段，ntldr加载称为WindowsXP内核的ntokrnl.exe。
系统加载了WindowsXP内核但是没有将它初始化。
接着ntldr加载硬件抽象层（HAL，hal.dll），然后，系统继续加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system键，NTLDR读取select键来决定哪一个ControlSet将被加载。
控制集中包含设备的驱动程序以及需要加载的服务。
NTLDR加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system\service\...下start键值为0的最底层设备驱动。
当作为ControlSet的镜像的CurrentControlSet被加载时，ntldr传递控制给内核，初始化内核阶段就开始了。
d）初始化内核阶段
在初始化内核阶段开始的时候，彩色的WindowsXP的logo以及进度条显示在屏幕中央，在这个阶段，系统完成了启动的4项任务：
内核使用在硬件检测时收集到的数据来创建了HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE键。
内核通过引用HKEY_LOCAL_MACHINE\system\Current的默认值复制ControlSet来创建了CloneControlSet。
CloneControlSet配置是计算机数据的备份，不包括启动中的改变，也不会被修改。
系统完成初始化以及加载设备驱动程序，内核初始化那些在加载内核阶段被加载的底层驱动程序，然后内核扫描HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\service\...下start键值为1的设备驱动程序。
这些设备驱动程序在加载的时候便完成初始化，如果有错误发生，内核使用ErrorControl键值来决定如何处理，值为3时，错误标志为危机/关键，系统初次遇到错误会以LastKnownGoodControlSet重新启动，如果使用LastKnownGoodControlSet启动仍然产生错误，系统报告启动失败，错误信息将被显示，系统停止启动；值为2时错误情况为严重，系统启动失败并且以LastKnownGoodControlSet重新启动，如果系统启动已经在使用LastKnownGood值，它会忽略错误并且继续启动；当值是1的时候错误为普通，系统会产生一个错误信息，但是仍然会忽略这个错误并且继续启动；当值是0的时候忽略，系统不会显示任何错误信息而继续运行
SessionManager启动了WindowsXP高级子系统以及服务，SessionManager启动控制所有输入、输出设备以及访问显示器屏幕的Win32子系统以及Winlogon进程，初始化内核完毕。
第五步：
如果Windows2000/XP有多个硬件配置文件,此时会出现选择菜单,等待用户确定要使用的硬件配置文件,否则直接跳过此步,启用默认配置。
硬件配置文件是指保存计算机特定硬件配置的系统文件。
可以创建多个不同的硬件配置文件以满足计算机在不同场合的应用。
可以依次选择控制面板-〉系统->硬件-〉硬件配置文件作出修改。
配置文件选择
这一步也不是必须的。
只有在计算机（常用于笔记本电脑）中创建了多个硬件配置文件的时候才需要处理这一步。
小知识：
什么是硬件配置文件？
为什么要用它？
这个功能比较适合笔记本电脑用户。
如果您有一台笔记本电脑，主要在办公室和家里使用，在办公室的时候您可能会使用网卡将其接入公司的局域网，公司使用了DHCP服务器为客户端指派IP地址；但是回到家之后，没有了DHCP服务器，启动系统的时候系统将会用很长时间寻找那个不存在的DHCP服务器，这将延长系统的启动时间。
在这种情况下就可以分别在办公室和家里使用不同的硬件配置文件了，我们可以通过硬件配置文件决定在某个配置文件中使用哪些硬件，不使用哪些硬件。
例如前面列举的例子，我们可以为笔记本电脑在家里和办公室分别创建独立的配置文件，而家庭用的配置文件中会将网卡禁用。
这样，回家后使用家用的配置文件，系统启动的时候会直接禁用网卡，也就避免了寻找不存在的DHCP服务器延长系统启动时间。
第六步：
引导过程开始装载Windows2000/XP内核NTOSKRNL.EXE。
这个文件位于Windows2000/XP安装文件夹下的SYSTEM32文件夹中。
随后,硬件抽象层（HAL）被引导进程加载,完成本步骤。
硬件抽象层（HAL）:
隐藏特定平台的硬件接口细节,为操作系统提供虚拟硬件平台,使其具有硬件无关性,可在多种平台上进行移植。
在加
载内核阶段，ntldr加载称为WindowsXP内核的ntokrnl.exe。
系统加载了WindowsXP内核但是没有将它初始化。
接着ntldr加载硬件抽象层（HAL，hal.dll），然后，系统继续加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system键，NTLDR读取select键来决定哪一个ControlSet将被加载。
控制集中包含设备的驱动程序以及需要加载的服务。
NTLDR加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system\service\…下start键值为0的最底层设备驱动。
当作为ControlSet的镜像的CurrentControlSet被加载时，ntldr传递控制给内核，初始化内核阶段就开始了
载入内核阶段
在这一阶段，Ntldr会载入WindowsXP的内核文件：
Ntoskrnl.exe，但这里仅仅是载入，内核此时还不会被初始化。
随后被载入的是硬件抽象层（hal.dll）。
硬件抽象层其实是内存中运行的一个程序，这个程序在WindowsXP内核和物理硬件之间起到了桥梁的作用。
正常情况下，操作系统和应用程序无法直接与物理硬件打交道，只有Windows内核和少量内核模式的系统服务可以直接与硬件交互。
而其他大部分系统服务以及应用程序，如果想要和硬件交互，就必须透过硬件抽象层进行。
小知识：
为什么要使用硬件抽象层
硬件抽象层的使用主要有两个原因：
1，忽略无效甚至错误的硬件调用。
如果没有硬件抽象层，那么硬件上发生的所有调用甚至错误都将会反馈给操作系统，这可能会导致系统不稳定。
而硬件抽象层就像工作在物理硬件和操作系统内核之间的一个过滤器，可以将认为会对操作系统产生危害的调用和错误全部过滤掉，这样直接提高了系统的稳定性；2，多平台之间的转换翻译。
这个原因可以列举一个形象的例子，假设每个物理硬件都使用不同的语言，而每个操作系统组件或者应用程序则使用了同样的语言，那么不同物理硬件和系统之间的交流将会是混乱而且很没有效率的。
如果有了硬件抽象层，等于给软硬件之间安排了一位翻译，这位翻译懂所有硬件的语言，并会将硬件说的话用系统或者软件能够理解的语言原意转达给操作系统和软件。
通过这个机制，操作系统对硬件的支持可以得到极大的提高。
硬件抽象层被载入后，接下来要被内核载入的是HKEY_LOCAL_MACHINE\System注册表键。
Ntldr会根据载入的Select键的内容判断接下来需要载入哪个ControlSet注册表键（图2），而这些键会决定随后系统将载入哪些设备驱动或者启动哪些服务。
这些注册表键的内容被载入后，系统将进入初始化内核阶段，这时候ntldr会将系统的控制权交给操作系统内核。
初始化内核阶段
当进入到这一阶段的时候，计算机屏幕上就会显示WindowsXP的标志了，同时还会显示一条滚动的进度条，这个进度条可能会滚动若干圈（图3）。
从这一步开始我们才能从屏幕上队系统的启动有一个直观的印象。
在这一阶段中主要会完成这四项任务：
创建Hardware注册表键、对ControlSet注册表键进行复制、载入和初始化设备驱动，以及启动服务。
创建Hardware注册表键
首先要在注册表中创建Hardware键，Windows内核会使用在前面的硬件检测阶段收集到的硬件信息来创建HKEY_LOCAL_MACHINE\Hardware键，也就是说，注册表中该键的内容并不是固定的，而是会根据当前系统中的硬件配置情况动态更新。
对ControlSet注册表键进行复制
如果Hardware注册表键创建成功，那么系统内核将会对ControlSet键的内容创建一个备份。
这个备份将会被用在系统的高级启动菜单中的“最后一次正确配置”选项。
例如，如果我们安装了一个新的显卡驱动，重启动系统之后Hardware注册表键还没有创建成功系统就已经崩溃了，这时候如果选择“最后一次正确配置”选项，系统将会自动使用上一次的ControlSet注册表键的备份内容重新生成Hardware键，这样就可以撤销掉之前因为安装了新的显卡驱动对系统设置的更改。
载入和初始化设备驱动
在这一阶段里，操作系统内核首先会初始化之前在载入内核阶段载入的底层设备驱动，然后内核会在注册表的HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services键下查找所有Start键值为“1”的设备驱动（图4）。
这些设备驱动将会在载入之后立刻进行初始化，如果在这一过程中发生了任何错误，系统内核将会自动根据设备驱动的“ErrorControl”键的数值进行处理。
“ErrorControl”键的键值共有四种，分别具有如下含义：
0，忽略，继续引导，不显示错误信息。
1，正常，继续引导，显示错误信息。
2，恢复，停止引导，使用“最后一次正确配置”选项重启动系统。
如果依然出错则会忽略该错误。
3，严重，停止引导，使用“最后一次正确配置”选项重启动系统。
如果依然出错则会停止引导，并显示一条错误信息。
启动服务
系统内核成功载入，并且成功初始化所有底层设备驱动后，会话管理器会开始启动高层子系统和服务，然后启动Win32子系统。
Win32子系统的作用是控制所有输入/输出设备以及访问显示设备。
当所有这些操作都完成后，Windows的图形界面就可以显示出来了，同时我们也将可以使用键盘以及其他I/O设备。
接下来会话管理器会启动Winlogon进程，至此，初始化内核阶段已经成功完成，这时候用户就可以开始登录了。
登录阶段
在这一阶段，由会话管理器启动的winlogon.exe进程将会启动本地安全性授权（LocalSecurityAuthority，lsass.exe）子系统。
到这一步之后，屏幕上将会显示WindowsXP的欢迎界面（图5）或者登录界面，这时候您已经可以顺利进行登录了。
不过与此同时，系统的启动还没有彻底完成，后台可能仍然在加载一些非关键的设备驱动。
随后系统会再次扫描HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services注册表键（还记得第一次扫描这里是在启动进行到那一步的时候吗？
），并寻找所有Start键的数值是“2”或者更大数字的服务。
这些服务就是非关键服务，系统直到用户成功登录之后才开始加载这些服务。
小知识：
为什么WindowsXP的启动速度要比Windows2000快
目前所有Windows操作系统中，可能Windows2000的启动速度是最慢的，这并不是因为计算机硬件的性能不够，而是因为Windows2000的设计“先天不足”。
为了弥补这一不足，微软在开发WindowsXP的时候想出了一个新方法，那就是，所有不重要的设备驱动和服务都将在用户登录系统之后才加载和运行。
也就是说，在系统启动过程中，加载和运行的程序全部都是运行系统所必需的，这样才能用最短的时间显示出登录界面，供用户登录。
而用户登录后系同才开始加载非关键组件。
可以说，WindowsXP启动速度的加快实际上是一种“投机取巧”的作法，不过这种作法确实相当有效。
然而这种设计也带来了一些问题，例如有些朋友反映，为什么自己的系统已经成功登录了，可是非要过好几分钟之后桌面上才会显示出任务栏以及桌面图标等内容。
其实这就是因为在等待的这几分钟里，系统正在忙于处理那些不重要的服务和组件。
如果需要处理的内容太多，或者计算机的硬件配置不够强大，就有可能产生这种现象。
第七步：
内核完成初始化,NTLDR将控制权转交Windows2000/XP内核,后者开始装载并初始化设备驱动程序,以及启动WIN32子系统和WINDOWS2000/XP服务。
第八步：
开始登录进程。
由WIN32子系统
升级会员 