Wat is een bootloader? Hoe werkt een bootloader?

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 bij het activeren van het juiste besturingssysteem. Op de meeste processorkaarten in onze apparaten zijn vooraf geïnstalleerde programma's geïnstalleerd. Deze programma's staan ​​bekend als bootloaders.





In dit artikel wordt uitgelegd wat een bootloader is en hoe het 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 status. 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 voor 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 het basisinvoer-/uitvoersysteem (BIOS), firmware die te vinden is in het alleen-lezen geheugen (ROM) van een pc. Wanneer de pc is ingeschakeld, wordt het BIOS uitgevoerd voordat een ander programma wordt uitgevoerd.



Het BIOS is als volgt samengesteld:

  • POST (zelftest bij inschakelen)
  • Boot Sector Loader
  • BIOS wordt onderbroken
  • Instellingenmenu

Het Setup-menu helpt bij het aanpassen van de parameters van de bootloader. Moderne BIOS-versies worden gebruikt om verschillende parameters in te stellen. Dit omvat de opstartvolgorde, die bepaalt op welke apparaten de BIOS-controles voor het opstarten.



De opstartsectorlader laadt de eerste sector van 512 bytes van de opstartschijf in het RAM. Het is nodig dat het eerste beschikbare geheugenblok of de eerste beschikbare sector in het medium voor het record wordt gereserveerd.

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, toetsenbord en schijven. Niet alle besturingssystemen gebruiken BIOS-interrupts.

Naast het BIOS zijn er uitbreidings-ROM's. Het hoofd-BIOS kan de uitbreidings-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 geladen door het opstartsectorprogramma om het opstartproces te voltooien
  • Een bootloader-installatieprogramma om de bootloader en het programma van de tweede fase op de opstartschijf 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 BIOS, hebben verschillende belangrijke verschillen ertoe geleid dat velen UEFI beschouwen als een uitbreiding in plaats van 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 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 behouden blijft, zelfs als er geen stroom is. Een unieke operationele laag wordt gebruikt om te communiceren tussen de firmware en het besturingssysteem. De 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 zich aan te passen aan speciale hardware-omgevingen en vereistenprofielen
  • Bootmanager, die verschillende bootloaders voor verschillende besturingssystemen beheert
  • 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 worden geverifieerd voordat ze worden opgestart. De componenten worden geverifieerd met behulp van cryptografische digitale handtekeningen in de handtekeningendatabase van de UEFI-firmware. Het opstarten van het systeem kan worden geannuleerd als de beveiligingscontrole niet wordt doorstaan.

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

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

  • Maakt het mogelijk om meerdere besturingssystemen met hun eigen bootmanagers tegelijkertijd 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 batterij van het moederbord gebruikt.

Hoe werkt een bootloader?

Nadat een computer is ingeschakeld, verschijnt er 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.

raspberry pi 3 wil niet opstarten

Veel bootloaders zijn geconfigureerd om gebruikers verschillende opstartopties te geven. 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 het juiste besturingssysteem te starten waar gebruikers automatisch de voorkeur aan 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 in een programma op te starten zonder dat u het besturingssysteem hoeft te starten. Dit kan handig zijn bij apparaten zoals gameconsoles. Nadat de game-cd 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 de beveiliging en software-architectuur. Uitzonderingen en onderbrekingen kunnen door bootloaders en toepassingen anders worden afgehandeld. De methode waarmee de hardware en software zijn gekoppeld, heeft rechtstreeks invloed op hoe de uitzonderingen en interrupts werken en beïnvloedt de functionaliteit van de bootloader.

Deel Deel Tweeten E-mail 5 manieren om ontbrekende UEFI-firmware-instellingen in Windows 10 op te lossen

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

Lees volgende Gerelateerde onderwerpen
  • Technologie uitgelegd
  • GRUB-bootloader
  • BIOS
  • UEFA
  • Opstartfouten
Over de auteur Calvin Ebun-Amu(48 artikelen gepubliceerd)

Calvin is een schrijver bij MakeUseOf. Als hij niet naar Rick en Morty of zijn favoriete sportteams kijkt, schrijft Calvin over startups, blockchain, cyberbeveiliging en andere gebieden van technologie.

Meer van Calvin Ebun-Amu

Abonneer op onze nieuwsbrief

Word lid van onze nieuwsbrief voor technische tips, recensies, gratis e-boeken en exclusieve deals!

Klik hier om je te abonneren