建議在電腦上看，手機上格式有點問題，認真讀，這方面沒問題的，肝了一天。

一.計算機啟動直觀圖

二.步驟詳解

前置準備

在計算機啟動前，需要進行磁盤等硬件設備的前置準備，并且這個一般是由商家完成再進行售賣，或者用戶自己在硬盤裝操作系統。

階段	操作內容	是否在啟動時發生
物理初始化（低級格式化）	劃分磁道、扇區	否（出廠完成）
分區	創建MBR/GPT分區表	否（用戶手動操作）
邏輯格式化（高級格式化）	創建文件系統（如EXT4）	否（安裝系統時完成）
啟動時初始化	掛載已格式化的文件系統	是

注意：分區是用戶手動操作，通常在操作系統安裝之前或通過磁盤管理工具進行。因此，在正常的啟動流程中，分區操作并不屬于啟動階段的一部分，而是系統安裝或維護時的操作
注意：邏輯格式化（高級格式化）通常由操作系統安裝程序或用戶手動使用工具（如mkfs）完成。安裝系統時，安裝程序會在分區后對分區進行格式化以創建文件系統。
注意：MBR分區的創建通常由用戶使用分區工具（如fdisk）在安裝操作系統時完成，或者由操作系統安裝程序自動處理。這一步驟發生在操作系統安裝階段，而非日常啟動流程中。特別注意操作系統安裝是指，將操作系統寫進磁盤的操作，而不是PBR進行操作系統加載到內存，注意區分。

磁盤初始化

步驟	執行者	操作內容
物理初始化（低級格式化）	硬盤制造商	劃分磁道、扇區，標記物理地址
創建分區表（MBR/GPT）	用戶或安裝程序（如fdisk）	MBR：劃分主分區（最多4個）、擴展分區
邏輯格式化（高級格式化）	用戶或安裝程序（如mkfs）	創建文件系統（如EXT4/NTFS），初始化超級塊、inode表、數據塊位圖。
寫入引導程序	操作系統安裝程序	MBR：寫入Stage 1引導代碼（如GRUB）。
操作系統安裝	安裝程序	將操作系統文件寫入格式化后的分區（如Windows的C盤、Linux的/分區）。

注意：創建分區表中的MBR與寫入引導程序中的MBR區分
a.前者
這應該是指在初始化硬盤時創建MBR分區表的過程。當用戶使用分區工具（如fdisk、gdisk等）對硬盤進行分區時，工具會在硬盤的第一個扇區寫入MBR結構，其中包含分區表信息。這個過程屬于磁盤分區階段，主要目的是定義硬盤的邏輯分區結構，即哪些區域屬于主分區、擴展分區等。
b.后者
這通常指的是在MBR的引導代碼部分寫入具體的引導程序（如GRUB的Stage 1），以便在啟動時加載操作系統。這一步是在系統安裝或配置引導程序時完成的，屬于引導加載程序的安裝階段。

1.開機階段

?當按下電源按鈕，電源供應器開始為各個硬件組件供電。此時，CPU重置，從固定的內存地址開始執行代碼。這個階段主要涉及硬件初始化，但還沒有進入BIOS或UEFI代碼的執行。

a.電源接通：主板、CPU、內存等硬件開始供電。
b.CPU重置：CPU從固定地址（如x86的0xFFFF0）開始執行代碼（BIOS入口）。
c.時鐘與總線初始化：主板芯片組初始化時鐘信號和總線協議（如PCIe）。

2.執行BIOS階段

?BIOS（Basic Input Output System基本輸入輸出系統）存儲在主板上的ROM中，CPU在重置后會跳轉到BIOS的入口地址（通常是0xFFFF0），BIOS負責進行POST（Power-On Self Test）。
?CPU重置后PC指向的內存地址就是BIOS，且是ROM內存(ROM和RAM一起編制組成內存)。此后CPU開始按照該內存地區中的指令一步步執行，如檢測硬件設備如內存、硬盤、鍵盤等是否正常。POST完成后，BIOS會按照預設的啟動順序（Boot Order）查找可啟動設備(如硬盤)。：

a.硬件檢測：檢查內存、硬盤、鍵盤等關鍵設備是否正常，異常則通過蜂鳴器或屏幕提示報錯。
b.中斷初始化：初始化中斷向量表（如INT 0x19用于加載引導程序）。
c.讀取CMOS設置：按預設啟動順序（Boot Order）查找可啟動設備（如硬盤、USB）。
d.加載引導扇區：從選中設備的第一個扇區（磁盤中的MBR）讀取512字節到內存0x7C00。

注意：中斷向量表（IVT）是計算機中用于處理中斷和異常的數據結構，記錄了每個中斷號對應的處理程序地址。在啟動過程中，BIOS階段會初始化中斷向量表，以便硬件中斷能被正確處理。

3.執行引導記錄（MBR）階段

?BIOS找到啟動設備后，會讀取該設備的第一個扇區（即MBR，主引導記錄），大小為512字節。MBR包含引導加載程序（引導加載PBR用的）和分區表。引導加載程序的任務是加載更復雜的引導程序（活動分區中的PBR），或者直接加載操作系統內核，然后將控制權交給操作系統。分區表則是記錄了硬盤的分區信息。
?當CPU執行完BIOS程序之后，MBR內容已經載內存中了，CPU隨之解析其內容并執行其一些列指令，如加載操作系統：

a.解析MBR結構
?引導代碼(446字節)：加載并執行后續引導程序PBR用的。
?分區表（64字節）：定義4個主分區信息（起始扇區、大小、類型等）。
?簽名（2字節0x55AA）：驗證MBR有效性。
b.引導加載程序（用于加載PBR）
?加載第二階段引導程序PBR，或直接加載操作系統內核。
?切換至保護模式：設置GDT（全局描述符表）和IDT（中斷描述符表）。
?傳遞內核參數：如根文件系統位置（root=/dev/sda1）。

注意：PBR（分區引導記錄）位于每個分區的第一個扇區，用于加載該分區內的操作系統。
注意：MBR中存儲的是用于引導加載PBR的引導程序，即操作系統的引導過程由MBR中的引導代碼啟動，然后跳轉到活動分區的PBR執行進一步引導。
注意：

4.操作系統加載與初始化

?當MBR中的引導程序將PBR引導程序加載到內存時候,CPU會執行PBR中的一系列指令完成對操作系統的加載和初始化。

a.內核加載與初始化
?內核加載：引導程序將內核映像（如vmlinuz）加載到內存.
?內核初始化：
??1.初始化關鍵數據結構：GDT/IDT（定義內存段和中
???斷處理程序），頁表（啟用分頁機制）。
??2.硬件探測與驅動加載：識別CPU、內存、磁盤控制
???器等，加載驅動程序。
??3.根文件系統掛載：根據引導參數掛載根分區。
b.用戶空間初始化
?啟動init進程：內核啟動第一個用戶進程（PID=1）。
?執行初始化腳本：如掛載文件系統，啟動系統服務。
?登錄界面就緒：啟動顯示管理器。

注意：MBR負責全局引導，PBR負責分區內引導。如此處就是MBR引導某分區PBR（通常為C盤），C盤中的活動分區PBR引導加載此盤中的操作系統。

3.最終流程和關注重點

?開機上電 → BIOS階段（初始化IVT） → 加載MBR → 執行MBR引導代碼 → 跳轉至活動分區的PBR → 加載操作系統內核（掛載文件系統） → 系統啟動完成

這部分還未完善，后續做題后補充。

4.樣例

后續我會做408真題，再寫。