从打开电脑到开始操作，计算机的启动是一个非常复杂的过程。总的来说计算机的整个启动过程分成四个阶段。
一、第一个阶段：BIOS
计算机通电第一步就是读取“只读存储”（ROM）的输入输出程序，即Basic Input/Output System，简称为BIOS。
1.1、硬件自检
BIOS程序首先检查，计算机硬件能否满足运行的基本条件，这叫做“硬件自检”（Power-On Self-Test），简称POST，这里的硬件主要指：CPU、内存、硬件等信息。
1.2、启动程序
硬件自检完成后，BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。这时，BIOS需要知道启动程序放在哪一个设备，也就是说，BIOS需要有一个外部存储设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做“启动顺序”。
二、第二阶段：主引导程序
BIOS按照“启动顺序”，把控制权交给排在第一位的存储设备。这时计算机读取该设备的第一个扇区，也就是读取该设备最前面的512个字节，如果这512个字节的最后两个字节是0X55和0XAA，表明这个设备可以启动；如果不是，则将控制权转交给“启动顺序”的下一个设备。
这最前面的512个字节，叫做“主引导记录”（Master boot record）缩写为MBR。
2.1、主引导记录的结构
“主引导程序”只有512字节，放不了太多东西。它主要的作用是，告诉计算机到硬件的哪一个位置去找操作系统，主引导记录由三个部分组成：
（1）第1-446字节：调节操作系统的机器码
（2）第447-510字节：分区表（将硬盘分成若干区）
（3）第511-512字节：主引导记录签名（0X55和0XAA）
2.2、分区表
硬盘分区有很多好处。考虑到每个区可以安装不同的操作系统，“主引导程序”因此必须知道将控制权交给哪个区。分区表的长度只有64个字节，里面又分成四项，每项16个字节。所以，一个硬盘最多只能分四个一级分区，又叫“主分区”。
每个主分区的16个字节，由6个部分组成：
（1） 第1个字节：如果为0x80，就表示该主分区是激活分区，控制权要转交给这个分区。四个主分区里面只能有一个是激活的。
（2） 第2-4个字节：主分区第一个扇区的物理位置（柱面、磁头、扇区号等等）。
（3） 第5个字节：主分区类型。
（4） 第6-8个字节：主分区最后一个扇区的物理位置。
（5） 第9-12字节：该主分区第一个扇区的逻辑地址。
（6） 第13-16字节：主分区的扇区总数：决定了这个主分区的长度。也就是说，一个主分区的扇区的总数不能超过232。
如果每个扇区为512个字节，就意味着单个分区最大不超过2TB。再考虑到扇区的逻辑地址也是32位，所以每个硬盘可利用空间最大不超过2TB。如果想使用更大的硬盘，只有两个方法：提高每个扇区的字节数、增加扇区总数。
三、第三阶段：硬盘启动
这时，计算机的控制权就要装交给硬盘的某个分区，这里分为三种情况：
3.1、情况A：卷引导记录
上一节提到，四个分区里面，只有一个是激活的。计算机会读取激活分区的第一个扇区，叫做“卷引导记录”（Volume boot record），即VBR。其主要作用是告诉计算机，操作系统在什么位置，然后计算机就会加载操作系统了。
3.2、情况B：扩展分区和逻辑分区
随着硬盘越来越大，四个分区已经不够了，需要更多的分区。但是分区表只有4项，因此规定有且仅有一个区可以被定义为“扩展分区”（Extended partition）。所谓“扩展分区”，就是指这个分区里面有可以分为多个区。这里的分区叫做“逻辑分区”（logical partition）。
计算机先读取扩展分区的第一个扇区，叫做“扩展引导记录”（Extended boot record）即EBR。它里面也含有一张64字节的分区表，但最多只有两项（也就是最多两个逻辑分区）。计算机接着读取第二个逻辑分区的第一扇区，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自身为止，即只有一个分区表。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，一般使用下一种方式启动。
3.3、情况C：启动管理器
在这种情况下，计算机读取“主引导记录”前面的446字节的机器码之后，不再把控制权交给某一部分，而是运行事先安装的“启动管理器”（boot loader），用户选择启动哪一个操作系统。linux系统中，目前最流行的启动管理器是Grub。
四、第四阶段：操作系统
控制权转交给操作系统之后，操作系统的内核首先会被载入内存。以linux系统为例，先载入/boot目录下面的kernel。内核加载成功后，第一个运行的程序是/sbin/init。它根据配置文件（Debian系统是/etc/initab）产生init进程。这是linux启动后的第一个程序，Pid进程编号为1，其它进程都是它的后代。
然后，init线程加载系统的各个模块，比如窗口程序和网络程序，直至执行/bin/login程序，跳出登录界面，等待用户输入用户名和密码。
至此，全部启动过程完成。
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