Startvorgang von Windows NT

Was geschieht, wenn Sie Ihren Computer mit Windows NT starten?

(mehr dazu im "Server Resouce Guide" von Microsoft)

    Sorry - dieser Text enthΣlt zum Teil noch die Texte der engl. NT Version!

Der NT Startvorgang in Stichworten:

Nach dem Starten vom Bootsektor lΣdt NT gleich den NT-Loader (befindet sich immer auf C:\ und hei▀t "NTLDR"). Diesen Programm wird schon im 32-Bit-Protected-Mode ausgefⁿhrt. Der Bootloader holt sich aus der Datei "C:\boot.ini" die Informationen auf welcher Partition sich NT befindet und was fⁿr etwaige Betriebsysteme noch Installiert sind.

Wenn man nun auswΣhlt das NT gestartet werden soll, ruft das Programm aus den Verzeichnis C:\ die Datei "NTDETECT.COM" auf. Diese Datei fⁿhrt eine Art Hardwareerkennung durch und gibt danach die Kontrolle wieder an den Bootloader zurⁿck. Mittels einiger Parameter (BOOT.INI) kann das verhalten etwas beeinflussen.

Je nach Hardwareausstattung wird nun entweder ein passender Hostadapter-Treiber geladen oder NTLDR greift auf das System-BIOS zurⁿck um die Grundkomponenten von der jeweiligen Systempartition zu laden.

Nach den "NTOSKRNL.EXE" und "HAL.DLL" geladen wurden werden alle eingetragenen Treiber, die in der Registry stehen geladen.

Dieses wird durch das Programm "NTOSKRNL.EXE" gesteuert und ist in 3 schritte unterteilt:

1. Kernel Initialisierung:
   Die Kontrolle wird an der Kernel ⁿbergeben. Mit den Hardwareinformationen von "ntdetect" werden nun einige Registry EintrΣge aktualisiert. Au▀erdem sichert NT die Konfigurationsdaten und lΣdt dann noch die Treiber, die das "SYSTEM" Attribut tragen.

2. Service Load:
   Der Session Manager (SMSS.EXE) entnimmt der Registry die Programme welche beim Systemstart auszufⁿhren sind.

3. Windows Subsystem Start:
   Startet den Local Security Authority (LSASS.EXE) welches fⁿr die anzeigen der Security verantwortlich ist. Diesen Programm fⁿhrt den Logon-Proze▀ aus und startet es noch alle eingerichteten Treiber und Dienste.

Um Windows NT erfolgreich zu starten, macht der Computer folgende Schritte:

1. Selbsttest der Hardware (engl. Power On Self Test, POST)

2. Startproze▀ initialisieren

3. Bootprogramm laden

4. Auswahl des Betriebssystem

5. ▄berprⁿfen der Hardware

6. Auswahl der Konfiguration

7. Kernel laden

8. Kernel initialisieren

9. Einloggen

Die Reihenfolge und die Verarbeitung unterscheiden sich bei verschiedener Hardware (z.B. bei INTEL x86 bzw. RISC-CPU). Ich werde mich hier jedoch auf den x86-Teil beschrΣnken.

Der Computer startet, wenn Sie:

1. Den Computer einschalten.

2. Bei der Auswahlbox Computer herunterfahren bzw. Computer neu starten anklicken.

3. Wenn Sie Computer neu starten in der Auswahlbox Windows herunterfahren anklicken.

Wenn Ihnen NT das Fenster Anmeldung beginnen mit dem Text "Drⁿcken Sie Strg + Alt + Entf um sich anzumelden zeigt", hat der Computer das Betriebssystem Windows NT bereits geladen und den Gro▀teil der Initialisierung beendet. Diese ist Abgeschlossen, wenn sich der Anwender erfolgreich anmelden kann.

Windows NT kann nicht richtig starten wenn Hardware nicht richtig erkannt wird oder es zu Problemen beim deren Initialisierung kommt. Auch wenn Dateien defekt sind, Windows NT Dateien nicht findet bzw. Dateien in falschen Verzeichnissen liegen schlΣgt das Starten fehl.

Die folgende Tabelle zeigt, welche Dateien NT wo auf einem Rechner mit x86 CPU zum starten ben÷tigt:

Im folgenden werden die oben genannten neun Schritte genau beschreiben:

1. Selbsttest der Hardware

Wenn Sie den Computer einschalten oder durch einen Reset neu starten fⁿhrt dieser einen Selbsttest (engl. Power On Self Test, POST ) der Hardware durch:

1. Testen des vorhandenen RAM-Speichers.

2. Kontrolle, ob die Hardware - Komponenten (z.B. Tastatur) bereit sind.

Sobald der Computer, genauer das BIOS, seinen Selbsttest durchgefⁿhrt hat, fⁿhrt jede Adapterkarte (wie z.B. die Grafikkarte) ihrerseits einen Selbsttest durch. Die Hersteller des BIOS und der Adapterkarten bestimmen, ob und welche Informationen dabei auf dem Bildschirm angezeigt werden.

2. Startproze▀ initialisieren

Der erste Sektor der Festplatte ist der Entscheidende fⁿr das Starten. Dieser Sektor enthΣlt den "Master Boot Record" (MBR) und die Partitionstabelle.

Wird der Computer von einer Start- Diskette gestartet, enthΣlt ihr erster Sektor den Boot-Sektor.

Starten auf einem x86-basierten Rechner:

Nachdem das BIOS den Selbsttest des Rechners durchgefⁿhrt hat sucht es das Boot-Laufwerk. Falls das Diskettenlaufwerk im BIOS als Boot-Laufwerk eingestellt ist und sich dort eine Diskette befindet bootet es von dort, falls nicht, nimmt es die erste Festplatte des Systems.

Wenn das Startlaufwerk eine Festplatte ist, liest das BIOS den MBR und lΣdt ihn in den Speicher. Danach ⁿbergibt es die Programmausfⁿhrung dem Programmcode des MBR. Das Programm im MBR durchsucht als erstes das System nach der primΣren Festplattenpartiton. Hat es diese gefunden lΣdt es den Sektor 0 in den Speicher und fⁿhrt den dort enthaltenden Programmcode aus. Dieser kann ein Programm, ein Diagnose- Programm oder ein Programm zum laden des Betriebssystem enthalten. EnthΣlt die erste Festplatte keine primΣre Partition zeigt der Master-Boot-Record eine Fehlermeldung an:

1. Invalid partition table (ungⁿltige Partitionstabelle)

2. Error loading operating system (Fehler beim Laden des Betriebssystems)

3. Missing operating system (Betriebssystem fehlt)

Befindet sich im Diskettenlaufwerk A eine Diskette, lΣdt das BIOS den ersten Sektor in den Arbeitsspeicher. Ist die Diskette boot-fΣhig, dann ist ihr erster Sektor der Partition Boot Sektor. Ist die Diskette nicht boot-fΣhig, erscheint eine Fehlermeldung wie folgende:

Non-System disk or disk error

Replace and press any key when ready

(keine Systemdiskette oder Diskettenfehler, Diskette austauschen und dann Taste drⁿcken)

3. Bootprogramm laden

Das Bootprogramm erm÷glicht es Ihnen, dass Betriebssystem zu wΣhlen und lΣdt dann die notwendigen Dateien von der Festplatte in den Speicher. Dabei gehen die x86 und die RISC Version von NT unterschiedlich vor. Bei Rechnern mit x86 CPU geht das Bootprogramm wie folgt vor:

NTLDR kontrolliert die Auswahl des Betriebssystems und fⁿhrt eine Hardwareerkennung vor dem Starten des Kernels von NT durch. Das Programm NTLDR muss sich im Hauptverzeichnis der Boot-Festplatte befinden.

Wenn NTLDR zu arbeiten beginnt, l÷scht es den Bildschirm und zeigt folgende Meldung an:

OS Loader Vx.x

4. Betriebssystem auswΣhlen

Anschlie▀end zeigt NTLDR ein Menⁿ zur Auswahl des Betriebssystems entsprechend den Einstellungen in der BOOT.INI - Datei an. Der Bildschirm sieht dann etwa so aus:

OS Loader Vx.x

Please select the operating system to start:

     Windows NT Server Version 4.0

     Windows NT Server Version 4.0 (VGA mode)

Use ¡ and ¡ to move the highlight to your choice.

Press Enter to choose.

Seconds until highlighted choice will be started automatically: 29

Nach Ablauf des ZΣhlers lΣdt NTLDR automatisch den obersten Eintrag. Das Windows Setup-Programm stellt diesen auf die zuletzt installierte NT Version ein. Dieser Wert kann entweder in der Datei BOOT.INI oder mit einer installierten NT Version in der Systemsteuerung geΣndert werden.

5. ▄berprⁿfen der Hardware

NTDETECT.COM ist fⁿr die Erkennung der Hardware bei x86 basierten Computern zustΣndig. Es sammelt eine Liste von gegenwΣrtig installierten Hardware Komponenten und gibt diese Information dann an NTLDR zurⁿck. Nachdem Sie ein Betriebssystem bzw. eine Betriebssystemkonfiguration auf dem Boot Bildschirm ausgewΣhlt haben (oder einfach die Zeit abgelaufen ist), beginnt das Programm NTDETECT.COM mit der Arbeit. Sie sehen dann die folgende Zeile auf dem Bildschirm:

NTDETECT Vx.x Checking Hardware . . .

NTDETECT.COM kontrolliert die folgenden Hardware Komponenten:

1. Computer ID

2. Bus/Adapter Typ

3. Grafikkarte

4. Tastatur

5. Serielle Schnittstelle

6. Parallele Schnittstelle

7. Diskettenlaufwerke

8. Mausanschluss

6. Auswahl der Konfiguration

Wenn Sie die Version von Windows NT gewΣhlt haben, beginnt es zu starten und das Bootprogramm Hardwareinformation gesammelt hat, Sie sehen dann den folgenden Bildschirm sehen:

OS Loader Vx.x

Press spacebar now to invoke Hardware Profile/Last Known Good menu.

Das Bootprogramm wartet einige Sekunden darauf, dass Sie die Leertaste drⁿcken. Wenn Sie die Leertaste nicht drⁿcken, und Sie nur ein Hardwareprofil haben, lΣdt das Bootprogramm Windows NT durch Verwenden der letzten Konfiguration. Sonst sehen Sie diesen Bildschirm:

Hardware Profile/Configuration Recovery Menu

This menu allows you to select a hardware profile

to be used when Windows NT is started.

If your system is not starting correctly, then you may switch to a previous system configuration, which may overcome startup problems.

IMPORTANT: System configuration changes made since the last successful startup will be discarded.

     Original Configuration

     some other hardware profile

Use the up and down arrow keys to move the highlight

to the selection you want. Then press ENTER.

To switch to the Last Known Good Configuration, press æLÆ.

To Exit this menu and restart your computer. press F3.

Seconds until highlighted choice will be started automatically: 5

Nach ein paar Sekunden wird die markierte Auswahlm÷glichkeit automatisch gestartet.

Das erste Hardwareprofile ist hervorgehoben. Wenn Sie andere Hardwareprofile geschaffen haben, verwenden Sie den AbwΣrtspfeil, um ein anderes zu wΣhlen, welches Sie verwenden wollen. Zwecks mehr Information ⁿber Hardwareprofile schauen Sie nach dem Starten von Windows NT unter "Einstellungen" -> "Systemsteuerung" -> "System" -> "Hardwareprofile" nach. Sie k÷nnen auch zwischen einer als gut bekannten Konfiguration und die zu letzt gewΣhlte Konfiguration wΣhlen. Windows NT verwendet automatisch die letzte Konfiguration, wenn Sie die letzte bekannte gute Konfiguration nicht wΣhlen. Wenn Sie die alte Konfiguration verwenden, verwendet das Bootprogramm die Konfiguration von Windows, die NT beim letzten Herunterfahren sicherte.

Wenn Sie auf das letzte bekannte gute Konfiguration durch Drⁿcken von "L" und der Eingabetaste umschalten, verwendet das Bootprogramm die Konfiguration, die es an der Fertigstellung des letzten erfolgreichen Anfangs sicherte, um diesen Anfang zu konfigurieren.

7. Kernel laden

Wenn Sie die Eingabetaste auf den Hardwareprofil/Konfigurationsholung Menⁿ drⁿcken, oder das Bootprogramm die Auswahl fⁿr Sie automatisch macht, beginnt der Computer den Kernel zu laden. Sie sehen mehrere Punkte, da das Bootprogramm welches Windows lΣdt, den NT Kernel (NTOSKRNL.EXE) und die "Hardwareabstraktionsschicht" (besser engl. hardware abstraction layer ) HAL.DLL lΣdt. NT besitzt die HAL, um auf verscheidenden Hardwareplattformen laufen zu k÷nnen.

An dieser Stelle schafft das Bootprogramm den Kontrollsatz, den es verwenden wird, um den Computer zu initialisieren. Der Kontrollsatz ist entweder ein Σlterer Kontrollsatz oder der letzte, als gut bekannte, Kontrollsatz. Das Bootprogramm lΣdt dann die auf den identifizierten Daten basierenden niedrigen GerΣtetreiber (engl. low-level device drivers) in die Kontrolle.

8. Kernel initialisieren

Sie wissen, dass der Kernel initialisiert wird, wenn der Bildschirm Blau ist, und Sie Text sehen, der dem Folgenden Σhnlich ist:

Microsoft (R) Windows NT (TM) Version 4.0 (Build 1345)

1 System Processor (64 MB Memory)

Dies bedeutet, dass NTOSKRNL.EXE erfolgreich initialisiert hat, und diese Kontrolle dazu gegangen ist.

WΣhrend der Initialisierungsphase des Kernels wird:

1. Initialisiert die niedrigen GerΣtetreiber, die in die vorherige Phase geladen wurden.

2. Laden und initialisieren der anderen GerΣtetreiber.

3. Startet Programme, wie Chkdsk, das Notwendigkeit, gelaufen zu werden, bevor es Dienstleistungen lΣdt.

4. Laden und initialisiert Dienstleistungen (engl. Services).

5. Erstellen der Auslagerungsdatei (engl. Pagefile).

6. Starten der Subsysteme, die Windows NT ben÷tigt.

9. Einloggen

Wenn Kerninitialisierung beendet ist, erscheint der Dialogkasten Anmeldung beginnen , welcher den Infotext Drⁿcken Sie Strg + Alt + Entf um sich anzumelden enthΣlt. Zu dieser Zeit initialisiert Windows NT immer noch die Netzwerktreiber, aber Sie k÷nnen sich jetzt schon anmelden.

Beachten Sie, dass Windows NT diesen Start nicht als "gut" betrachtet, bis sich ein Benutzer erfolgreich beim System anmeldet hat. Erst dann wird die Konfiguration als "gut" gespeichert.

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