Загрузка ПО
Содержание
Автоматическое функционирование компьютера — это постоянное выполнение разнообразных программ, причем текущая (исполняемая в данный момент) программа хранится в ОЗУ (см. “Память оперативная”) и покомандно считывается оттуда в процессор (см. “Процессор” и “Исполнение программы”). Прежде чем программа начнет исполняться, она должна быть загружена в память с внешних носителей: жесткого диска, компакт-диска или диска на основе флэш-памяти; возможна загрузка ПО по сети. Попутно заметим, что принципы извлечения информации из внешней памяти делают невозможным покомандное исполнение программы непосредственно с диска (см. “Память внешняя”), так что процесс загрузки программы в память внутреннюю совершенно необходим.
Все прикладное программное обеспечение загружает и запускает операционная система. Она сама, в свою очередь, загружается (в подавляющем большинстве случаев, хотя и не обязательно) с жесткого диска при включении компьютера. Остается выяснить, каким образом организована загрузка в ОЗУ операционной системы.
В рамках наших привычных повседневных представлений об устройстве компьютера старт самой первой программы выглядит несколько противоречиво. В самом деле, чтобы заработала программа загрузки “абсолютно пустого” ОЗУ, она должна быть где-то вне его. Этой “таинственной” областью внутренней памяти, которую не надо загружать, является ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Первоначально для ПЗУ была придумана английская аббревиатура ROM (Read Only Memory, т.е. память только для чтения), поскольку информация в него заносилась на заводе и не могла быть изменена. В настоящее время содержимое ROM можно обновлять, даже не вынимая его с платы компьютера. Тем не менее в процессе повседневного функционирования компьютера информация в ПЗУ неизменна и, что самое для нас сейчас главное, не зависит от того, включен или нет компьютер.
Особо подчеркнем, что ПЗУ является неотъемлемой частью именно внутренней памяти компьютера и входит в единое с ОЗУ адресное пространство. Такое техническое решение позволяет процессору в момент включения питания начать исполнение находящейся в ПЗУ программы (см. “Исполнение программы”). Если опустить массу незначительных для нас подробностей, начало процесса загрузки компьютера при включении питания выглядит так.
При подаче напряжения компьютер начинает выполнять программу, находящуюся в ПЗУ (в IBM PC микросхему ПЗУ часто называют ROM BIOS). Прежде всего проверяется исправность центральной части — процессора, а затем машина определяет, какие устройства подключены и работоспособны ли они. Данный процесс хорошо заметен, поскольку в ходе него компьютер в полном смысле слова “мигает всеми индикаторами” и с шумом старается “расшевелить” все доступные ему устройства.
В случае, когда процесс опроса имеющегося оборудования и проверки его технического состояния завершается успешно, компьютер переходит к следующему этапу — загрузке операционной системы. Для этого он в определенной последовательности опрашивает устройства, где может находиться ОС: внутренний жесткий диск, накопитель на CD, дисковод и даже сетевую плату, с помощью которой в принципе возможно произвести загрузку с удаленного компьютера. Наиболее часто операционная система установлена на жестком диске компьютера; все остальные варианты загрузки более экзотичны или требуются при “аварии” программной системы компьютера.
Обнаружив на одном из перечисленных устройств ОС, компьютер начинает загружать ее. Именно в этот момент процесс загрузки выходит из-под контроля ПЗУ, и начинает работать то программное обеспечение, которое было прочитано в ОЗУ. На экране в этот момент обычно видна красочная заставка с логотипом стартующей системы.
После завершения загрузки операционная система автоматически запускает ряд полезных программ (например, антивирусную программу-ревизор). Перечень автоматически запускаемых при старте программ поддается изменению и может быть индивидуализирован для каждого пользователя данного компьютера.
После того, как все описанные выше автоматические процессы успешно завершатся, человек получит машину “под свое командование”. Кстати, в ходе своей дальнейшей деятельности пользователь неоднократно будет загружать в ОЗУ те или иные прикладные программы и их запускать; все это будет происходить под руководством операционной системы (см. “Операционная система”).
Важно заметить, что при функционировании компьютера всегда запущено большое число программ, так что компьютер необходимо грамотно подготовить к выключению, запуская стандартную для данной ОС процедуру окончания работы. Последняя корректно завершит все активное программное обеспечение и по окончании этой процедуры сама отключит электропитание.
Методические рекомендации
Курс информатики основной школы
Минимальное представление о ходе процесса загрузки компьютера необходимо уже на этом этапе. Рассказывать о загрузке можно как минимум в двух местах курса: излагая функции устройств компьютера и говоря о структуре программного обеспечения.
С методической точки зрения очень важно правильное понимание сути процесса загрузки программ в память. Полезно также тщательно разъяснить ученикам разницу между процессами инсталляции программных продуктов и их загрузки.
Курс информатики в страших классах
Согласно программе школьного курса, в старших классах происходит более глубокое знакомство с операционной системой и ее функциями: вопросы загрузки обсуждаются при изучении функции запуска операционной системой прикладного ПО, а также в ходе разговора о составе ОС и ее загрузке.
Некоторое внимание вопросам автозагрузки необходимого ПО стоит также уделить при объяснении материала об организации личного информационного пространства.
