26、操作系统相关知识全解析

操作系统相关知识全解析

1. 内核、驱动与操作系统安全

1.1 BIOS与开机过程

BIOS（基本输入输出系统）是个人计算机中的启动固件，存储在非易失性内存中。当计算机冷启动时，BIOS 首先执行。它会寻找一个可引导设备（如硬盘、CD/DVD），加载并执行该设备上的软件，从而将控制权交给该软件，这个过程称为引导（booting）。

BIOS 有一个用户界面（UI），通常是在计算机启动时通过按下键盘上的某个特定键来访问的菜单系统。在 BIOS UI 中，用户可以进行以下操作：
- 配置硬件
- 设置系统时钟
- 启用或禁用系统组件
- 选择哪些设备有资格成为潜在的引导设备
- 设置各种密码提示，例如用于保护对 BIOS UI 功能本身的访问，以及防止恶意用户从未经授权的外围设备启动系统

从 2010 年左右开始，个人计算机的 BIOS 固件开始被统一可扩展固件接口（UEFI）所取代。

1.2 引导加载程序

BIOS 也是一种引导加载程序（bootstrap loader），其唯一的任务是加载其他数据和程序，然后从 RAM 中执行这些程序。通常会使用多级引导加载程序，在这个过程中，几个复杂度逐渐增加的程序会依次加载，这称为链式加载。

当计算机准备好与用户交互，或者操作系统能够运行系统程序或应用程序时，引导过程可以被认为完成。典型的现代个人计算机大约需要 1 分钟来完成引导，其中大约 15 秒用于加电自检（POST）和初步引导加载程序，其余时间用于加载操作系统和其他软件。通过像 coreboot 那样同时启动所有核心，可以将操作系统加载后的时间大幅缩