¿Qué sucede exactamente cuando enciendes tu ordenador?

¿Qué sucede exactamente cuando enciendes tu ordenador?
Encendido de un ordenador
Modificado por última vez en Sábado, 05 Enero 2019 18:59
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En las PC modernas, el firmware UEFI generalmente se configura para "arranque seguro"

Cuando enciendes un ordenador pasa por un proceso de "arranque" (boot up), un término que viene de la palabra "bootstrap". Esto es lo que está sucediendo en segundo plano: si estás usando un PC con Windows, Mac o un sistema Linux.

Se enciende el hardware

Cuando presionas el botón de encendido, la computadora suministra energía a sus componentes: la placa base, la CPU, los discos duros, las unidades de estado sólido, los procesadores gráficos y todo lo demás en la computadora.

fuente de alimentación

La pieza de hardware que suministra energía se conoce como "fuente de alimentación". Dentro de una típica computadora de escritorio, parece una caja en la esquina de la carcasa (la cosa amarilla en la imagen de arriba), y es donde se conecta el cable de alimentación.

La CPU carga UEFI o BIOS

Ahora que tiene electricidad, se inicializa la CPU y busca un pequeño programa que normalmente se almacena en un chip en la placa base.

CPU

En el pasado, el PC cargaba algo llamado BIOS (Basic Input/Output System - Sistema básico de entrada/salida). En los modernos PC, la CPU carga en su lugar el firmware UEFI (Unified Extensible Firmware Interface - Interfaz de firmware extensible unificada). Este es un reemplazo moderno para la BIOS de estilo antiguo. Pero, para hacerlo más confuso, de todos modos algunos fabricantes de PC todavía llaman "BIOS" a su software UEFI.

UEFI o BIOS examina e inicializa el hardware

La BIOS o el firmware UEFI cargan los ajustes de configuración de un lugar especial en la placa base; tradicionalmente, esto estaba en la memoria respaldada por una batería CMOS. Si se cambian algunas configuraciones de bajo nivel en la pantalla de configuración de la BIOS o la UEFI, aquí es donde se almacenan nuestras configuraciones personalizadas.

pantalla de inicio de BIOS

La CPU ejecuta UEFI o BIOS, que prueba e inicializa el hardware del sistema, incluida la propia CPU. Por ejemplo, si la computadora no tiene RAM, emitirá un pitido y mostrará un error, deteniendo el proceso de arranque. Esto se conoce como el proceso POST (Power On Self Test).

Durante este proceso es posible que veas el logotipo del fabricante de la PC en la pantalla y, a menudo, puedes presionar un botón para acceder desde aquí a la pantalla de configuración de BIOS o UEFI. Sin embargo, muchas PC modernas vuelan a través de este proceso tan rápido que no se molestan en mostrar un logotipo y requieren acceder a la pantalla de configuración UEFI desde el menú de Opciones de Arranque de Windows.

la UEFI puede hacer mucho más que solo inicializar hardware. Es realmente un pequeño sistema operativo. Por ejemplo, las CPU de Intel tienen el motor de administración de Intel. Esto proporciona una variedad de características, incluida la potenciación de la tecnología de administración activa de Intel, que permite la administración remota de las PC de negocios.

UEFI o BIOS se transfiere a un dispositivo de arranque

Una vez que haya terminado de probar e inicializar el hardware, UEFI o BIOS entregará la responsabilidad de arrancar el PC al cargador de arranque del sistema operativo.

configuración de la BIOS

UEFI o BIOS busca un "dispositivo de arranque" desde el cual arrancar el sistema operativo. Por lo general, este es el disco duro o la unidad de estado sólido de la computadora, pero también puede ser un CD, DVD, unidad USB o ubicación de red.

El dispositivo de arranque se puede configurar desde la pantalla de configuración de UEFI o BIOS. Si tienes varios dispositivos de arranque, UEFI o BIOS intentan entregarles el proceso de arranque en el orden en que aparecen en la lista. Por ejemplo, si la PC tiene un DVD de arranque en su unidad óptica, el sistema podría intentar comenzar desde él antes de hacerlo desde el disco duro.

Tradicionalmente, un BIOS miraba el MBR (Master Boot Record - registro de arranque maestro), un sector de arranque especial al principio de un disco. El MBR contiene código que carga el resto del sistema operativo, conocido como un "gestor de arranque" (bootloader). La BIOS ejecuta el gestor de arranque, que lo lleva desde allí y comienza a arrancar el sistema operativo real: Windows o Linux, por ejemplo.

Las computadoras con UEFI todavía pueden usar este método de arranque MBR de estilo antiguo para iniciar un sistema operativo, pero en su lugar normalmente usan algo llamado un ejecutable EFI. Estos no tienen que ser almacenados al principio de un disco. En su lugar, se almacenan en algo llamado "partición del sistema EFI".

De cualquier manera, el principio es el mismo: el BIOS o el UEFI examinan un dispositivo de almacenamiento en el sistema para buscar un pequeño programa, ya sea en el MBR o en una partición del sistema EFI, y lo ejecuta. Si no hay un dispositivo de arranque, el proceso de arranque falla, y se verá un mensaje de error que lo indica en la pantalla.

En las PC modernas, el firmware UEFI generalmente se configura para "arranque seguro". Esto garantiza que el sistema operativo que se inicia no haya sido manipulado y no cargará malware de bajo nivel. Si está habilitado el arranque seguro, el UEFI comprueba si el gestor de arranque está firmado correctamente antes de iniciarlo.

El gestor de arranque carga el sistema operativo completo

El gestor de arranque es un pequeño programa que tiene la gran tarea de arrancar el resto del sistema operativo. Windows usa un gestor de arranque llamado Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), la mayoría de los sistemas LinuxLinux usan GRUB y las Mac usan algo llamado boot.efi.

inicio de Windows 10

Si hay un problema con el gestor de arranque, por ejemplo, si los archivos del disco están dañados, verás un mensaje de error del gestor de arranque y el proceso de inicio se detendrá.

El gestor de arranque es solo un pequeño programa, y no maneja por sí solo el proceso de arranque. En Windows, el Administrador de arranque de Windows encuentra e inicia el gestor del sistema operativo Windows. El cargador del sistema operativo carga los controladores de hardware esenciales necesarios para ejecutar el kernel, la parte central del sistema operativo Windows, y luego inicia el kernel.

El kernel carga luego en la memoria el registro del sistema y también carga cualquier controlador de hardware adicional que esté marcado con "BOOT_START", lo que significa que deben cargarse al inicio. El kernel de Windows inicia el proceso del administrador de sesión (Smss.exe), que inicia la sesión del sistema y carga controladores adicionales. Este proceso continúa y Windows carga los servicios en segundo plano, así como la pantalla de bienvenida, que nos permite iniciar sesión.

En Linux, el cargador de arranque GRUB carga el kernel de Linux. El kernel también inicia el sistema init, que se encuentra en la mayoría de las distribuciones modernas de Linux. El sistema init maneja los servicios de inicio y otros procesos de usuario que llevan a un aviso de inicio de sesión.

Este proceso involucrado es solo una forma de hacer que todo se cargue correctamente haciendo las cosas en el orden establecido.

Por cierto, los llamados "programas de inicio" en realidad se cargan cuando se inicia una sesión en la cuenta de usuario, no cuando se inicia el sistema. Pero algunos servicios en segundo plano (en Windows) o demonios (en Linux y macOS) se inician en segundo plano cuando se inicia el sistema.

El proceso de cierre también es bastante complicado. Esto es exactamente lo que sucede cuando apagas o cierras sesión en una PC con Windows.


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