Startvorgang von Windows NT

Gültig für: Windows NT

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Hier finden Sie eine kurze Beschreibung des Startvorgangs von Windows NT, dabei wird der Startablauf in Stichpunkten beschrieben.

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

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

 

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

 

Der NT Startvorgang in Stichworten:

 

Nach dem Starten vom Bootsektor lädt NT gleich den NT-Loader (befindet sich immer auf C:\ und heißt "NTLDR"). Dieses Programm wird schon im 32-Bit-Protected-Mode ausgeführt. Der Bootloader holt sich aus der Datei "C:\boot.ini" die Informationen, auf welcher Partition sich NT befindet und was für etwaige Betriebssysteme noch installiert sind.

 

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

 

Je nach Hardwareausstattung wird nun entweder ein passender Hostadapter-Treiber geladen oder NTLDR greift auf das System-BIOS zurück, um die Grundkomponenten von der jeweiligen Systempartition zu laden. Nach dem "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 drei Schritte unterteilt:

 

1. Kernel Initialisierung:
   Die Kontrolle wird an den Kernel übergeben. Mit den Hardwareinformationen von "ntdetect" werden nun einige Registry Einträge aktualisiert. Außerdem sichert NT die Konfigurationsdaten und lädt dann noch die Treiber, die das "SYSTEM" Attribut tragen.
2. Service Load:
   Der Session Manager (SMSS.EXE) bestimmt anhand der Registry, welche Programme beim Systemstart auszuführen sind.
3. Windows Subsystem Start:
   Startet das Local Security Authority System (LSASS.EXE) welches für die Anzeigen der Security verantwortlich ist. Dieses Programm führt den Logon-Prozess aus und startet alle eingerichteten Treiber und Dienste.

Um Windows NT erfolgreich zu starten, werden folgende Schritte abgearbeitet:

1. Selbsttest der Hardware (engl. Power On Self Test, POST)
2. Startprozess initialisieren
3. Bootprogramm laden
4. Auswahl des Betriebssystem
   Überprüfen der Hardware
5. Auswahl der Konfiguration
6. Kernel laden
7. Kernel initialisieren
8. 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 beschränken.

 

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 Anmeldefenster mit dem Text "Drücken Sie Strg + Alt + Entf um sich anzumelden" zeigt, hat der Computer das Betriebssystem Windows NT bereits geladen und den Großteil 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 bei deren Initialisierung kommt. Auch wenn Dateien defekt sind, Windows NT Dateien nicht findet, bzw. Dateien in falschen Verzeichnissen liegen, schlägt das Starten fehl.

 

Die folgende Tabelle zeigt, welche Dateien NT wo auf einem Rechner mit x86 CPU zum Starten benötigt:

Datei	Verzeichnis
NTLDR	Hauptverzeichnis der Startdisk
Boot.ini	Hauptverzeichnis der Startdisk
Bootsect.DOS	Hauptverzeichnis der Startdisk
NTDETECT.COM	Hauptverzeichnis der Startdisk
Ntbootdd.sys (SCSI only)	Hauptverzeichnis der Startdisk
NTOSKRNL.EXE	%SYSTEMROOT%\ System32
Hal.dll	%SYSTEMROOT%\ System32
SYSTEM key	%SYSTEMROOT%\ System32\Config
device drivers	%SYSTEMROOT%\ System32\Drivers

 

Im folgenden werden die oben genannten neun Schritte genau beschrieben:

 

1. Selbsttest der Hardware

 

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

1. Testen des vorhandenen RAM-Speichers.
2. Kontrolle, ob die Hardwarekomponenten (z.B. Tastatur) bereit sind.

Sobald der Computer, genauer das BIOS , seinen Selbsttest durchgeführt hat, führt 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. Startprozess initialisieren

 

Der erste Sektor der Festplatte ist der entscheidende für das Starten. Dieser Sektor enthält den "Master Boot Record" (MBR) und die Partitionstabelle.

 

Wird der Computer von einer Startdiskette gestartet, enthält ihr erster Sektor den Boot-Sektor.

 

Starten auf einem x86-basierten Rechner:

 

Nachdem das BIOS den Selbsttest des Rechners durchgeführt 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 lädt ihn in den Speicher. Danach übergibt es die Programmausführung dem Programmcode des MBR. Das Programm im MBR durchsucht als erstes das System nach der primären Festplattenpartition. Hat es diese gefunden, lädt es den Sektor 0 in den Speicher und führt den dort enthaltenen Programmcode aus. Dieser kann ein Programm, ein Diagnoseprogramm oder ein Programm zum Laden des Betriebssystem enthalten. Enthält die erste Festplatte keine primäre Partition, zeigt der Master-Boot-Record eine Fehlermeldung an:

1. Invalid partition table (ungültige Partitionstabelle)
2. Error loading operating system (Fehler beim Laden des Betriebssystems)
3. Missing operating system (Betriebssystem fehlt)

Befindet sich eine Diskette im Diskettenlaufwerk, lädt das BIOS den ersten Sektor in den Arbeitsspeicher. Ist die Diskette bootfähig, dann ist der erste Sektor der Boot Sektor. Ist die Diskette nicht bootfähig, 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 drücken)

 

3. Bootprogramm laden

 

Das Bootprogramm ermöglicht es Ihnen, das Betriebssystem zu wählen und lädt 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 führt 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, wird der Bildschirm gelöscht und folgende Meldung angezeigt:

 

OS Loader Vx.x

 

4. Betriebssystem auswählen

 

Anschließend zeigt NTLDR ein Menü 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 Zählers lädt 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.INIoder mit einer installierten NT Version in der Systemsteuerung geändert werden.

 

5. Überprüfen der Hardware

 

NTDETECT.COM ist für die Erkennung der Hardware bei x86 basierten Computern zuständig. Es sammelt eine Liste von gegenwärtig installierten Hardware Komponenten und gibt diese Information dann an NTLDR zurück. Nachdem Sie ein Betriebssystem bzw. eine Betriebssystemkonfiguration auf dem Boot Bildschirm ausgewählt haben (oder einfach die Zeit abgelaufen ist), beginnt das Programm NTDETECT.COMmit 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 gewählt haben, wird es gestartet. Nachdem das Bootprogramm die Hardwareinformation gesammelt hat, sehen Sie folgenden Bildschirm:

 

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 drücken. Wenn Sie die Leertaste nicht drücken nur ein Hardwareprofil haben, lädt das Bootprogramm Windows NT durch Verwenden der letzten Konfiguration. Sonst sehen Sie folgende Bildschirmausgabe:

 

Hardware-Profil und Wiederherstellung der Konfiguration

Letzte als funktionierend bekannte Konfiguration)

 

In diesem Menü können Sie ein Hardware-Profil auswählen, das beim Start

von Windows NT verwendet werden soll.

 

Dieses Menü ermöglicht es Ihnen außerdem, zu einer früheren Systemkonfiguration

zu wechseln, so dass System-Startprobleme vermieden werden können.

WICHTIG: Alle Änderungen der Systemkonfiguration, die seit dem letzten

erfolgreichen Starten gemacht worden sind, gehen verloren.

 

<HW-Profil 1>

<HW-Profil 2>

 

Verwenden Sie die NACH-OBEN- oder die NACH-UNTEN-TASTE, um Ihre Auswahl

zu markieren. Drücken Sie die EINGABETASTE, sobald Sie die gewünschte

Auswahl getroffen haben.

 

Drücken Sie die L-TASTE, um die letzte als funktionierend bekannte

Konfiguration zu verwenden. Drücken Sie die F3-TASTE, um dieses Menü zu

verlassen und den Computer neu zu starten.

 

Sekunden, bis die markierte Auswahl automatisch gestartet wird:..

 

Nach ein paar Sekunden wird die markierte Auswahlmöglichkeit automatisch gestartet.

 

Das erste Hardwareprofil ist hervorgehoben. Wenn Sie andere Hardwareprofile geschaffen haben, verwenden Sie den Abwärtspfeil, um ein anderes zu wählen, welches Sie verwenden wollen. Für mehr Information über Hardwareprofile schauen Sie nach dem Starten von Windows NT unter "Einstellungen" -> "Systemsteuerung" -> "System" -> "Hardwareprofile" nach. Sie können auch zwischen einer als gut bekannten Konfiguration und der zuletzt gewählten Konfiguration wählen. Windows NT verwendet automatisch die letzte Konfiguration, wenn Sie die letzte bekannte gute Konfiguration nicht wählen. Wenn Sie die alte Konfiguration verwenden, verwendet das Bootprogramm die Konfiguration von Windows, die NT beim letzten Herunterfahren gesichert hat.

 

Wenn Sie auf die letzte bekannte gute Konfiguration durch Drücken von "L" und der Eingabetaste umschalten, verwendet das Bootprogramm die letzte gute Konfiguration (diejenige, die zu einem erfolgreichen Start des Betriebssystems führte).

 

7. Kernel laden

 

Wenn Sie die Eingabetaste auf den Hardwareprofil/Konfigurationsholung Menü drücken oder das Bootprogramm die Auswahl für Sie automatisch macht, beginnt der Computer den Kernel zu laden. Sie sehen mehrere Punkte, da das Bootprogramm welches Windows lädt, den NT Kernel (NTOSKRNL.EXE) und die "Hardwareabstraktionsschicht" (besser engl. hardware abstraction layer) HAL.DLL lädt. NT besitzt die HAL, um auf verschiedenen Hardwareplattformen laufen zu können.

 

An dieser Stelle schafft das Bootprogramm den Kontrollsatz, den es verwenden wird, um den Computer zu initialisieren. Der Kontrollsatz ist entweder ein älterer Kontrollsatz oder der letzte, als gut bekannte, Kontrollsatz. Das Bootprogramm lädt dann die auf den identifizierten Daten basierenden niedrigen Gerätetreiber (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 folgenden Text sehen:

 

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 die Kontrolle übernommen hat.

Es folgt die Initialisierungsphase des Kernels:

1. Initialisieren die niedrigen Gerätetreiber, die in die vorherige Phase geladen wurden.
2. Laden und initialisieren der anderen Gerätetreiber.
3. Starten von Programmen wie z.B. Chkdsk, falls erforderlich.
4. Laden und initialisieren Dienstleistungen (engl. Startenervices).
5. Erstellen der Auslagerungsdatei (engl. Pagefile).
6. Starten der Subsysteme, die Windows NT benötigt.

9. Einloggen

 

Wenn die Kernel-Initialisierung beendet ist, erscheint der Dialogkasten Anmeldung beginnen, welcher den Infotext "Drücken Sie Strg + Alt + Entf um sich anzumelden" enthält. Zu dieser Zeit initialisiert Windows NT immer noch die Netzwerktreiber, aber Sie können 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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