電腦入門 認識Windows XP 的啟動過程
在按下計算機電源使計算機啟動，並且在Windows XP專業版操作系統啟動之前這段時間，我們稱之為預引導（Pre-Boot）階段，在這個階段裡，計算機首先運行Power On Self Test（POST），POST檢測系統的總內存以及其他硬件設備的現狀。
從按下計算機開關啟動計算機，到登入到桌面完成啟動，一共經過了以下幾個階段：
1. 預引導(Pre-Boot)階段；
2. 引導階段；
3. 加載內核階段；
4. 初始化內核階段；
5. 登陸。
每個啟動階段的詳細介紹
a) 預引導階段
在按下計算機電源使計算機啟動，並且在Windows XP專業版操作系統啟動之前這段時間，我們稱之為預引導（Pre-Boot）階段，在這個階段裡，計算機首先運行Power On Self Test（POST），POST檢測系統的總內存以及其他硬件設備的現狀。如果計算機系統的BIOS(基礎輸入/輸出系統)是即插即用的，那麼計算機硬件設備將經過檢驗以及完成配置。計算機的基礎輸入/輸出系統（BIOS）定位計算機的引導設備，然後MBR(Master Boot Record)被加載並運行。在預引導階段，計算機要加載Windows XP的NTLDR文件。
b) 引導階段
Windows XP Professional引導階段包含4個小的階段。
首先，計算機要經過初始引導加載器階段（Initial Boot Loader），在這個階段裡，NTLDR將計算機微處理器從實模式轉換為32位平面內存模式。在實模式中，系統為MS-DOS保留640kb內存，其余內存視為擴展內存，而在32位平面內存模式中，系統（Windows XP Professional）視所有內存為可用內存。接著，NTLDR啟動內建的mini-file system drivers，通過這個步驟，使NTLDR可以識別每一個用NTFS或者FAT文件系統格式化的分區，以便發現以及加載Windows XP Professional，到這裡，初始引導加載器階段就結束了。
接著系統來到了操作系統選擇階段，如果計算機安裝了不止一個操作系統（也就是多系統），而且正確設置了boot.ini使系統提供操作系統選擇的條件下，計算機顯示器會顯示一個操作系統選單，這是NTLDR讀取boot.ini的結果。（至於操作系統選單，由於暫時條件不夠，沒辦法截圖，但是筆者模擬了一個，見圖一。）
在boot.ini中，主要包含以下內容：
[boot loader]
timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)WINDOWS
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)WINNT="Windows Windows 2000 Professional"
.
其中，multi(0)表示磁盤控制器，disk(0)rdisk(0)表示磁盤，partition(x)表示分區。NTLDR就是從這裡查找Windows XP Professional的系統文件的位置的。（*本文不會更詳細地講解boot.ini的組成結構，因為其與本主題關系不大，如果想了解，可以到一些專門的網站處查詢相關信息。）如果在boot.ini中只有一個操作系統選項，或者把timeout值設為0，則系統不出現操作系統選擇菜單，直接引導到那個唯一的系統或者默認的系統。在選擇啟動Windows XP Professional後，操作系統選擇階段結束，硬件檢測階段開始。
在硬件檢測階段中，ntdetect.com將收集計算機硬件信息列表並將列表返回到NTLDR，這樣做的目的是便於以後將這些硬件信息加入到注冊表HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware中。
硬件檢測完成後，進入配置選擇階段。如果計算機含有多個硬件配置文件列表，可以通過按上下按鈕來選擇。如果只有一個硬件配置文件，計算機不顯示此屏幕而直接使用默認的配置文件加載Windows XP專業版。
引導階段結束。在引導階段，系統要用到的文件一共有：NTLDR，Boot.ini，ntdetect.com，ntokrnl.exe，Ntbootdd.sys，bootsect.dos（可選的）。
c) 加載內核階段
在加載內核階段，ntldr加載稱為Windows XP內核的ntokrnl.exe。系統加載了Windows XP內核但是沒有將它初始化。接著ntldr加載硬件抽象層（HAL，hal.dll），然後，系統繼續加載HKEY_LOCAL_MACHINEsystem鍵，NTLDR讀取select鍵來決定哪一個Control Set將被加載。控制集中包含設備的驅動程序以及需要加載的服務。NTLDR加載HKEY_LOCAL_MACHINEsystemservice...下start鍵值為0的最底層設備驅動。當作為Control Set的鏡像的Current Control Set被加載時，ntldr傳遞控制給內核，初始化內核階段就開始了。
d) 初始化內核階段
在初始化內核階段開始的時候，彩色的Windows XP的logo以及進度條顯示在屏幕中央，在這個階段，系統完成了啟動的4項任務：
? 內核使用在硬件檢測時收集到的數據來創建了HKEY_LOCAL_MACHINEHARDWARE鍵。
? 內核通過引用HKEY_LOCAL_MACHINEsystemCurrent的默認值復制Control Set來創建了Clone Control Set。Clone Control Set配置是計算機數據的備份，不包括啟動中的改變，也不會被修改。
? 系統完成初始化以及加載設備驅動程序，內核初始化那些在加載內核階段被加載的底層驅動程序，然後內核掃描HKEY_LOCAL_MACHINEsystemCurrentControlSetservice...下start鍵值為1的設備驅動程序。這些設備驅動程序在加載的時候便完成初始化，如果有錯誤發生，內核使用ErrorControl鍵值來決定如何處理，值為3時，錯誤標志為危機/關鍵，系統初次遇到錯誤會以LastKnownGood Control Set重新啟動，如果使用LastKnownGood Control Set啟動仍然產生錯誤，系統報告啟動失敗，錯誤信息將被顯示，系統停止啟動；值為2時錯誤情況為嚴重，系統啟動失敗並且以LastKnownGood Control Set重新啟動，如果系統啟動已經在使用LastKnownGood值，它會忽略錯誤並且繼續啟動；當值是1的時候錯誤為普通，系統會產生一個錯誤信息，但是仍然會忽略這個錯誤並且繼續啟動；當值是0的時候忽略，系統不會顯示任何錯誤信息而繼續運行
? Session Manager啟動了Windows XP高級子系統以及服務，Session Manager啟動控制所有輸入、輸出設備以及訪問顯示器屏幕的Win32子系統以及Winlogon進程，初始化內核完畢。
e) 登陸
? Winlogon.exe啟動Local Security Authority，同時Windows XP Professional歡迎屏幕或者登陸對話框顯示，這時候，系統還可能在後台繼續初始化剛才沒有完成的驅動程序。
？提示輸入有效的用戶名或密碼。
？Service Controller最後執行以及掃描HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServives來檢查是否還有服務需要加載，Service Controller查找start鍵值為2或更高的服務，服務按照start的值以及DependOnGroup和DepandOnService的值來加載。
只有用戶成功登陸到計算機後，Windows XP的啟動才被認為是完成，在成功登陸後，系統拷貝Clone Control Set到LastKnownGood Control Set，完成這一步驟後，系統才意味著已經成功引導了。
