能在系统加载前执行代码的是什么

能在系统加载前执行代码的是BIOS（基本输入输出系统）、Bootloader（引导加载程序）、UEFI（统一可扩展固件接口）。在传统计算机启动过程中，主要由BIOS或UEFI来负责。BIOS 是早期个人计算机中使用的固件接口，其作为硬件和操作系统之间的桥梁，在系统加电后立即被执行，它主要负责初始化系统硬件、提供运行时服务以及加载Bootloader。Bootloader 则是在BIOS运行后，由它来加载操作系统内核。UEFI 是后来取代BIOS的固件接口标准，它提供了更加灵活的启动方式和丰富的界面特性，而且它的安全性和启动速度也相对更优。

为具体展开描述，以BIOS为例，当电脑加电启动时，CPU会执行固定位置的BIOS启动代码。BIOS会进行POST（电源自检），检查并初始化计算机硬件组件，包括内存、处理器、磁盘、显卡等。接着，BIOS会在用户预设的顺序中搜索可启动设备，如硬盘、光驱或U盘，找到启动设备后，BIOS会加载引导扇区（Boot Sector）中的Bootloader，这时Bootloader接管系统，开始引导相应的操作系统启动。

一、BIOS与计算机启动流程

BIOS（Basic Input/Output System）作为计算机系统启动时首先运行的软件，其在计算机加电和启动过程中起着至关重要的作用。在加电自检（POST）完成后，BIOS会读取存储在CMOS芯片中的系统设置信息，根据设置来确定引导设备的顺序，并且开始尝试从这些设备中加载操作系统。通过这样的流程，BIOS确保硬件正常工作，并且负责引导操作系统的加载。

执行加电自检（POST）：

BIOS首要任务是执行POST，确保连接到计算机上的所有必要硬件部件都能正常工作。在POST过程中，BIOS会进行一系列测试，如检测CPU、内存、键盘通信和其他基础输入输出设备。若检测到硬件故障，BIOS会发出一定的声音或显示错误代码，用以提示用户问题所在。
加载Bootloader：

一旦完成硬件检查而没有发现任何阻碍启动的问题，BIOS就会进行下一步操作：加载Bootloader。Bootloader通常位于磁盘的引导扇区（如MBR或GPT），是启动过程中必不可少的组件。它负责读取磁盘上的操作系统核心文件并将控制权交给操作系统。

二、Bootloader的角色与功能

Bootloader的基础作用：

Bootloader是位于存储器的特定位置，如硬盘的MBR、U盘的启动分区等，它的主要作用是为操作系统的加载提供必备的支撑。一旦BIOS识别到Bootloader，就会将系统启动的任务交托给它。Bootloader在不同的系统中有不同的实现，例如：Linux中的GRUB、Windows中的Windows Boot Manager。
Bootloader的高级特性：

高级Bootloader除了基本加载操作系统的职责外，还可能具备多重引导选择菜单、预启动环境设置、故障恢复选项等特性。例如，GRUB允许用户在启动时选择加载不同的操作系统或内核版本，还可以通过编辑引导指令来故障排除或更改引导参数。

三、UEFI代替BIOS的优势

启动过程的现代化：

UEFI提供了一种比老式BIOS更加现代化的启动方式。它不受旧式BIOS 16位模式、1 MB地址空间的限制，可以运行更加复杂的启动程序和应用程序，从而允许更快速和更安全的系统引导过程。
安全启动与网络启动：

UEFI引入了安全启动功能，它可以防止非授权的操作系统加载，增强系统安全性。同时，UEFI还支持网络启动，允许计算机通过网络直接加载镜像文件，这对企业环境中部署大量计算机的系统安装和维护非常有帮助。

四、计算机启动流程的发展

由BIOS到UEFI：

随着技术的发展，基于老式BIOS的限制逐渐为人所熟知。这些限制包括启动磁盘大小不能超过2TB、只能支持4个主分区等。UEFI的出现解决了许多这样的限制。目前，许多新电脑已经采用UEFI作为默认的固件接口方法。
启动流程的未来趋势：

随着云计算和虚拟化技术的普及，计算机启动流程可能会继续演化。机器可能不再依赖本地的Bootloader或操作系统，而是直接从云端加载虚拟机环境或操作系统，这对于BIOS和UEFI这样的启动程序会带来新的挑战和机遇。

综上所述，BIOS、Bootloader和UEFI是计算机系统加载前执行代码的关键组件。它们直接参与计算机的启动过程，确保硬件资源准备就绪，并负责操作系统的顺利加载。随着计算机技术的发展，这一启动流程也在不断进化，以适应更大容量的存储设备、更快速的启动时间和更新的安全需求。

相关问答FAQs：

什么是系统加载前执行的代码？

在系统加载之前执行的代码，指的是在系统启动过程中，在操作系统开始加载之前执行的代码。这些代码通常用于配置系统、初始化设备或执行其他需要在系统正常运行之前完成的任务。

有哪些可以在系统加载前执行代码的方法？

BIOS（基本输入输出系统）中的预启动执行环境（PXE）：PXE是一种网络协议，可以使计算机通过网络启动，并在启动时执行一些特定的代码。在PXE启动过程中，计算机会连接到网络中的PXE服务器，并下载并执行服务器上的预配置的代码。
启动引导程序中的启动脚本：启动引导程序是在系统加载前执行的代码的另一个常见位置。启动脚本是一种包含特定指令的脚本文件，可以在系统启动过程中执行。通过编辑启动引导程序的配置文件，可以设置在系统加载前执行的自定义代码。
UEFI（统一扩展固件接口）中的启动选项：UEFI是一种现代的固件接口，取代了传统的BIOS。UEFI提供了一组可配置的启动选项，允许在系统加载前执行自定义代码。通过编辑UEFI的配置文件，可以在系统启动过程中执行自定义脚本或程序。

为什么要在系统加载前执行代码？

在系统加载前执行代码可以实现许多功能，包括：