計算機開機是一個神秘的過程。我們只是按了開機鍵，就看到屏幕上的進度條或者一行行的輸出，直到我們到達登錄界面。然而，計機開機又是個異常脆弱的過程，我們滿心期望的登錄界面可能并不會出現(xiàn)，而是一個命令行或者錯誤信息。了解計算機開機過程有助于我們修復開機可能出現(xiàn)的問題。

一、最初始階段

BIOS:當我們打開計算機電源，計算機會自動從主板的BIOS(Basic Input/Output System)讀取其中所存儲的程序。這一程序通常知道一些直接連接在主板上的硬件(硬盤，網(wǎng)絡接口，鍵盤，串口，并口)。現(xiàn)在大部分的BIOS允許你從軟盤、光盤或者硬盤中選擇一個來啟動計算機。

MBR/boot loader（grub）：下一步，計算機將從你所選擇的存儲設備中讀取起始的512 bytes(比如光盤一開是的512 bytes，如果我們從光盤啟動的話)。這512 bytes叫做主引導記錄MBR (master boot record)。關(guān)于MBR的說明，請參考文章《linux操作系統(tǒng)MBR詳解說明》。MBR會告訴電腦從該設備的某一個分區(qū)(partition)來裝載引導加載程序(boot loader)。Boot loader儲存有操作系統(tǒng)(OS)的相關(guān)信息，比如操作系統(tǒng)名稱，操作系統(tǒng)內(nèi)核 (kernel)所在位置等。常用的boot loader有GRUB和LILO。

加載kernel：隨后，boot loader會幫助我們加載kernel。kernel實際上是一個用來操作計算機的程序，它是計算機操作系統(tǒng)的內(nèi)核，主要的任務是管理計算機的硬件資源，充?軟件和硬件的接口。操作系統(tǒng)上的任何操作都要通過kernel傳達給硬件。Windows和Linux各自有自己kernel。狹義的操作系統(tǒng)就是指kernel，廣義的操作系統(tǒng)包括kernel以及kernel之上的各種應用。

（Linus Torvalds與其說是Linux之父，不如說是Linux kernel之父。他依然負責Linux kernel的開發(fā)和維護。至于Ubuntu, Red Hat, 它們都是基于相同的kernel之上，囊括了不同的應用和界面構(gòu)成的一個更加完整的操作系統(tǒng)版本。)

實際上，我們可以在多個分區(qū)安裝boot loader，每個boot loader對應不同的操作系統(tǒng)，在讀取MBR的時候選擇我們想要啟動的boot loader。這就是多操作系統(tǒng)的原理。

小結(jié)：BIOS -> MBR -> boot loader -> kernel

二、kernel

如果我們加載的是Linux kernel，Linux kernel開始工作。kernel會首先預留自己運行所需的內(nèi)存空間，然后通過驅(qū)動程序(driver)檢測計算機硬件。這樣，操作系統(tǒng)就可以知道自己有哪些硬件可用。隨后，kernel會啟動一個init進程。它是Linux系統(tǒng)中的1號進程(Linux系統(tǒng)沒有0號進程)。到此，kernel就完成了在計算機啟動階段的工作，交接給init來管理。

小結(jié): kernel -> init process

三、init process

(根據(jù)boot loader的選項，Linux此時可以進入單用戶模式(single user mode)。在此模式下，初?腳本還沒有開始執(zhí)行，我們可以檢測并修復計算機可能存在的錯誤)

隨后，init會運行一系列的初始腳本(startup scripts)，這些腳本是Linux中常見的shell scripts。這些腳本執(zhí)行如下功能：

設置計算機名稱，時區(qū)，檢測文件系統(tǒng)，掛載硬盤，清空臨時文件，設置網(wǎng)絡……

當這些初始腳本，操作系統(tǒng)已經(jīng)完全準備好了，只是，還沒有人可以登錄！?。nit會給出登錄(login)對話框，或者是圖形化的登錄界面。

輸入用戶名(比如說vamei)和密碼，DONE！

在此后的過程中，你將以用戶(user)vamei的身份操作電腦。此外，根據(jù)你創(chuàng)建用戶時的設定，Linux還會將你歸到某個組(group)中，比如可以是stupid組，或者是vamei組。

所以你將是用戶vamei， 同時是vamei組的組員。(注意，組vamei和用戶vamei只是重名而已，就好想你可以叫Dell, 同時還是Dell公司的老板一樣。你完全也可以是用戶vamei，同時為stupid組的組員)

總結(jié)：BIOS -> MBR -> boot loader（grub） -> kernel -> init process -> login