Das Booten erklärt: Wie Computer starten und Betriebssysteme laden

Der Bootvorgang im Überblick

Im Ruhezustand eines Computers ist das Betriebssystem auf einem Sekundärspeicher wie einer SSD oder einer Festplatte gespeichert. Beim Starten des Computers muss sich das Betriebssystem im Hauptspeicher (RAM) befinden, damit alle Funktionen gestartet werden können. Der Vorgang, bei dem das System von einem Sekundärspeicher in den Hauptspeicher (RAM) geladen wird, wird als Bootvorgang bezeichnet.

Verschiedene Arten des Bootvorgangs

Je nach der Anzahl der auf einem Rechner installierten Betriebssysteme gibt es zwei Hauptarten des Bootvorgangs.

1. Kaltstart (Hard-Boot)

Ein Kaltstart findet statt, wenn ein Computer aus einem vollständig ausgeschalteten Zustand eingeschaltet wird. Das System durchläuft einen vollständigen Selbsttest beim Einschalten (POST), der die Hardware „initialisiert“ und Betriebssysteme vom Speicher in den RAM lädt.

2. Warmer (Soft-)Neustart

Ein warmer oder Soft-Neustart, der auch als Neustart bezeichnet wird, ist ein Vorgang, bei dem ein Computer neu gestartet wird, ohne ihn vollständig herunterzufahren. Ein Warm-Boot kann über eine Tastenkombination oder einen Neustartbefehl im Betriebssystem ausgelöst werden.

Beim Warm-Boot werden bestimmte Hardware-Initialisierungsprozesse übersprungen; dennoch ist er in manchen Szenarien eine wertvolle Startoption.

Power-On-Self-Test (POST)

Der Power-On-Self-Test ist ein wesentlicher Bestandteil des Startvorgangs und besteht aus einer Diagnoseroutine für Hardwarekomponenten. Er prüft den Status von Hardwarekomponenten wie CPU, Arbeitsspeicher, Speichermedien und anderen.

Im Grunde handelt es sich um eine Überprüfung, die darauf abzielt, Probleme zu finden, die den Startvorgang verhindern könnten. Wird ein Problem festgestellt, zeigt der POST in der Regel eine Fehlermeldung an. Verlief der Vorgang reibungslos, lädt der Computer einfach ein Betriebssystem.

Die Rolle des Master Boot Record (MBR)

Der Master Boot Record (MBR) ist ein Bootloader, nach dem das BIOS oder UEFI sucht, nachdem der POST abgeschlossen ist.

Normalerweise befindet sich der Bootloader in der ersten Ebene der Festplatte. Er besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Bootloader-Code, der angibt, wo das Betriebssystem gespeichert ist, und einer Partitionstabelle, die die verschiedenen Bereiche der Festplatte definiert.

Sobald der Bootloader ausgeführt wird, lädt er den Betriebssystemkern in den Arbeitsspeicher, und das System übernimmt die Kontrolle.

Schritte des Bootvorgangs

Der Bootvorgang umfasst die folgenden Schritte:

1. Stromversorgung des Mainboards und anderer Komponenten.

2. Ausführung der BIOS- oder UEFI-Firmware.

3. Identifizierung bootfähiger Geräte durch die Firmware.

4. Ausführung des POST und Test der Hardware.

5. Aktivierung des Bootloaders.

6. Laden des Betriebssystemkerns.

7. Der Kernel startet Hintergrunddienste und Schnittstellen.

8. Abschluss des Boot-Zyklus.

Was bedeutet Dual-Boot?

Wenn sich zwei Betriebssysteme auf dem Rechner befinden, kommt das Konzept des Dual-Boots zur Anwendung. Ein Benutzer kann in der Regel vor dem Start des Vorgangs auswählen, welches Betriebssystem geladen werden soll.

Beim Systemstart wird meist ein Menü mit Optionen zur Auswahl des zu ladenden Betriebssystems angezeigt.

Dual-Boot wird häufig von Entwicklern, IT-Fachleuten und Benutzern genutzt, die Zugriff auf mehrere Umgebungen benötigen.

Vergleich zwischen normalem Booten und Dual-Boot