Cuando enciende una computadora, pasa por un proceso de «arranque», un término que proviene de la palabra «bootstrap». Esto es lo que sucede en segundo plano, ya sea que esté utilizando un sistema Windows PC, Mac o Linux.
El hardware se enciende
Cuando presiona el botón de encendido, la computadora suministra energía a sus componentes: la placa base, el procesador, los discos duros, las unidades de estado sólido, los procesadores gráficos y todo lo demás en la computadora.
La pieza de hardware que proporciona energía se llama «fuente de alimentación». Dentro de una computadora de escritorio típica, parece una caja en la esquina de la caja (la cosa amarilla en la imagen de arriba), y ahí es donde se conecta el cable de alimentación de CA.
CPU carga UEFI o BIOS
Ahora que tiene electricidad, la CPU se inicializará y buscará un pequeño programa que generalmente se almacena en un chip en la placa base.
En el pasado, la PC cargaba algo llamado BIOS (Sistema básico de entrada / salida). En las PC modernas, la CPU carga el firmware de la Interfaz de firmware extensible unificada (UEFI) en su lugar. Es un reemplazo moderno del BIOS antiguo. Pero, para complicar aún más las cosas, algunos fabricantes de PC todavía llaman a su software UEFI “BIOS”.
UEFI o BIOS prueba e inicializa el hardware
El firmware BIOS o UEFI carga los ajustes de configuración desde una ubicación especial en la placa base. Tradicionalmente, se trataba de una memoria respaldada por una batería CMOS. Si cambia algunas configuraciones de bajo nivel en la pantalla de configuración de su BIOS o UEFI, aquí es donde se almacenan sus configuraciones personalizadas.
El procesador ejecuta UEFI o BIOS, que prueba e inicializa el hardware de su sistema, incluido el propio procesador. Por ejemplo, si su computadora no tiene RAM, emitirá un pitido y mostrará un error, deteniendo el proceso de arranque. Esto se denomina proceso POST (autoprueba de encendido).
Es posible que vea aparecer el logotipo del fabricante de la PC en la pantalla durante este proceso y, a menudo, puede presionar un botón para acceder a la pantalla de configuración de BIOS o UEFI desde aquí. Sin embargo, muchas PC modernas pasan por este proceso tan rápido que no se molestan en mostrar un logotipo y requieren acceder a la pantalla de configuración de UEFI desde el menú Opciones de arranque de Windows.
UEFI puede hacer más que simplemente inicializar el hardware; es realmente un pequeño sistema operativo. Por ejemplo, los procesadores Intel tienen el motor de administración Intel. Esto proporciona una variedad de características, incluida la potencia de la tecnología de administración activa de Intel, que permite la administración remota de las PC corporativas.
UEFI o BIOS cambian a un dispositivo de arranque
Una vez que se completen las pruebas y la inicialización de su hardware, UEFI o BIOS transferirán la responsabilidad de iniciar su PC al cargador de arranque de su sistema operativo.
UEFI o BIOS busca un «dispositivo de inicio» desde el cual iniciar su sistema operativo. Por lo general, este es el disco duro o SSD de su computadora, pero también puede ser un CD, DVD, unidad USB o ubicación de red. El dispositivo de arranque se puede configurar desde la pantalla de configuración de UEFI o BIOS. Si tiene más de un dispositivo de arranque, UEFI o BIOS intentan pasarles el proceso de arranque en el orden en que aparecen en la lista. Entonces, por ejemplo, si tiene un DVD de arranque en su unidad óptica, el sistema puede intentar arrancar desde él antes de intentar arrancar desde su disco duro.
Tradicionalmente, un BIOS miraba el registro de arranque maestro (MBR), un sector de arranque especial al inicio de un disco. El MBR contiene código que carga el resto del sistema operativo, llamado «cargador de arranque». El BIOS ejecuta el cargador de arranque, que lo toma desde allí y comienza a arrancar el sistema operativo real, Windows o Linux, por ejemplo.
Las computadoras con UEFI aún pueden usar este método de arranque MBR anticuado para arrancar un sistema operativo, pero normalmente usan algo llamado ejecutable EFI en su lugar. No es necesario almacenarlos al comienzo de un disco. En su lugar, se almacenan en lo que se denomina una «partición del sistema EFI».
De cualquier manera, el principio es el mismo: BIOS o UEFI examina un dispositivo de almacenamiento en su sistema para un programa pequeño, ya sea en el MBR o en una partición del sistema EFI, y lo ejecuta. Si no hay un dispositivo de arranque que pueda arrancar, el proceso de arranque falla y aparece un mensaje de error en su pantalla.
En las PC modernas, el firmware UEFI generalmente se configura para «arranque seguro». Esto asegura que el sistema operativo que arranca no haya sido manipulado y no cargará malware de bajo nivel. Si el arranque seguro está habilitado, UEFI comprueba si el cargador de arranque está firmado correctamente antes de iniciarlo.
El cargador de arranque carga todo el sistema operativo
El cargador de arranque es un pequeño programa que tiene la pesada tarea de arrancar el resto del sistema operativo. Windows usa un cargador de arranque llamado Windows Boot Manager (Bootmgr.exe), la mayoría de los sistemas Linux usan GRUB y los Mac usan algo llamado boot.efi.
Si hay un problema con el cargador de arranque, por ejemplo, si sus archivos están dañados en el disco, verá un mensaje de error del cargador de arranque y el proceso de arranque se detendrá.
El cargador de arranque es solo un programa pequeño y no maneja el proceso de arranque por sí solo. En Windows, el Administrador de arranque de Windows busca e inicia Cargador del sistema operativo Windows. El cargador del sistema operativo carga los controladores de hardware esenciales necesarios para ejecutar el kernel (la parte central del sistema operativo Windows) y luego inicia el kernel. Luego, el kernel carga el registro del sistema en la memoria y también carga los controladores de hardware adicionales marcados con «BOOT_START», lo que significa que deben cargarse en el momento del arranque. Luego, el kernel de Windows inicia el proceso de administración de sesiones (Smss.exe), que inicia la sesión del sistema y carga controladores adicionales. Este proceso continúa y Windows carga los servicios en segundo plano, así como la pantalla de Inicio, que le permite iniciar sesión.
En Linux, el cargador de arranque GRUB carga el kernel de Linux. El kernel también arranca el sistema de arranque, es decir, systemd en la mayoría de las distribuciones modernas de Linux. El sistema init gestiona el inicio de servicios y otros procesos de usuario que conducen a una solicitud de inicio de sesión.
Este proceso involucrado es solo una forma de cargar todo bien haciendo las cosas en el orden correcto.
Por cierto, los llamados «programas de inicio» se cargan cuando inicia sesión en su cuenta de usuario, no cuando se inicia el sistema. Pero algunos servicios en segundo plano (en Windows) o demonios (en Linux y macOS) se inician en segundo plano cuando se inicia el sistema.
El proceso de cierre también es bastante complejo. Esto es exactamente lo que sucede cuando apaga o cierra sesión en una PC con Windows.
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