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パソコンの起動(ブートストラップ)

キーワード

ブートストラップ、BIOS、起動ドライバ、ブートローダ、UEFI


パソコンの起動(ブートストラップ)

パソコンの電源を入れてから、OSが起動して利用可能になるまでの処理をブートストラップ(bootstrap)またはブートといいます。
 「電源投入」→「BIOS(注)」→「ブートローダ」→「OS」の順序でブートストラップが行われます。

電源投入

パソコンに電源を入れると、マザーボードのコネクタがそれをキャッチして、パソコンの電源ユニットであるATX(Advanced Technology eXtended)電源に信号が送られます。
 ATX電源は、パソコンの各部に給電を開始します。それが安定するとクロックが動き出し、CPUが稼働状態になります。
 CPUは稼働すると、すぐにBIOSを実行します。

BIOS(Basic Input Output System)

BIOSのプログラムは、電源が切れても内容が消えない(非揮発性)の半導体メモリROMあるいはフラッシュメモリに記憶され、マザーボードに配置されています。パソコンに電源が入ると、このプログラムが自動的に起動します。

BIOSは、主に次の処理を行います。

ブートローダ

BIOSにより起動されたブートローダは、OSを起動するための各種処理を実行します。
 MBRは1セクタしかないので、すべての処理プログラムを入れることができません。プライマリ部分(Boot Strap Loader)であるだけが格納されており、それから実際の処理プログラムIPL(Initial Program Loader)を呼び出して実行します。
 各種処理とは、プロセッサーの動作モードの決定、ルートディレクトリの設定、デバイスドライバの読込など多様ですが、ここでは省略します。
 これによりOSが起動して、ディスプレイに初期画面が表示されます。

UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)

近年は、BIOSからUEFIへと移行してきました。BIOSもUEFIもハードウェアに組み込まれたソフトウェアで、その選択にはハードウェアとOSが関係します。現在では多くのパソコンがUEFI対応が可能になっています。OSもWindowsではWindows7の64ビット版で両者の選択ができ、Windows8以降はUEFIが標準になっています。

BIOSでのブートローダは、EFI(Extensible Firmware Interface)ブートローダになり、MBRの容量制約がなくなるなどの改善点がありますが、基本的な位置づけは同じです。

BIOSと比較してUEFIには次のような利点があります。