الإقلاع أوالإقلاع التمهيدي في الحوسبة (بالإنجليزية: Booting)‏ تعتبر عملية الإقلاع أبرز وأول العمليات التي تتم في الحاسوب؛ وهي عملية قد تكون مباشرة Hard بعد تحويل الطاقة الكهربائية من التوقف إلى التشغيل أوsoft عندما يتم التغاضي عن اختبار التشغيل الذاتي وهذا الاختبار من أبرز مراحل الإقلاع المستخدمة في البرنامج الرئيسي مثل البيوس أوغيره من الطرق الأحدث.

يمكن حتى تبدأ عملية الإقلاع من النوع Soft booting من أي عتاد (Hardware) مثل الضغط على زر التشغيل أوعن طريق أمر برمجي Software Command، وتنتهي عملية الإقلاع بمجرد تسلم نظام التشغيل المسؤلية للتحكم.

محمل الإقلاع هوبرنامج كمبيوتر يتحمل عبئ تحميل ومساعدة نظام التشغيل أوأحد برمجيات النظام بعد إتمام عملية اختبار التشغيل الذاتي POST، هذا المحمل يحمل نظام التشغيل نفسه، تتم أثناء التشغيل وبعد نهاية الاختبار الذاتي وبعد تحميل البرامج الرئيسية المطلوبة، محمل الإقلاع يتم تحميله في الذاكرة الرئيسية RAM main memory من الذاكرة الثانوية persistent memory مثل القرص الصلب أومن وسائط أخرى كما في أجهزة الحاسب القديمة مثل البطاقة المثقوبة punched cards أوالشريط المثقوب punched tape أوالشريط المغناطيسي magnetic tape ، بعد ذلك يتم تحميل وتطبيق العمليات النهائية للإقلاع .

كما يحدث في عملية الاختبار الذاتي POST يحدث مع اكواد (code) محمل الإقلاع، فان كان المكان محدود لاي سبب من الاسباب ليضم جميع الاكواد (codes) فانه يتم تقسيمه على مرحلتين فترة ابتدائية وفترة ثانوية، في الفترة الابتدائية يقوم محمل الإقلاع الابتدائي (primary boot loader) باستنادىء الثانوي (second-stage boot loader أوsecondary program loader) مثل جنوجرب GNU GRUB وأن.تي.أل.دي.أر NTLDR وسيسلينكس Syslinux وبوت اكس ابل BootX ومدير اقلاع ويندوز للاصدارات الحديثة BOOTMGR .

في أجهزة الحاسوب الحديثة لا تستغرق عملية الإقلاع وقتاً، ويتم بواسطتها الاختبار الذاتي وتهيئة المكونات ثم إيجاد وتحميل نظام التشغيل، عملية وضع الاستعداد للجهاز (sleeping mode) والسبات للجهاز Hibernation لا يضمهما الإقلاع.

بعض النظم المضمنة لا بحاجة تسلسل للإقلاع، ويمكن ببساطة ان تستدعي برامج العمل المخزنة على ROM (ذاكرة للقراءة فقط)، جميع أنظمة الحاسبات هي أنظمة آلة ذات حالات منتهية state machines، وعملية اعادة التشغيل reboot يمكن حتى تكون هي الطريقة الوحيدة لإرجاع النظام لحالته الاولى (zero-state) أومن حالة تعليق الكمبيوتر (locked state).

حدثة اقلاع Boot هي اختصار لحدثة Bootstrap , إن الهدف الرئيسي من عملية الإقلاع هوالسماح لجهاز التشغيل بالتعهد على محتوياته ومن ثم استنادىء برامج أكثر سهولة ومرونة وأداء.

نبذة تاريخية

هناك الكثير من الطرق المتنوعة لتحميل البرنامج الاولي القصير (محمل الإقلاع الاولي) ، هذه الطرق يمكن حتى تكون بسيطة ويمكن حتى تكون معقدة في حالات مثل الوسائط القابلة للإزالة removable media .

امثلة سابقة لبعض الدوائر المتكاملة ROM

أجهزة الكمبيوتر القديمة

الحواسيب القديمة التي كانت في الفترة بين أربعينيات وخمسينيات القرن الماضي كانت تعبير عن جهود هندسية مبذولة وقد تأخذ أسابيع للبرمجة، وكان تحميل البرنامج أحد المشاكل الكثيرة التي كان يجب حلها. أحد الحواسيب القديمة: إينياك، لم يكن يحوي على أي برمجية مخزنة في الذاكرة، وإنما وُضع لحل جميع معضلة على حدى بواسطة تكوين أسلاك الربط. لم يكن نظام الإقلاع مُطبّق في إينياك، حيث كان جاهزاً لحل المشاكل بمجرد تزويده بالطاقة.

أجهزة الكمبيوتر التجارية الأولى

احتوت أولى الحواسيب القابلة للبرمجة ومن أجل البيع التجاري _ مثل UNIVAC I وIBM 701 _ على مزايا لتبسيط العمليات. حيث احتووا على تعليمات تُنجز عمليات ولج أوخرج كاملة.

محمل الإقلاع

محمل الإقلاع (بالإنجليزية: Bootloader)‏ هوالبرنامج الموكل بتحميل باقي أجزاء نظام التشغيل بعد نجاح اختبارات التشغيل الذاتي (POST)، ويتواجد عادة في أول قرص الإقلاع ويتم استنادىئه من قبل البيوس.

محملات إقلاع الفترة الثانية

الإقلاع من الشبكة

معظم الأجهزة الحديثة لها القدرة على الإقلاع عبر الشبكة (computer network)، في هذا السيناريويتم تخزين نظام التشغيل على قرص الخادم (server)، ويتم نقل أجزاء معينة منه إلى جهاز العميل (client) باستخدام بروتوكول سهل مثل بروتوكول نقل الملفات المبسط Trivial File Transfer Protocol (TFTP) ، بعد حتى يتم نقل هذه الأجزاء يصبح نظام التشغيل مسيطر على عملية الإقلاع .

مراحل الإقلاع

هناك مرحلتان أساسيتان عند بدء تشغيل الحاسوب هما:

• إقلاع تمهيدي Pre-booting
• إقلاع النظام System booting

الإقلاع التمهيدي

بعد تشغيل الجهاز أوإعادة تشغيله يتم استنادىء برنامج صغير تم تخزينه مسبقا على ذاكرة للقراءة فقط ROM. قد يحدث هذا البرنامج مخزونا ضمن وحدة المعالجة المركزية CPU أوضمن وحدة أخرى تدعى البيوس BIOS أونظام الإدخال والإخراج الأساسي. وظيفة هذا البرنامج تتلخص في الاتي:

• التأكد من سلامة وحدات الجهاز الأساسية مثل ذاكرة التخزين RAM ولوحة المفاتيح والشاشة ومحركات الأقراص بالإضافة إلى وحدات أخرى مثل الفأرة والكروت الملحقة وكل وحدات الإدخال والإخراج وأي أجهزة أخرى ملحقة بالحاسوب. في الحواسيب المعتمدة على البيوس BIOS تدعى هذه المستوى باختبار التشغيل الذاتي POST.
• قراءة وتطبيق تفضيلات المستخدم (إن وجدت) مثل السماح باستمرارية الإقلاع وترتيبات الأجهزة المراد الإقلاع عبرها.
• البحث عن برنامج ذومستوى أعلى من الإقلاع وتسليمه المهمة.

إقلاع النظام

تنتهي مهمة البيوس بالبحث عن وحدة قابلة للإقلاع فتقوم بتحميل قطاع الإقلاع وتسليم المهام للشفرة المخزونة في هذا القطاع ويدعى هذا القطاع في محركات الأقراص الصلبة بسجل الإقلاع الرئيسي (MasterBoot Record MBR) حيث يقوم بدوره بقراء جدول الاقسام والبحث عن التقسيم الفعال. عند العثور على التقسيم الفعال يتم تحميل شفرة قطاع الإقلاع (النواة في بعض أنظمة التشغيل). بالنسبة لمحركات الأقراص ذات السعات التي تفوق 2TB تتم عمليات الإقلاع بطريقة مختلفة عن البيوس وذلك بواسطة جدول التقسيم ذوالمعهدات الفريدة الكامل GPT .

إقلاع دوس

يعتمد نظام تشغيل دوس DOS وميكروسوفت دوس MS-DOS على مجموعة ملفات رئيسية هي IO.SYS, MSDOS.SYS, CONFIG.SYS, COMMAND.COM بالإضافة إلى ملف اختياري هوautoexec.bat. توجد هذه الملفات في القطاع الفعال كما يشترط وجود IO.SYS في قطاع الإقلاع كي يتم تحميله بواسطة سجل الإقلاع الرئيسي MBR.

إقلاع ويندوز

تختلف أنظمة إقلاع ويندوز باختلاف الإصدارات مثلا ويندوز 3x يعتمد على MS-DOS في الإقلاع ثم يضاف أمر Win.com في الملف الدفعاتي Autoexec.bat لاستكمال عملية إقلاع ويندوز. الحالة مماثلة في جميع من ويندوز 95 وويندوز 98 إلا حتى ويندوز يستطيع الإقلاع دون الحاجة لتضمين win.com في الملف الدفعاتي autoexec.bat.

بالنسبة لويندوز NT و2000 وXP تتم عملية الإقلاع بطريقة مختلفة تماما عن سابقاتها حيث حتى عملية تهيئة نظام الملفات تمهد قطاع بدء الإقلاع بحيث يتم البحث عن ملف يدعى ntldr والذي يقوم بدوره في البحث عن تقسيمات الإقراص والتقسيمات الفعالة، بعد ذلك يقوم هذا الملف بالبحث عن ملف آخر يدعى boot.ini وهوملف نصي تخزن فيه أنظمة التشغيل المراد إقلاعها ونظام الإقلاع الافتراضي. إذا كان نظام الإقلاع المطلوب هوويندوز 2000 أوXP يتم التوجيه باستكمال عمليات الإقلاع عبر ملف يدعى ntdetect.com.

تختلف عملية إقلاع ويندوز فيستا كليا عن جميع أنظمة ويندوز السابقة وذلك لكي تتوافق مع أنظمة التشغيل الأخرى مثل يونكس ولينكس. يستخدم ويندوز فيستا Windows Boot Manager (BOOTMGR) بدلا من NTLDR والذي يقوم بقراءة بيانات إعداد الإقلاع BCD. يختلف إقلاع ويندوز فيستا عن نسخ ويندوز السابقة في قدرته على التعهد على أنظمة أخرى كـ لينكس ويونكس وتعديل قائمة BCD عند بدء الإقلاع للسماح للمستخدم باختيار نظام التشغيل المناسب.

إقلاع لينكس

لتحميل نواة لينكس على الذاكرة الرئيسية للنظام يمكن استعمال أي من قابلات الإقلاع التالية:

• ليلو: وهي قابلة بدء تشغيل تقوم بقراءة بيانات بدء الإقلاع المخزونة في المسار /etc/lilo.conf إلا أنها تستمد بعض بياناتها من MBR مثل فهم أنظمة تشغيل ويندوز.
• جرب: قابلة بدء إقلاع مستقلة كليا عن MBR أكثر مرونة وقادرة على تفادي الأخطاء.
• لودلين: قابلة بدء إقلاع تقوم بتحميل لينكس من أنظمة دوس.

إقلاع عبر الشبكة

تدعم بعض أنظمة البيوس وأنظمة التشغيل طريقة الإقلاع عبر الشبكة في أجهزة الحاسوب الحديثة.

إعادة التشغيل

• إعادة تشغيل بارد: ينجم عنه إغلاق زر التشغيل ثم تشغيله مرة أخرى وتتم هذه العملية لضمان إعادة تشغيل الجهاز آليا دون الحاجة لضغط زر الطاقة مرة أخرى.
• إعادة تشغيل ناعم: تقوم بها بعض البرامج لإعادة ضبط خط البيانات.

انظر أيضًا

• البيوس BIOS
• نظام تشغيل
• جنوجرب GRUB
• سجل الإقلاع الرئيسي MBR
• سجل إقلاع القسم VBR
• سجل الإقلاع الموسع EBR

مصادر ومراجع