使用电脑这么长时间了，很多人可能跟我一样都不太清楚电脑是怎样启动的，所谓的电脑原本只是一堆破铜烂铁废塑料，接通电源之后，竟拥有强大的计算能力的，为我们提供服务。我们所需要做的仅仅是按下开机按钮，然后等待开机完成即可，我们来试着探究一下电脑开机背后的故事。
一、 整体流程
总体来说，计算机的开机过程是按照如下的程序循序渐进的：
从上面的简易流程图可以看出，对于我们用户透明的开机过程竟然经历了这么多的步骤。
下面我们针对其中的每一个进行详细讲解。
二、过程分解
1. BIOS加电自检
当我们打开电源的时候，电脑会自动从主板的BIOS(Basic Input/Output System)中读取其中所存储的程序，这里的代码是专门针对当前计算机的主板的，当主板厂商对外销售主板的时候，这些代码就已经存在里面了。这里的程序会知道一些直接连接在主板上的硬件，比如硬盘，键盘，网卡等等。所谓的加电自检主要是BIOS检查这些硬件设备的工作状态是否正常。
自检完成后，BIOS会根据你设定的开机启动顺序，按次序找到可以正确引导的选项。现在大部分BIOS允许我们从多种设备中来启动电脑，比如硬盘，光盘，U盘等。假设当前的引导选项顺序为硬盘->可移动设备->U盘 ，那么当第一个选项硬盘可以被正确引导时，后续的两个选项将忽略，除非排在前面的引导选项都无法正常引导，才会考虑当前的引导选项。这也就是为什么当我们选择用U盘装系统的时候，需要先把引导选项可移动设备移到最前面的原因了。
2. MBR
加电自检完成之后，BIOS 找到一个可以成功引导的选项，比如我们成功的找到了一个引导选项：硬盘，那么电脑会从硬盘的前512 byte的存储空间中读取数据。这里的512 byte就是我们所说的主引导记录MBR(Master Boot Record)。 MBR会告诉电脑从当前硬盘的哪一个分区来装载引导程序(boot loader). Boot loader存储有操作系统相关的信息，比如系统的名称，操作系统的内核所在的位置等等。目前常用的boot loader有GRUB 和 LILO。
3. 加载内核
从上面分析可以看出，MBR是用来找到并加载boot loader的，而boot loader的主要功能则是用来加载操作系统内核(kernel)的。内核实际上是一个用来操作计算机的程序，主要的任务就是管理计算机的硬件资源，充当软件和硬件的接口，同时提供其他的管理功能：比如文件系统，网络管理等。用户的应用程序是不能直接操作硬件的，所有的操作必须通过中断传递给内核，由内核传达给硬件。不同的操作系统有不同的内核，比如典型的操作系统window 和 GNU/Linux 它们有着各自的内核。（对于GNU/Linux 的操作系统，大家可能都有耳闻，但是要是说到GNU/Linux内核之父，想必很多人都不知道，因为这个人实在太低调了，他就是影响全球的Linus Torvalds）。
实际上，我们的硬盘通常是被划分成多个分区的，因此我们可以在多个分区上都安装boot loader，每个boot loader可以加载对应的不同操作系统，在读取MBR的时候，选择我们想要启动的引导加载程序即可，这就是我们常说的多操作系统的原理。
比如我们当前加载的GNU/Linux 内核，那么Linux内核就开始工作了。内核首先会在内存中预留自身运行所需要的内存空间，然后通过驱动程序去检测计算机的硬件，检测完成后，内核就知道了有哪些硬盘可以使用。
4. 初始化init
内核加载完成之后，内核会启动一个init进程，这个进程就是被称为“天字一号”的1号进程。接下来的初始化工作都是借给init来管理的。 init 会运行一系列的初始化脚本，完成计算机的设置和服务的准备工作，比如设置计算机的名称，设置网络，挂载硬盘等等以及一些开机自启动的服务。
5. 登录
初始化完成之后，就会出现我们期待已久的欢迎标语和登录提示符了，如果系统中有一个合法的用户比如jacknichao，那么我们可以输入用户名jacknichao 然后操作系统会提示输入密码，待我们输入了正确的密码之后，就成功的进入了系统，取得了与操作系统内核交互的接口，称之为shell，后面根据我们的权限便可以访问操作系统提供给我们的合法资源了。
三、总结
通过前文的分析，我们发现开机启动的过程也是比较复杂的，尽管对于我们普通用户而言不需要知道这些详细的过程，但是了解其背后的操作流程还是挺有意思的不是嘛！同时，清楚了这些过程之后，对我们以后重装操作系统，修复一些开机过程中的错误问题也是非常有裨益的。
(ps:本人能力有限，如有描述错误请各位看官批评指正，感激不尽☺)