Startvorgang eines Rechners

Einer der wichtigsten Funktionen beim Startvorgang ist der POST-Prozess (Power On Self-Test). Er überprüft beim Starten ob die grundlegenden Komponenten funktionieren. Der POST-Prozess meldet allfällige Fehlfunktionen mit einer Bildschirmausgabe oder mit Piepstönen.

BIOS

BIOS ist die Abkürzung für (Basic Input Output System). Hierbei handelt es sich um eine sogenannte Firmware auf dem Mainboard, die es erlaubt Systemeinstellungen des Mainboards anzupassen und Treiber für das Starten des Betriebssystems zuladen. Das BIOS ist zwar noch häufig in älteren Computern verbreitet, wird aber zunehmend durch das modernere UEFI ersetzt.

UEFI vs BIOS

UEFI

Das UEFI (Unified Extensible Firmware Interface (englisch für vereinheitlichte erweiterbare Firmware-Schnittstelle)) beschreibt die zentrale Schnittstelle zwischen der Mainboard-Firmware und den einzelnen Komponenten eines Rechners sowie dem Betriebssystem. Ein Bestandteil aktueller UEFI-Versionen ist Secure Boot, das das Booten auf vorher verifizierte und signierte Bootmedien beschränkt und so Schadsoftware oder andere vom Benutzer unerwünschte Programme am Starten hindert. Weitere Vorteile von UEFI sind: • Schnelleres Aufstarten dank Integration von Treibern, welche dann nicht mehr vom Betriebssystem geladen werden müssen • Unterstützung einer hochauflösenden grafischen Benutzeroberfläche mit Animationen, welche auch mit der Maus bedienbar ist. Auch ist meistens eine grafische Lüftersteuerung vorhanden.

UEFI ist "kompatibel" zu älteren BIOS-Versionen über CMS (Compatibility Support Modul), da nicht alle Betriebssysteme und Computer voll UEFI-fähig sind. Dieser Modus stellt allerdings nur einen Kompromiss zwischen "nur UEFI" und "nur BIOS" dar. Oft führt diese Einstellung zu Problemen besonders beim Bootvorgang und sollte möglichst zum Wohle eines stabilen Computersystems vermieden werden.

Unterstützung von Festplatten mit mehr als 2 Terabyte beim "booten".

Bei einigen Mainboards ist dank UEFI auch ein "Downgrade" (Zurückstufung der Firmwareversion auf eine frühere Version) und eine Firmwarewiederherstellung bei Upgrade-Fehlern per Knopfdruck möglich.

Windows 11 lässt sich ohne "Registry-Hacks" oder andere Tricks nur im UEFI-Modus installieren.

Die nach folgende Grafik veranschaulicht den Boot-Vorgang in den verschiedenen Modi:

Boot-Vorgang

Bootloader

Als Bootloader oder Bootmanager bezeichnet man die Startroutinen eines Betriebssystems, in denen festgelegt ist, welches Betriebssystem "wie startet". In Windows 11 wird diese Routine meistens "Windows-Bootmanager" genannt und unter Ubuntu heisst der Bootloader "Grub". Grub, liegt aktuell als Version 2 vor. In älteren Computersystemen wird bzw. wurde zum "Booten" eines Betriebssystems von einem Datenträger die sogenannte "MBR"-Variante benutzt. MBR steht für (Master Boot Record (Starteintrag am Anfang der Festplatte)). Den MBR konnte man relativ einfach ändern und nach versehentlichem Löschen wiederherstellen.

In modernen Systemen mit UEFI gibt es diesen MBR-Eintrag nicht mehr. Hier gibt es für jedes installierte Betriebssystem eine sogenannte "EFI Boot-Partition". In diesen Boot-Partitionen sind die Start-Optionen für die einzelnen Betriebssysteme eingetragen.

Das Anlegen der EFI-Partitionen passiert automatisch durch die Installationsroutinen der entsprechenden Betriebssysteme.

In Dual-Boot Systemen mit Windows 10/11 und Ubuntu hat die UEFI-Einführung allerdings ein Problem geschaffen. Installiert man zuerst Ubuntu und dann Windows 10/11, so erkennt Windows mit seinen Bordmitteln nicht das Linux-Betriebssystem.

Um mit diesen Betriebssystemen ein "Dual Boot"-System einzurichten ist es notwendig erst Windows und dann Ubuntu zu installieren, denn Ubuntu erkennt, wie die meisten aktuellen "Linux"-Distributionen, Windows als bereits vorhandenes Betriebssystem.

Die Grafik zeigt das Beispiel einer Windows Partitionierung, wobei gilt: RECOVERY --> Wiederherstellung-Partition SYSTEM --> EFI Boot-Partition MSR --> Bitlocker - Einträge WINDOWS --> Windows Betriebssystem