计算机软件系统故障及维护.ppt

1、第13章软件系统故障与维护、Windows XP操作系统原理、使用系统维护工具、修复系统启动故障、病毒防范的一般方法、13.1 Windows XP操作系统原理、13.1.1 Windows XP体系结构特征Windows XP不再完全支持16位DOS应用程序，而唯一的CMD命令窗口(“启动”、“运行”和“进入CMD”)只能执行一些基本的DOS命令。对大多数人来说，从图13.1可以看出，视窗操作系统也引入了用户模式和内核模式来提高内核稳定性。在与硬件交互时，增加硬件抽象层(HAL)提供抽象的硬件访问接口，避免硬件的直接操作，这是Windows XP稳定性的主要保证。图13.1视窗操作系统架构，

2、13.1.1视窗操作系统架构特征，(1)内核模式。当中央处理器以内核模式运行时，所有程序都可以运行。(2)用户模式。在这种模式下，硬件阻止特权指令的执行，并检查内存和输入/输出空间的访问操作。视窗操作系统被允许限制程序对各种输入输出操作的访问，并捕捉任何违反系统完整性的行为。在视窗系统文件夹中有许多文件，它们随着安装软件的增加而增加。视窗操作系统体系结构中的核心系统文件见表13.1。13 . 1 . 2 Windows XP的启动过程，1预启动阶段称为预启动阶段，从计算机电源被按下到操作系统开始加载第一个文件。此时，计算机首先运行开机自检(POST)，它检测系统的处理器和内存等硬件设备的状况。

3、在所有硬件设备被自动识别和配置后，基本输入输出系统将定位引导设备(如硬盘或光驱)，然后主引导记录将被加载和运行。在预引导阶段结束时，将加载视窗操作系统的NTLDR文件。2引导阶段Windows XP引导阶段由4个步骤组成。第一步。引导加载程序NTLDR程序的初始化将把处理器从真实模式切换到32位平面内存模式。在真实模式下，第一个640千字节的内存是为微软操作系统保留的，而剩余的内存被用作扩展内存，所以视窗操作系统不能使用所有的物理内存。32位平面内存模式允许Windows XP使用安装在计算机上的所有内存(根据设计，32位Windows操作系统只能使用2GB，而64位Windows操作系统可以

4、使用4GB)。接下来，NTLDR启动内置微型文件系统驱动程序。通过这一步，NTLDR可以识别每个分区格式化为NTFS或FAT文件系统，以便发现和加载。13 . 1 . 2 Windows XP的启动过程，步骤2。在只有一个操作系统的计算机上，选择操作系统是不必要的。如果计算机上安装了多个操作系统(即多个操作系统)，并且boot.ini设置正确，计算机将显示一个操作系统选项，这是NTLDR读取boot.ini的结果。设置操作系统选项的操作步骤是“系统属性”、“高级”、“启动和故障恢复”，如图13.2所示。图13.2操作系统选项设备，13.1.2 Windows XP启动过程，例如，在boot.i

5、ni中安装Windows XP和Windows 2000的计算机系统分区的根目录下，主要包括以下内容：启动加载程序超时=30默认=多(0)磁盘(0) rdisk (0)分区(1) windows操作系统多(0)磁盘(0) rdisk (0)分区(1) windows=微软Windows XP专业/快速检测多(0)磁盘(0) rdisk (0)默认意味着如果用户没有选择它，指定的操作系统将默认启动，multi(x)或scsi(x)表示磁盘控制器，disk(x)表示scsi总线号(如果是multi，x总是0)，rdisk(x)表示硬盘号(如果有多个硬盘，它将从0开始依次编号)，partition(

6、x)表示分区(从1开始编号)NTLDR从操作系统中查找Windows XP的系统文件夹位置。，13.1.2 Windows XP启动过程，步骤3。硬件检测选择启动Windows XP后，操作系统选择阶段结束，硬件检测阶段开始。首先，收集当前计算机上安装的所有硬件信息，并以列表形式提交给NTLDR。稍后，此表中的信息将用于在窗口注册表中创建硬件密钥(HKEY _本地_机器硬件)。这里要收集的硬件信息包括：总线/适配器类型、显卡、通信端口、串行端口、中央处理器、内存、键盘、鼠标等。此时，硬件检测操作完成。第四步。没有必要选择硬件配置文件。只有在计算机中创建了多个硬件配置文件(通常用于笔记本电脑)时

7、，才会显示配置文件列表。操作步骤是系统属性、硬件和硬件配置文件，如图13.3所示。如果用户拥有主要用于办公室和家庭的笔记本电脑，可以创建两个配置文件来确定禁用或启用哪些设备，例如在办公室使用有线网卡，在家里使用无线网卡。使用此配置文件时，您可以在设备管理器中启用或禁用相应的网卡。图13.3，选择硬件配置文件，13.1.2，启动windows XP进程，3，加载内核阶段，NTLDR加载Ntoskrnl.exe称为Windows XP内核。系统上加载了Windows XP内核，但它没有初始化。然后NTLDR加载硬件抽象层(哈尔*)。然后系统继续加载HKEY本地机器系统键，NTLDR读取选择键(见图

8、13.4)以决定将加载哪个控制集。控制集包含设备的驱动程序和要加载的服务程序。NTLDR在HKEY本地机器系统控制集XXX(数字)服务下加载起始键值为0的基础设备驱动程序。图13.4选择项记录了四种状态的控制集编号，13.1.2 Windows XP启动过程，4初始化内核阶段步骤1。创建硬件注册表项首先，在注册表中创建硬件项。Windows内核将使用在先前硬件检测阶段收集的硬件信息创建HKEY本地机器硬件密钥，也就是说，注册表中该密钥的内容不是固定的，而是根据当前系统中的硬件配置动态更新的。第二步。复制控制集注册表项如果硬件注册表项创建成功，系统内核将创建控制集注册表项内容的备份。该备份将用于

9、系统高级启动菜单的“上次正确配置”选项。例如，用户安装了新的显卡驱动程序，在重新启动系统后成功创建硬件注册表项之前，系统崩溃。此时，如果选择了“最后正确配置”选项，系统将使用最后一个控制集注册表项的备份内容自动重新生成硬件项，以便可以撤消由于安装新显卡驱动程序而对系统设置所做的先前更改。13.1.2 Windows XP启动过程，步骤3。加载和初始化设备驱动程序在此阶段，操作系统内核首先初始化之前在内核加载阶段加载的底层设备驱动程序，然后内核将在注册表中的HKEY本地机器系统当前控制服务项下查找所有启动键值为“1”的设备驱动程序。这些设备驱动程序将在加载后立即初始化。如果在这个过程中出现任何错

10、误，系统内核将根据设备驱动程序的“错误控制”键值自动处理它们。“ErrorControl”键有四个键值：0:忽略，继续引导，不显示错误信息。1:正常，继续启动，并显示错误信息。2:使用“上次正确配置”选项恢复、停止引导并重新启动系统。如果错误仍然存在，请忽略它。3:严重，停止引导，并使用“上次正确配置”选项重新启动系统。如果错误仍然出现，将停止引导，并显示一条错误消息。，13.1.2 Windows XP启动过程，步骤4。成功加载启动服务系统内核并成功初始化所有底层设备驱动程序后，会话管理器通过会话子系统进程(smss.exe)启动高级子系统和服务，然后启动Win32子系统服务进程(smss.

11、exe)，并加载子系统dll，如内核、Advapi32、User32和GDI32。Win32子系统用于控制所有输入/输出设备和访问显示设备。完成所有这些操作后，将显示窗口图形界面，键盘和其他输入/输出设备将可用。接下来，会话管理器将启动窗口登录过程。此时，初始化内核阶段已成功完成，用户可以开始登录。13 . 1 . 2 Windows XP的启动过程，5登录到Winlogon.exe启动本地安全机构，出现Windows XP欢迎屏幕或登录对话框，提示输入有效的用户名或密码。此时，系统可能会继续在后台初始化尚未完成的驱动程序和服务(SvcHost.exe)。只有当用户成功登录到计算机并加载所有自

12、启动程序(通常是用户安装的软件)以显示桌面(explore.exe)时，才可以认为Windows XP的启动已完成。成功登录后，系统用当前控制集覆盖最后已知的控制集编号。完成此步骤后，表示系统已成功启动。13.2使用系统维护工具，13.2.1系统维护盘Windows PE(预安装环境)是一个保留核心Windows功能的系统，而ERD指挥官是一个著名的基于Windows PE的系统维护盘。ERD指挥官减少了大部分功能，并用系统维护软件代替。这些维护工具可以直接操作文件、磁盘分区、注册表、驱动程序和服务、网络配置、系统恢复功能、系统补丁，以及修改操作维护对象(指定分区中的窗口)的管理员密码。ERD

13、指挥官界面如图13.5所示，非常类似于视窗操作系统。图13.5启动后的erd命令器系统维护盘界面，13.2.2 DOS维护工具可以在Windows 98中制作功能强大的DOS启动盘，但很少使用。在Windows XP系统中，您可以制作一个简单的DOS启动盘，插入一张空白软盘，打开“我的电脑”，右键单击驱动器a的字母，然后从弹出菜单中选择“格式”选项。在弹出的格式化对话框中勾选“创建一个MS-DOS启动盘”(见图13.6)，点击“开始”按钮，制作一个只包含DOS核心文件io.sys、msdos.sys的启动盘，但是这个启动盘不包含DOS命令工具，所以必须手动将xcopy.exe、delete.e

14、xe等命令文件复制到软盘上。图13.6使用视窗操作系统格式化命令制作一个简单的操作系统启动盘，图13.2.2使用操作系统维护工具。通常，最方便的方法是下载互联网上提供的启动维护光盘的国际标准化组织映像，例如，著名的MAXDOS工具集，其网站是刻录光盘，并使用该光盘启动维护系统(见图13.7)。图13.7 MAXDOS维护工具集，13.2.2使用DOS维护工具，如图13.8所示，进入DOS模式的工具箱后，会显示一系列工具的运行命令，如ghost、dm(分区工具)、mouse(加载鼠标驱动程序)等。此外，还有一些操作系统命令工具，如格式化磁盘和磁盘分区。，图13.8运行DOS命令和维护工具，13.

15、2.2使用DOS维护工具，例如，当前的命令提示符是A:由于系统分区上的NTLDR文件丢失，有必要将驱动器A上的NTLDR复制到驱动器C的根目录，并删除C:123123.exe的病毒文件。命令如下：A:ntfsdos(如果c盘是NTFS分区，需要加载nftsdos驱动程序进行读/写，由MAXDOS维护盘提供)A:copy NTLDR C:(将当前目录下的NTLDR文件复制到A:点击回车，屏幕将显示1个复制的文件)a:c360(将根驱动器号改为C:下一个命令提示符将改为命令提示符将更改为c :123)c :123 del 123.exe(删除123.exe)，并且在13.2.3上，当使用Windows PE维护工具时，有必要在Windows系统运行时修改其自己的系统文件(如写注册表)，因此用于维护系统的Windows PE不会在作为介质的光盘上运行。 严格来说，视窗操作系统只是视窗操作系统的一个简化版本，在启动之前必须安装在硬盘上。然而，由于它的小尺寸，一个已安装的视窗操作系统可以成为一个启动映像。当启动光盘时，需要由映像修改的系统文件被扩展并加载到内存中(使用RAMDISK模式)，并且该内存被用作运行系统的Windows PE的“硬盘”分区。