Arranque (informática) para niños

En informática, el arranque o inicio es el proceso que ocurre cuando enciendes una computadora. Es como el "despertar" de tu equipo, donde un programa especial llamado gestor de arranque es ejecutado por el BIOS o UEFI. Su trabajo principal es preparar todo para que el sistema operativo (como Windows, macOS o Linux) y los dispositivos de tu computadora comiencen a funcionar.

La palabra "boot" viene de la expresión en inglés "to pull oneself up by one's bootstraps", que significa "levantarse por medios propios". Esto se refiere a que, para que un programa grande se cargue en la computadora, necesita la ayuda de un programa más pequeño que ya esté funcionando. Al principio, las computadoras usaban diferentes trucos para cargar ese primer programa. Pero con la invención de la memoria de solo lectura (ROM), se pudo guardar un programa de inicio que no se borraba, haciendo el proceso mucho más fácil y automático.

¿Qué es el Cargador de Arranque?

Fase posterior al del POST de una PC basada en firmware BIOS.

Fase de carga de GNU/Linux (Knoppix).

Un cargador de arranque (o bootloader en inglés) es un programa sencillo. No es un sistema operativo completo, sino que está diseñado solo para preparar lo que el sistema operativo necesita para empezar. Imagina que es un asistente que organiza todo antes de que llegue el director de orquesta (el sistema operativo).

En las computadoras modernas (después de 1975), el proceso de inicio comienza cuando el cerebro de la computadora, la CPU, ejecuta programas que están guardados en una memoria especial llamada ROM. La CPU está configurada para ejecutar este programa inicial sin ayuda externa, justo al encender la computadora.

El Cargador de Segunda Etapa

Plymouth mostrando una animación en Fedora.

Este primer programa de la ROM tiene funciones básicas para buscar dónde podría estar el sistema operativo. Una vez que encuentra una unidad prometedora (como tu disco duro), carga un programa pequeño desde una sección especial de esa unidad. Este programa pequeño no es el sistema operativo en sí, sino un cargador de arranque de segundo nivel, como Lilo o Grub. Este cargador de segundo nivel es el que finalmente carga el sistema operativo completo y le cede el control.

Una vez que el sistema operativo toma el control, empieza a cargar los programas que necesita para funcionar normalmente, como los controladores de tus dispositivos (para que funcionen el teclado, el ratón, la pantalla, etc.).

El proceso de arranque se considera completo cuando la computadora está lista para que la uses. Una computadora moderna suele arrancar en aproximadamente un minuto. Los servidores grandes, que tienen que iniciar muchos servicios, pueden tardar varios minutos. Sin embargo, los dispositivos pequeños como los televisores inteligentes o los sistemas de navegación de coches, que son sistemas embebidos, deben arrancar casi al instante. Por eso, su sistema operativo suele estar guardado en la ROM o en una memoria flash, lo que les permite iniciar muy rápido.

Bootsplash y Splashy

En sistemas como Linux, durante el arranque, normalmente ves una lista de mensajes de texto que muestran lo que se está cargando. Pero existen programas como splashy (que reemplazó a bootsplash) que ocultan esos mensajes. En su lugar, te muestran una imagen más amigable, a menudo con una barra de progreso, haciendo el inicio más visual y menos técnico. Si quieres ver los mensajes detallados, puedes presionar una tecla (como F2) durante el arranque.

Cómo Arranca tu Computadora Personal (PC)

Dispositivos de Arranque

Una unidad USB de arranque Windows To Go, un ejemplo de Live USB

El dispositivo de arranque es el lugar desde donde tu computadora carga el sistema operativo. El firmware de tu PC, ya sea UEFI o BIOS, te permite elegir desde dónde arrancar. Los dispositivos más comunes son:

• Una unidad de estado sólido (SSD) o unidad de disco duro (HDD).
• Una unidad de disco óptico (como un DVD).
• Un dispositivo USB (como una memoria USB o un disco duro externo).
• Una tarjeta de red (para arrancar desde una red).

Normalmente, puedes configurar un "orden de arranque" en la configuración de tu computadora. Por ejemplo, si pones "primero, la unidad de DVD; segundo, el disco duro", la computadora intentará arrancar desde el DVD. Si no hay DVD o no es de arranque, intentará desde el disco duro.

Esto es útil para el arranque dual, donde puedes tener dos sistemas operativos. Por ejemplo, puedes tener Windows en tu disco duro e insertar un Linux Live CD para probar Linux sin instalarlo. Puedes elegir qué sistema operativo iniciar desde un menú especial que aparece al encender la computadora, a menudo presionando teclas como F8 o F12. Para entrar a la configuración del BIOS o UEFI, usualmente se usan las teclas F2 o DEL.

Secuencia de Arranque Paso a Paso

Un volcado hexadecimal del MBR boot0 de FreeBSD

Cuando enciendes tu PC, la CPU (el procesador) empieza a ejecutar un programa que está en la memoria ROM. Este programa es parte del firmware de tu computadora, ya sea UEFI o BIOS.

1. Autoprueba de Encendido (POST): El firmware primero realiza una autoprueba de encendido (POST). Es como un chequeo rápido para asegurarse de que los componentes básicos de la computadora (como la memoria principal, el bus PCI y otros dispositivos) estén funcionando correctamente. 2. Búsqueda del Dispositivo de Arranque: Después de revisar el hardware, el firmware (UEFI o BIOS) busca en una lista preconfigurada de dispositivos de almacenamiento (el "orden de arranque") hasta que encuentra uno que sea "arrancable". Un dispositivo es arrancable si tiene un código especial en su primer sector que indica que contiene un programa de inicio. 3. Carga del Sector de Arranque: Una vez que el BIOS encuentra un dispositivo arrancable, carga un pequeño programa llamado "sector de arranque" en la memoria de la computadora y lo ejecuta. Si es un disco duro, este sector se llama Master Boot Record (MBR). 4. Carga del Cargador de Arranque del Sistema Operativo: El código del MBR busca una partición en el disco que esté marcada como "activa" (arrancable). Si la encuentra, carga el código de inicio de esa partición, conocido como Registro de arranque de volumen (VBR), y lo ejecuta. Este VBR es el cargador de arranque de primera etapa. 5. Inicio del Sistema Operativo: El VBR, que es específico del sistema operativo, se encarga de cargar y ejecutar el archivo principal del cargador de arranque del sistema operativo (como `bootmgr` en Windows). Este es el cargador de arranque de segunda etapa, que finalmente carga el kernel del sistema operativo (el corazón del sistema operativo) desde el dispositivo de almacenamiento.

Si no se encuentra una partición activa o el sector de inicio no es válido, el MBR puede intentar cargar otros cargadores de arranque o intentar arrancar desde la red.

Es importante saber que muchos sistemas modernos, como las computadoras Intel Mac y las PC más nuevas, usan UEFI en lugar de BIOS. A diferencia del BIOS, UEFI no depende de los sectores de arranque tradicionales. El sistema UEFI carga el gestor de arranque (que es un archivo de "Aplicación EFI" en un disco USB o en una partición especial del sistema) directamente, y luego el gestor de arranque carga el kernel del sistema operativo.

Véase también

En inglés: Booting Facts for Kids

• Bootloader
• Bootstrapping
• Master Boot Record
• MSConfig
• Proceso de arranque en Linux