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操作系統(tǒng)引導(dǎo)詳細(xì)過(guò)程

 有志竟成888 2023-02-22 發(fā)布于河南

就直觀而言,我們所見到計(jì)算機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程是:按下電腦開機(jī)鍵,,系統(tǒng)在黑色的屏幕下打印出一些英文語(yǔ)句,、然后進(jìn)入進(jìn)度條狀態(tài),最后到登陸界面,,這樣操作系統(tǒng)的引導(dǎo)過(guò)程就算完成了,。我們不知道的是計(jì)算機(jī)本身經(jīng)歷一系列復(fù)雜的引導(dǎo)過(guò)程,才最終出現(xiàn)在我們面前,。假如系統(tǒng)引導(dǎo)不成功,,掛了,哇,,好尷尬,。

接觸計(jì)算機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的人,都有過(guò)安裝操作系統(tǒng)的經(jīng)歷,,無(wú)非是找個(gè)系統(tǒng)安裝盤(iso)丟到光驅(qū)里,、弄個(gè)U盤啟動(dòng)程序插入usb接口,也或者裝Windows操作系統(tǒng)的時(shí)候,,弄個(gè)gost備份鏡像,,用gost軟件考到C盤里,然后就是漫長(zhǎng)的等待,。假如安裝過(guò)程中,,就是不進(jìn)入登陸界面,又一頓尷尬。

一 ,、系統(tǒng)引導(dǎo) 

 我們先回到最初的狀態(tài),。我們需要知道的是,在計(jì)算機(jī)中,,操作系統(tǒng)是一種程序,,程序都是以數(shù)據(jù)(操作系統(tǒng)也不例外)存在的,數(shù)據(jù)又是存在于硬盤中的,。而硬盤通常分為幾個(gè)區(qū),,一個(gè)計(jì)算機(jī)中又有幾種存儲(chǔ)介質(zhì)(包括硬盤),計(jì)算機(jī)通過(guò)CPU來(lái)控制運(yùn)行的,。反過(guò)來(lái)說(shuō),,在你安裝完一個(gè)操作系統(tǒng)之后(就是把光盤鏡像的文件或者GHOST文件丟到主分區(qū))或者開機(jī)后,需要讓計(jì)算機(jī)在開機(jī)的時(shí)候能識(shí)別電腦中的系統(tǒng),,這個(gè)過(guò)程就是系統(tǒng)引導(dǎo),,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)引導(dǎo)的過(guò)程就是在保證硬件設(shè)備正常后,計(jì)算機(jī)利用CPU運(yùn)行特定程序,,通過(guò)程序識(shí)別硬盤,,識(shí)別硬盤分區(qū),識(shí)別硬盤分區(qū)上的操作系統(tǒng),,最后又通過(guò)程序啟動(dòng)操作系統(tǒng),,一環(huán)扣一環(huán)的完成上述過(guò)程,在這環(huán)環(huán)緊扣的過(guò)程中,,有一環(huán)吊鏈了,,我們都是看不到最后的操作系統(tǒng)的。比如:計(jì)算機(jī)硬件壞了,、程序識(shí)別不了硬盤,,程序識(shí)別不了有操作系統(tǒng)的分區(qū),程序不能啟動(dòng)操作系統(tǒng)初始化程序,,都會(huì)導(dǎo)致操作系統(tǒng)不能正常啟動(dòng),。了解操作系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)制,或許能幫助我們解決以上問題,。而在上述引導(dǎo)過(guò)程中,,計(jì)算機(jī)本身又引入了一些中間程序或數(shù)據(jù),如boot程序(入口程序),,bois程序(操作系統(tǒng)主引導(dǎo)程序),,init程序(操作系統(tǒng)初始化程序),Boot Sequence(存儲(chǔ)介質(zhì)隊(duì)列),,MBR表(主引導(dǎo)記錄表),,PBR(硬盤分區(qū)記錄表),EBR(擴(kuò)展分區(qū)引導(dǎo)記錄表)、文件系統(tǒng)等等,。

現(xiàn)在操作系統(tǒng)引導(dǎo)方式主要有兩種:

1,、bois引導(dǎo):開機(jī)-->BIOS啟動(dòng)MBR-->MBR啟動(dòng)激活分區(qū)PBR-->啟動(dòng)bootmgr-->讀取BCD-->啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)

 過(guò)程:①電腦開機(jī),BIOS找到第一個(gè)硬盤 ②MBR在硬盤開頭幾百k以內(nèi),,BIOS啟動(dòng)到硬盤上的MBR(主引導(dǎo)記錄) ③PBR在分區(qū)開頭的幾百k以內(nèi),,MBR啟動(dòng)當(dāng)前磁盤激活分區(qū)的PBR(分區(qū)引導(dǎo)記錄) ④VISTA以上的PBR啟動(dòng)當(dāng)前分區(qū)上的BOOTMGR,找不到則啟動(dòng)NTLDR ⑤讀取當(dāng)前分區(qū)根目錄下\boot\BCD文件 ⑥啟動(dòng)BCD里對(duì)應(yīng)菜單的系統(tǒng),。

2,、 UEFI引導(dǎo):

過(guò)程:①電腦開機(jī),BIOS找到第一個(gè)硬盤 ②BIOS搜索到FAT/FAT32分區(qū)上的\EFI\BOOT\BOOTx64.efi(計(jì)算機(jī)默認(rèn)引導(dǎo))或\efi\Microsoft\boot\bootmgrfw.efi(Windows默認(rèn)引導(dǎo)),BIOS內(nèi)會(huì)有個(gè)EFPROM,如果有多個(gè)efi文件,,會(huì)記錄efi文件的啟動(dòng)順序,。這個(gè)順序可以在BIOS里修改,也可以用工具修改,,EFI文件一般在ESP分區(qū)下,,分區(qū)格式只能是FAT16或FAT32 ③讀取\efi\Microsoft\boot\BCD ④啟動(dòng)BCD里對(duì)應(yīng)菜單的系統(tǒng)。

什么是BOOT,,什么是BIOS,,什么是UEFI

BOOT

BOOT其實(shí)是你按開機(jī)鍵之后,,在電腦微軟操作系統(tǒng)運(yùn)行之前就自動(dòng)運(yùn)行的一段小程序,。表象上就是windows引導(dǎo)畫面之前那些黑屏藍(lán)屏的英文那個(gè)階段就是BOOT了。通過(guò)這段小程序,,它就可以初始化硬件設(shè)備,、建立內(nèi)存空間的映射圖,從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài),,以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境,。

BIOS

BIOS它其實(shí)也是在電腦里的系統(tǒng)運(yùn)行之前,但是BOOT出現(xiàn)后加載運(yùn)行的一個(gè)預(yù)啟動(dòng)的操作環(huán)境程序,,嚴(yán)格來(lái)算是軟件,。是一組固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上一個(gè)ROM芯片上的程序。它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序,、系統(tǒng)設(shè)置信息,、開機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的,、最直接的硬件設(shè)置和控制,。0xFFFF0000地址處指向BIOS,BIOS的F7C00地址指向MBR,。BIOS掃描Boot Sequence(存儲(chǔ)介質(zhì)隊(duì)列)時(shí),,如果識(shí)別到某塊硬盤的第一個(gè)扇區(qū)最后兩個(gè)字節(jié)為55 AA時(shí),將其掛在到地址7C00處。(0xFFFF0000,、F7C00,、7C00、55 AA,、0x80都是在硬件中固定好的,,所有硬件廠商都遵循這個(gè)約定,即所謂的魔數(shù))

UEFI

UEFI它其實(shí)和BIOS是同一個(gè)性質(zhì)的東西,,同一種程序,,是隨著發(fā)展出現(xiàn)的BIOS升級(jí)版,被看做是有近20多年歷史的BIOS的繼任者,。全稱“統(tǒng)一的可擴(kuò)展固件接口,,它也是在電腦里微軟系統(tǒng)運(yùn)行之前,但是BOOT出現(xiàn)后加載運(yùn)行的一個(gè)預(yù)啟動(dòng)操作環(huán)境程序,。因?yàn)橛布l(fā)展迅速,,傳統(tǒng)式(Legacy)BIOS成為進(jìn)步的包袱,現(xiàn)在已發(fā)展出最新的UEFI(UnifiedExtensibleFirmwareInterface)可擴(kuò)展固件接口,。但造化弄人的是,,理論上說(shuō)是比BIOS更先進(jìn)的UEFI,卻還是諸多支持不足,,往往很多是UEFI啟動(dòng)電腦,,到頭來(lái)還是切換回BIOS。這也是令人疑惑的所在,,不是說(shuō)BIOS有病毒嗎,,不是說(shuō)UEFI比BIOS好嗎?為啥我按住DEL鍵進(jìn)入的還是BIOS,。這其中博弈的過(guò)程,,是商業(yè)的、技術(shù)的各種妥協(xié),,我們已無(wú)從評(píng)論,。

 傳統(tǒng)的BIOS引導(dǎo)安裝的電腦,分區(qū)表的格式是MBR的,,裝機(jī)基本是BIOS引導(dǎo)+MBR分區(qū)的格式,。而UEFI引導(dǎo)安裝的電腦,硬盤分區(qū)表是GPT格式的,,操作系統(tǒng)安裝后它是運(yùn)行在UEFI引導(dǎo)+GPT分區(qū)的格式基礎(chǔ)上,。從硬盤分區(qū)上來(lái)說(shuō)UEFI和BIOS就是兩個(gè)完全不同的分區(qū)表格式了,所以往往用GHOST備份出來(lái)的系統(tǒng),,你再重裝還原,,最好是原BIOS的裝在BIOS引導(dǎo)方式的電腦上,,原UEFI的裝在UEFI的電腦上。不然很容易出問題,。

        硬盤分區(qū)格式為MBR格式,,啟動(dòng)模式應(yīng)該為L(zhǎng)egacy;
        硬盤分區(qū)格式為GUID(GPT)格式,,啟動(dòng)模式應(yīng)該為UEFI,。      

       開啟UEFI模式或Legacy模式:

       按住DEL鍵進(jìn)入BIOS,在“啟動(dòng)(Startup)”選項(xiàng)卡中,,可選擇UEFI啟動(dòng):

           Auto(自動(dòng)):自動(dòng)按照啟動(dòng)設(shè)備列表中的順序啟動(dòng),,優(yōu)先采用UEFI方式;

           UEFI only(僅UEFI):只選擇具備UEFI啟動(dòng)條件的設(shè)備啟動(dòng),;

           Legacy only(僅Legacy):只選擇具備Legacy啟動(dòng)條件的設(shè)備啟動(dòng),;

        (注:假如說(shuō)你的主板很老,你只能選擇BIOS引導(dǎo),,一般來(lái)說(shuō)現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都兼容BIOS和UEFI,,當(dāng)然也有一進(jìn)入界面就是UEFI的,如果你原生操作系統(tǒng)引導(dǎo)-是UEFI,,你安裝新的操作系統(tǒng)用BIOS引導(dǎo),,恭喜你,你看不到操作系統(tǒng)的,,支持BIOS的u盤啟動(dòng)或者GOST鏡像還原皆如此類)

以x86為例,BIOS引導(dǎo)過(guò)程如下:

       1,、激活cpu:計(jì)算機(jī)開機(jī),激活CPU,,激活的CPU讀取ROM里的boot,,將內(nèi)存指令寄存器設(shè)置為:0xFFFF0000,,表示CPU開始從0xFFFF0000這個(gè)內(nèi)存中取出一條指令執(zhí)行,,通常在0xFFFF0000處是一條地址轉(zhuǎn)跳指令,轉(zhuǎn)向BIOS的入口,。

     2,、加電自檢:CUP開啟BIOS程序。首先執(zhí)行BIOS自我檢查,,確認(rèn)計(jì)算機(jī)硬件能否滿足運(yùn)行的基本硬件條件,,這叫做”硬件自檢”(Power-On Self-Test),縮寫為POST,。如果硬件出現(xiàn)問題,,主板會(huì)發(fā)出不同含義的蜂鳴,啟動(dòng)中止,。 如果沒有問題,,屏幕就會(huì)顯示出CPU,、內(nèi)存、硬盤等信息,。   

      3,、加載帶有操作系統(tǒng)的硬盤:硬件自檢完成后,BIOS開始讀取Boot Sequence(設(shè)置外部存儲(chǔ)設(shè)備的啟動(dòng)順序,,排在前面的設(shè)備就是優(yōu)先轉(zhuǎn)交控制權(quán)的設(shè)備),,根據(jù)Boot Sequence中的順序,按照'啟動(dòng)順序',,把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給排在第一位的儲(chǔ)存設(shè)備,。然后計(jì)算機(jī)將該存儲(chǔ)設(shè)備引導(dǎo)扇區(qū)的內(nèi)容加載到內(nèi)存中。計(jì)算機(jī)本身并不知道誰(shuí)是系統(tǒng)硬盤,,誰(shuí)不是系統(tǒng)硬盤,,通過(guò)遍歷的方式,尋找?guī)в邢到y(tǒng)硬盤標(biāo)識(shí)符(MBR,,物理上也叫引導(dǎo)扇區(qū))的系統(tǒng)硬盤,。

    4、加載主引導(dǎo)記錄(MBR):硬盤以特定的標(biāo)識(shí)符區(qū)分引導(dǎo)硬盤和非引導(dǎo)硬盤,。在BIOS將所檢查外部存儲(chǔ)設(shè)備的第一個(gè)扇區(qū)載入內(nèi)存后,,如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)扇區(qū)的最后兩個(gè)字節(jié)是“55 AA”,那么這就是一個(gè)引導(dǎo)扇區(qū)(MBR),,這個(gè)外部存儲(chǔ)設(shè)備也就是一塊可引導(dǎo)盤,,計(jì)算機(jī)將控制權(quán)交給主引導(dǎo)記錄。如果最后兩個(gè)字節(jié)不是“55 AA”,,那么BIOS就檢查下一個(gè)外部存儲(chǔ)設(shè)備,。如果沒有其他啟動(dòng)介質(zhì),則顯示 ”No ROM BASIC” ,,然后死機(jī),。主引導(dǎo)記錄主要作用是,告訴計(jì)算機(jī)到硬盤的哪個(gè)主分區(qū)去找操作系統(tǒng),。

    5,、加載硬盤分區(qū)表:主引導(dǎo)記錄在獲得控制權(quán)后,需要找出哪個(gè)硬盤分區(qū)是含有操作系統(tǒng)的,,于是開始掃描硬盤分區(qū)表,,進(jìn)而識(shí)別含有操作系統(tǒng)的硬盤分區(qū)(活動(dòng)分區(qū))。其中,,MBR包含硬盤分區(qū)表,,硬盤分區(qū)表以特定的標(biāo)識(shí)符區(qū)分活動(dòng)主分區(qū)和非活動(dòng)主分區(qū)。

       以上表達(dá)的意思就是硬盤分區(qū)表主要標(biāo)識(shí)和尋找哪個(gè)是有操作系統(tǒng)的分區(qū)(活動(dòng)分區(qū)),,哪個(gè)不是操作系統(tǒng)的分區(qū),。

     6,、加載硬盤活動(dòng)分區(qū):每個(gè)區(qū)可以安裝不同的操作系統(tǒng),”主引導(dǎo)記錄”因此必須知道將控制權(quán)轉(zhuǎn)交給哪個(gè)區(qū),。如果分區(qū)首字節(jié)字節(jié)為0x80,,就表示該主分區(qū)是活動(dòng)分區(qū)(有操作系統(tǒng)的分區(qū)),控制權(quán)要轉(zhuǎn)交給這個(gè)分區(qū),。主引導(dǎo)記錄在找到硬盤活動(dòng)分區(qū)后,,開始加載硬盤活動(dòng)分區(qū)。

     7,、加載分區(qū)引導(dǎo)記錄(PBR):繼續(xù)遍歷硬盤活動(dòng)分區(qū),,計(jì)算機(jī)會(huì)讀取活動(dòng)分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)。這個(gè)扇區(qū)叫做”卷引導(dǎo)記錄”(Volume Boot Record,,縮寫為VBR,,也可稱為分區(qū)引導(dǎo)記錄,Partition Boot Record,,縮寫為PBR),。分區(qū)引導(dǎo)記錄標(biāo)識(shí)了用于引導(dǎo)操作系統(tǒng)的程序位置。

       分區(qū)引導(dǎo)記錄的主要作用是,,尋找激活分區(qū)根目錄下的NTLDR(XP),、bootmgr(Win7 above)、grldr(Grub),、btldr.mbr(BootLink)等可用于引導(dǎo)操作系統(tǒng)的程序(啟動(dòng)管理器),。

      8、加載啟動(dòng)管理器(boot loader):分區(qū)引導(dǎo)記錄搜索到活動(dòng)分區(qū)中的啟動(dòng)管理器,,計(jì)算機(jī)加載啟動(dòng)管理器,,將控制權(quán)交給”啟動(dòng)管理器。

     9,、加載操作系統(tǒng)初始化程序:?jiǎn)?dòng)管理器尋找激活分區(qū)中的啟動(dòng)配置數(shù)據(jù)(如:Win7中的BCD文件,、XP中的boot.ini),根據(jù)啟動(dòng)配置數(shù)據(jù),,在顯示器上顯示多操作系統(tǒng)選擇畫面,,選擇相應(yīng)的操作系統(tǒng),控制權(quán)交給操作系統(tǒng)初始化程序(init()),。

     10、加載操作系統(tǒng):操作系統(tǒng)初始化程序獲取控制權(quán)后,,加載操作系統(tǒng)內(nèi)核,、硬件、服務(wù)等,,之后加載桌面等信息,,從而啟動(dòng)整個(gè)操作系統(tǒng),。

      11、操作系統(tǒng)啟動(dòng)之后,,操作系統(tǒng)內(nèi)核,、應(yīng)用程序庫(kù)、服務(wù),、應(yīng)用程序開始工作,。。,。,。。,。,。。

二,、 系統(tǒng)引導(dǎo)的一些術(shù)語(yǔ)

梳理一下操作系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程的一些概念:     

什么是MBR,什么是DPT,,什么是PBR,什么是擴(kuò)展分區(qū),,什么是邏輯分區(qū),,什么是boot,什么是GPT。

MBR:

      MBR,,英文“Master Boot Record”,,中文“主引導(dǎo)記錄”MBR是IBM公司早年間提出的。它為存儲(chǔ)設(shè)備的第一個(gè)扇區(qū)(這個(gè)扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)加載器和驅(qū)動(dòng)器的邏輯分區(qū)信息),,位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū),。在512字節(jié)的主引導(dǎo)扇區(qū)中,MBR只占用了其中的446個(gè)字節(jié),,另外的64個(gè)字節(jié)交給了 DPT(Disk Partition Table硬盤分區(qū)表),,最后兩個(gè)字節(jié)“55,AA”是分區(qū)的結(jié)束標(biāo)志,,這個(gè)整體構(gòu)成了硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū),。計(jì)算機(jī)讀取MBR的512字節(jié)內(nèi)容,如果這512個(gè)字節(jié)的最后兩個(gè)字節(jié)是0x55和0xAA,,表明這個(gè)設(shè)備可以用于啟動(dòng),;如果不是,表明設(shè)備不能用于啟動(dòng),,控制權(quán)于是被轉(zhuǎn)交給”啟動(dòng)順序”中的下一個(gè)設(shè)備,。

MBR分區(qū)表結(jié)構(gòu)

   MBR的主要作用是告訴計(jì)算機(jī)到存儲(chǔ)設(shè)備的哪個(gè)位置去找操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的硬盤主分區(qū)。它主要由三部分組成:

  • 第1-446字節(jié):調(diào)用操作系統(tǒng)的機(jī)器碼,。
  • 第447-510字節(jié):硬盤分區(qū)表(Disk Partition Table,,DPT),,將硬盤分成若干分區(qū)。
  • 第511-512字節(jié):主引導(dǎo)記錄簽名(0x55和0xAA),。

           主引導(dǎo)記錄完成一下工作:  
     (1)掃描硬盤分區(qū)表查找活動(dòng)分區(qū),; 
     (2)尋找活動(dòng)分區(qū)的起始扇區(qū); 
     (3)將活動(dòng)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)讀到內(nèi)存,; 
    (4)執(zhí)行引導(dǎo)扇區(qū)的運(yùn)行代碼,。 

DPT

       MBR中有個(gè)表叫硬盤分區(qū)表,用來(lái)指向硬盤的各個(gè)分區(qū),。硬盤分區(qū)表長(zhǎng)度只有64個(gè)字節(jié),,里面分成4項(xiàng),每項(xiàng)16個(gè)字節(jié),,一個(gè)硬盤最多只能分四個(gè)一級(jí)分區(qū),,這些一級(jí)分區(qū)叫做”主分區(qū)”。每個(gè)區(qū)可以安裝不同的操作系統(tǒng),,”主引導(dǎo)記錄”因此必須知道將控制權(quán)轉(zhuǎn)交給哪個(gè)區(qū),。硬盤分區(qū)表主要用于標(biāo)識(shí)操作系統(tǒng)所在的硬盤主分區(qū)。

  硬盤分區(qū)表記錄的每個(gè)主分區(qū)16個(gè)字節(jié),,由6個(gè)部分組成:

  • 第1個(gè)字節(jié):如果為0x80,,就表示該主分區(qū)是激活分區(qū),控制權(quán)要轉(zhuǎn)交給這個(gè)分區(qū),。四個(gè)主分區(qū)里面只能有一個(gè)是激活的,。
  • 第2-4個(gè)字節(jié):主分區(qū)第一個(gè)扇區(qū)的物理位置(柱面、磁頭,、扇區(qū)號(hào)等等),。
  • 第5個(gè)字節(jié):主分區(qū)類型。
  • 第6-8個(gè)字節(jié):主分區(qū)最后一個(gè)扇區(qū)的物理位置,。
  • 第9-12字節(jié):該主分區(qū)第一個(gè)扇區(qū)的邏輯地址,。
  • 第13-16字節(jié):主分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)。

     最后的四個(gè)字節(jié)('主分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)'),,決定了這個(gè)主分區(qū)的長(zhǎng)度,。也就是說(shuō),一個(gè)主分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)最多不超過(guò)2的32次方,。如果每個(gè)扇區(qū)為512個(gè)字節(jié),,就意味著單個(gè)分區(qū)最大不超過(guò)2TB。再考慮到扇區(qū)的邏輯地址也是32位,,所以單個(gè)硬盤可利用的空間最大也不超過(guò)2TB,,這也是win7以下版本的操作系統(tǒng)只能識(shí)別小于2TB硬盤的原因。如果想使用更大的硬盤,,只有2個(gè)方法:一是提高每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù),,二是增加扇區(qū)總數(shù)。

擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)

隨著硬盤越來(lái)越大,,四個(gè)主分區(qū)已經(jīng)不夠了,,需要更多的分區(qū)。但是,,分區(qū)表只有四項(xiàng),,因此規(guī)定有且僅有一個(gè)區(qū)可以被定義成”擴(kuò)展分區(qū)”(Extended partition)。

所謂”擴(kuò)展分區(qū)”,,就是指這個(gè)區(qū)里面又分成多個(gè)區(qū),。這種分區(qū)里面的分區(qū),就叫做”邏輯分區(qū)”(logical partition),。

計(jì)算機(jī)先讀取擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū),,叫做”擴(kuò)展引導(dǎo)記錄”(Extended boot record,縮寫為EBR),。它里面也包含一張64字節(jié)的分區(qū)表,,但是最多只有兩項(xiàng)(也就是兩個(gè)邏輯分區(qū))。

計(jì)算機(jī)接著讀取第二個(gè)邏輯分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū),,再?gòu)睦锩娴姆謪^(qū)表中找到第三個(gè)邏輯分區(qū)的位置,,以此類推,直到某個(gè)邏輯分區(qū)的分區(qū)表只包含它自身為止(即只有一個(gè)分區(qū)項(xiàng)),。因此,,擴(kuò)展分區(qū)可以包含無(wú)數(shù)個(gè)邏輯分區(qū)。

PBR

 PBR(Partition Boot Record 分區(qū)引導(dǎo)記錄):每個(gè)分區(qū)都有分區(qū)引導(dǎo)記錄,,分區(qū)開頭幾kb數(shù)據(jù),,一般也是0.5kb,內(nèi)容一般是分區(qū)參數(shù)以及一小段引導(dǎo)程序,。特別的,,對(duì)于Windows nt6的分區(qū)引導(dǎo)記錄,程序核心內(nèi)容就是搜索當(dāng)前分區(qū)下bootmgr,,如果沒有,,則搜索ntldr,然后啟動(dòng)它,。分區(qū)引導(dǎo)記錄的主要作用是,,尋找激活分區(qū)根目錄下可用于引導(dǎo)操作系統(tǒng)的程序(啟動(dòng)管理器)。

GPT:

 GPT的意思是GUID Partition Table,,即“全局唯一標(biāo)識(shí)磁盤分區(qū)表”,。他是另外一種更加先進(jìn)新穎的磁盤組織方式,一種使用UEFI啟動(dòng)的磁盤組織方式,  GPT和UEFI BIOS相輔相成,,鑒于MBR的磁盤容量和分區(qū)數(shù)量已經(jīng)不能滿足硬件發(fā)展的需求,,GPT首要的任務(wù)就是突破了2.2T分區(qū)的限制,最大支持18EB的分區(qū),。最開始是為了更好的兼容性,,后來(lái)因?yàn)槠涓蟮闹С謨?nèi)存(mbr分區(qū)最多支持2T的磁盤),更多的兼容而被廣泛使用,,特別是蘋果的MAC系統(tǒng)全部使用gpt分區(qū),。gpt不再有分區(qū)的概念,所有CDEF盤都在一段信息中存儲(chǔ),??梢院?jiǎn)單的理解為更先進(jìn)但是使用不夠廣泛的技術(shù)。在MBR硬盤中,,分區(qū)信息直接存儲(chǔ)于主引導(dǎo)記錄(MBR)中(主引導(dǎo)記錄中還存儲(chǔ)著系統(tǒng)的引導(dǎo)程序),。但在GPT硬盤中,分區(qū)表的位置信息儲(chǔ)存在GPT頭中,。因?yàn)榧嫒輪栴},,gpt其實(shí)在引導(dǎo)的最開始部分也有一段mbr引導(dǎo),也叫做“保護(hù)引導(dǎo)”,,為了防止設(shè)備不支持uefi,。

GPT分區(qū)表結(jié)構(gòu):

在GTP磁盤的第一個(gè)數(shù)據(jù)塊中同樣有一個(gè)與MBR(主引導(dǎo)記錄)類似的標(biāo)記,叫做PMBR,,GPT硬盤中存在PMBR(Protective MBR)分區(qū)表和GPT分區(qū)表,。在GPT分區(qū)表的最開頭,處于兼容性考慮仍然存儲(chǔ)了一份傳統(tǒng)的MBR(LBA 0),,這個(gè)MBR也叫做保護(hù)性MBR(Protective MBR),。在支持從GPT啟動(dòng)的操作系統(tǒng)中,這里也用于存儲(chǔ)第一階段的啟動(dòng)代碼,。在這個(gè)MBR中,,只有一個(gè)標(biāo)識(shí)為0xEE的分區(qū),以此來(lái)表示這塊硬盤使用GPT分區(qū)表,。
 

無(wú)論微軟的c,、d、e或者linux磁盤掛載,,或許都繞不開文件系統(tǒng)這個(gè)術(shù)語(yǔ),,你的操作系統(tǒng)都是靠文件系統(tǒng)支撐起來(lái)的。有文件系統(tǒng)才能正確的找到相應(yīng)磁盤對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),,才能使得后面的操作正常運(yùn)轉(zhuǎn),。

什么是文件系統(tǒng),?

文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確存儲(chǔ)設(shè)備(常見的是磁盤,也有基于NAND Flash的固態(tài)硬盤)或分區(qū)上的文件的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),;即在存儲(chǔ)設(shè)備上組織文件的方法,。操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存儲(chǔ)文件信息的軟件機(jī)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng),簡(jiǎn)稱文件系統(tǒng),。文件系統(tǒng)由三部分組成:文件系統(tǒng)的接口,,對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合,,對(duì)象及屬性,。從系統(tǒng)角度來(lái)看,文件系統(tǒng)是對(duì)文件存儲(chǔ)設(shè)備的空間進(jìn)行組織和分配,,負(fù)責(zé)文件存儲(chǔ)并對(duì)存入的文件進(jìn)行保護(hù)和檢索的系統(tǒng),。具體地說(shuō),它負(fù)責(zé)為用戶建立文件,,存入,、讀出、修改,、轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件,,控制文件的存取,當(dāng)用戶不再使用時(shí)撤銷文件等,。

文件系統(tǒng)分類:

Linux

Linux存在幾十個(gè)文件系統(tǒng)類型:ext2,,ext3,ext4,,xfs,,brtfs,zfs(man 5 fs可以取得全部文件系統(tǒng)的介紹)

不同文件系統(tǒng)采用不同的方法來(lái)管理磁盤空間,,各有優(yōu)劣,;文件系統(tǒng)是具體到分區(qū)的,所以格式化針對(duì)的是分區(qū),,分區(qū)格式化是指采用指定的文件系統(tǒng)類型對(duì)分區(qū)空間進(jìn)行登記,、索引并建立相應(yīng)的管理表格的過(guò)程。

  • ext2具有極快的速度和極小的CPU占用率,,可用于硬盤和移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備
  • ext3增加日志功能,,可回溯追蹤
  • ext4日志式文件系統(tǒng),支持1EB(1024*1024TB),,最大單文件16TB,,支持連續(xù)寫入可減少文件碎片。rhel6默認(rèn)文件系統(tǒng)
  • xfs可以管理500T的硬盤,。rhel7默認(rèn)文件系統(tǒng)
  • brtfs文件系統(tǒng)針對(duì)固態(tài)盤做優(yōu)化,,
  • zfs更新?

windows

  • FAT16:MS—DOS和win95采用的磁盤分區(qū)格式,采用16位的文件分配表,,只支持2GB的磁盤分區(qū),,最大單文件2GB,且磁盤利用率低
  • FAT32:(即Vfat)采用32位的文件分配表,,支持最大分區(qū)128GB,,最大文件4GB
  • NTFS:支持最大分區(qū)2TB,最大文件2TB,,安全性和穩(wěn)定性非常好,,不易出現(xiàn)文件碎片。

其他

  • RAMFS:內(nèi)存文件系統(tǒng)
  • ISO 9660:光盤
  • NFS:網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)
  • SMBAFS/CIFS:支持Samba協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)
  • Linux swap:交換分區(qū),,用以提供虛擬內(nèi)存,。

三、總結(jié)

以Win7系統(tǒng)為例,,整個(gè)操作系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程如下:

1,、電腦開機(jī)后,開始啟動(dòng)BIOS,,開始BIOS自檢,。

2、通過(guò)自檢后,,bios找到硬盤上的主引導(dǎo)記錄MBR.

3,、MBR開始讀取硬盤分區(qū)表DPT,找到活動(dòng)分區(qū),,找到活動(dòng)分區(qū)中的分區(qū)引導(dǎo)記錄PBR,,并且把控制權(quán)交給PBR.

4、PBR搜索活動(dòng)區(qū)中的啟動(dòng)管理器bootmgr,,找到啟動(dòng)管理器后,,PBR把控制權(quán)交給bootmgr(相當(dāng)于xp里的ntldr文件)。

5,、Bootmgr尋找活動(dòng)分區(qū)中的boot文件夾中的BCD文件(啟動(dòng)配置數(shù)據(jù),,相當(dāng)于xp里的boot.ini文件)。

6,、找到BCD后,,Bootmgr首先從BCD 中讀取啟動(dòng)管理器bootmgr菜單的語(yǔ)言版本信息,然后再調(diào)用BOOTMGR與相應(yīng)語(yǔ)言的BOOTMGR.EXE.MUI (在boot文件夾對(duì)應(yīng)語(yǔ)言文件夾中)組成相應(yīng)語(yǔ)言的啟動(dòng)菜單,,之后在顯示器上顯示多操作系統(tǒng)選擇畫面,。

7、如果存在多個(gè)操作系統(tǒng)而且系統(tǒng)設(shè)置的等待時(shí)間不是0,,那么屏幕就顯示多個(gè)操作系統(tǒng)的選擇界面,。如果沒有多系統(tǒng),,那么直接進(jìn)入windows 7系統(tǒng),不顯示選擇界面,。

8,、選擇windows 7系統(tǒng)后,bootmgr就會(huì)讀取BCD里win7系統(tǒng)所在的盤里的windows\system32\winload.exe文件,,并且將控制權(quán)交給winload.exe,。

9、Winload.exe加載windows7內(nèi)核,、硬件,、服務(wù)等,之后加載桌面等信息,,從而啟動(dòng)整個(gè)windows 7系統(tǒng),,直至執(zhí)行l(wèi)ogin程序,跳出登錄界面,,等待用戶輸入用戶名和密碼。

10,、windows 7系統(tǒng)啟動(dòng)文件系統(tǒng),,用于后續(xù)數(shù)據(jù)的存入、讀出,、修改等,。

是不是很暈!?。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。?/p>

GPT轉(zhuǎn)MBR

一般情況下,,我們使用Diskpart命令即可完成轉(zhuǎn)換,。

操作步驟如下:(注意:轉(zhuǎn)換磁盤格式需要清空磁盤中的所有分區(qū)和數(shù)據(jù),在操作前,,請(qǐng)保存好磁盤中所有重要數(shù)據(jù),。)

1.使用Win7光盤或者U盤引導(dǎo),進(jìn)入系統(tǒng)安裝界面,。

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

2.按Shift + F10打開命令提示符,。

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

3.輸入'Diskpart'(不用輸入引號(hào),下同),,并按回車,,進(jìn)入操作界面

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

4.輸入:'list disk',查看磁盤信息,。注意看磁盤容量來(lái)選擇,。圖中465G的Disk 0是硬盤,3852M的Disk 1是用于Win7安裝的U盤,。

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

5.輸入:'select disk 0',,選擇disk 0為當(dāng)前操作的磁盤

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

6.輸入:'Clean',清空當(dāng)前磁盤分區(qū),。

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

7.輸入:'convert mbr',,轉(zhuǎn)換為MBR分區(qū)。

MBR分區(qū)和GPT分區(qū)互相轉(zhuǎn)換的方法

8.操作完成,,關(guān)閉此命令提示符窗口,,繼續(xù)按照正常的方法安裝Win7系統(tǒng)即可。

擴(kuò)展知識(shí):convert命令的其它用法:

convert  basic     -將磁盤從動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換為基本,。

convert  dynamic  -將磁盤從基本轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài),。

convert  gpt      -將磁盤從MBR轉(zhuǎn)換為GPT。

convert  mbr     -將磁盤從GPT轉(zhuǎn)換為MBR,。

部分引用:https://blog.csdn.net/jonathan321/article/details/51987680

                 https://blog.csdn.net/qq_35038153/article/details/78440374

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