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操作系統(tǒng)引導(dǎo)詳細過程

就直觀而言,我們所見到計算機啟動的過程是:按下電腦開機鍵,系統(tǒng)在黑色的屏幕下打印出一些英文語句、然后進入進度條狀態(tài),最后到登陸界面,這樣操作系統(tǒng)的引導(dǎo)過程就算完成了。我們不知道的是計算機本身經(jīng)歷一系列復(fù)雜的引導(dǎo)過程,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。

接觸計算機時間長的人,都有過安裝操作系統(tǒng)的經(jīng)歷,無非是找個系統(tǒng)安裝盤(iso)丟到光驅(qū)里、弄個U盤啟動程序插入usb接口,也或者裝Windows操作系統(tǒng)的時候,弄個gost備份鏡像,用gost軟件考到C盤里,然后就是漫長的等待。假如安裝過程中,就是不進入登陸界面,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,在計算機中,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區(qū),一個計算機中又有幾種存儲介質(zhì)(包括硬盤),計算機通過CPU來控制運行的。反過來說,在你安裝完一個操作系統(tǒng)之后(就是把光盤鏡像的文件或者GHOST文件丟到主分區(qū))或者開機后,需要讓計算機在開機的時候能識別電腦中的系統(tǒng),這個過程就是系統(tǒng)引導(dǎo),計算機系統(tǒng)引導(dǎo)的過程就是在保證硬件設(shè)備正常后,計算機利用CPU運行特定程序,通過程序識別硬盤,識別硬盤分區(qū),識別硬盤分區(qū)上的操作系統(tǒng),最后又通過程序啟動操作系統(tǒng),一環(huán)扣一環(huán)的完成上述過程,在這環(huán)環(huán)緊扣的過程中,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:計算機硬件壞了、程序識別不了硬盤,程序識別不了有操作系統(tǒng)的分區(qū),程序不能啟動操作系統(tǒng)初始化程序,都會導(dǎo)致操作系統(tǒng)不能正常啟動。了解操作系統(tǒng)引導(dǎo)機制,或許能幫助我們解決以上問題。而在上述引導(dǎo)過程中,計算機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(存儲介質(zhì)隊列),MBR表(主引導(dǎo)記錄表),PBR(硬盤分區(qū)記錄表),EBR(擴展分區(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-->BIOS啟動MBR-->MBR啟動激活分區(qū)PBR-->啟動bootmgr-->讀取BCD-->啟動對應(yīng)的系統(tǒng)

 過程:①電腦開機,BIOS找到第一個硬盤 ②MBR在硬盤開頭幾百k以內(nèi),BIOS啟動到硬盤上的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啟動當(dāng)前分區(qū)上的BOOTMGR,找不到則啟動NTLDR ⑤讀取當(dāng)前分區(qū)根目錄下\boot\BCD文件 ⑥啟動BCD里對應(yīng)菜單的系統(tǒng)。

2、 UEFI引導(dǎo):

過程:①電腦開機,BIOS找到第一個硬盤 ②BIOS搜索到FAT/FAT32分區(qū)上的\EFI\BOOT\BOOTx64.efi(計算機默認引導(dǎo))或\efi\Microsoft\boot\bootmgrfw.efi(Windows默認引導(dǎo)),BIOS內(nèi)會有個EFPROM,如果有多個efi文件,會記錄efi文件的啟動順序。這個順序可以在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BCD里對應(yīng)菜單的系統(tǒng)。

什么是BOOT,什么是BIOS,什么是UEFI

BOOT

BOOT其實是你按開機鍵之后,在電腦微軟操作系統(tǒng)運行之前就自動運行的一段小程序。表象上就是windows引導(dǎo)畫面之前那些黑屏藍屏的英文那個階段就是BOOT了。通過這段小程序,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它其實也是在電腦里的系統(tǒng)運行之前,但是BOOT出現(xiàn)后加載運行的一個預(yù)啟動的操作環(huán)境程序,嚴格來算是軟件。是一組固化到計算機內(nèi)主板上一個ROM芯片上的程序。它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機后自檢程序和系統(tǒng)自啟動程序。其主要功能是為計算機提供最底層的、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(存儲介質(zhì)隊列)時,如果識別到某塊硬盤的第一個扇區(qū)最后兩個字節(jié)為55 AA時,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約定,即所謂的魔數(shù))

UEFI

UEFI它其實和BIOS是同一個性質(zhì)的東西,同一種程序,是隨著發(fā)展出現(xiàn)的BIOS升級版,被看做是有近20多年歷史的BIOS的繼任者。全稱“統(tǒng)一的可擴展固件接口,它也是在電腦里微軟系統(tǒng)運行之前,但是BOOT出現(xiàn)后加載運行的一個預(yù)啟動操作環(huán)境程序。因為硬件發(fā)展迅速,傳統(tǒng)式(Legacy)BIOS成為進步的包袱,現(xiàn)在已發(fā)展出最新的UEFI(UnifiedExtensibleFirmwareInterface)可擴展固件接口。但造化弄人的是,理論上說是比BIOS更先進的UEFI,卻還是諸多支持不足,往往很多是UEFI啟動電腦,到頭來還是切換回BIOS。這也是令人疑惑的所在,不是說BIOS有病毒嗎,不是說UEFI比BIOS好嗎?為啥我按住DEL鍵進入的還是BIOS。這其中博弈的過程,是商業(yè)的、技術(shù)的各種妥協(xié),我們已無從評論。

 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)上來說UEFI和BIOS就是兩個完全不同的分區(qū)表格式了,所以往往用GHOST備份出來的系統(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,啟動模式應(yīng)該為Legacy;
        硬盤分區(qū)格式為GUID(GPT)格式,啟動模式應(yīng)該為UEFI。      

       開啟UEFI模式或Legacy模式:

       按住DEL鍵進入BIOS,在“啟動(Startup)”選項卡中,可選擇UEFI啟動:

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

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

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

        (注:假如說你的主板很老,你只能選擇BIOS引導(dǎo),一般來說現(xiàn)在的計算機都兼容BIOS和UEFI,當(dāng)然也有一進入界面就是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盤啟動或者GOST鏡像還原皆如此類)

以x86為例,BIOS引導(dǎo)過程如下:

       1、激活cpu:計算機開機,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,確認計算機硬件能否滿足運行的基本硬件條件,這叫做”硬件自檢”(Power-On Self-Test),縮寫為POST。如果硬件出現(xiàn)問題,主板會發(fā)出不同含義的蜂鳴,啟動中止。 如果沒有問題,屏幕就會顯示出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)置外部存儲設(shè)備的啟動順序,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'啟動順序',把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給排在第一位的儲存設(shè)備。然后計算機將該存儲設(shè)備引導(dǎo)扇區(qū)的內(nèi)容加載到內(nèi)存中。計算機本身并不知道誰是系統(tǒng)硬盤,誰不是系統(tǒng)硬盤,通過遍歷的方式,尋找?guī)в邢到y(tǒng)硬盤標(biāo)識符(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將所檢查外部存儲設(shè)備的第一個扇區(qū)載入內(nèi)存后,如果發(fā)現(xiàn)一個扇區(qū)的最后兩個字節(jié)是“55 AA”,那么這就是一個引導(dǎo)扇區(qū)(MBR),這個外部存儲設(shè)備也就是一塊可引導(dǎo)盤,計算機將控制權(quán)交給主引導(dǎo)記錄。如果最后兩個字節(jié)不是“55 AA”,那么BIOS就檢查下一個外部存儲設(shè)備。如果沒有其他啟動介質(zhì),則顯示 ”No ROM BASIC” ,然后死機。主引導(dǎo)記錄主要作用是,告訴計算機到硬盤的哪個主分區(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,進而識別含有操作系統(tǒng)的硬盤分區(qū)(活動分區(qū))。其中,MBR包含硬盤分區(qū)表,硬盤分區(qū)表以特定的標(biāo)識符區(qū)分活動主分區(qū)和非活動主分區(qū)。

       以上表達的意思就是硬盤分區(qū)表主要標(biāo)識和尋找哪個是有操作系統(tǒng)的分區(qū)(活動分區(qū)),哪個不是操作系統(tǒng)的分區(qū)。

     6、加載硬盤活動分區(qū):每個區(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)是活動分區(qū)(有操作系統(tǒng)的分區(qū)),控制權(quán)要轉(zhuǎn)交給這個分區(qū)。主引導(dǎo)記錄在找到硬盤活動分區(qū)后,開始加載硬盤活動分區(qū)。

     7、加載分區(qū)引導(dǎo)記錄(PBR):繼續(xù)遍歷硬盤活動分區(qū),計算機會讀取活動分區(qū)的第一個扇區(qū)。這個扇區(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(啟動管理器)。

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

     9、加載操作系統(tǒng)初始化程序:啟動管理器尋找激活分區(qū)中的啟動配置數(shù)據(jù)(如:Win7中的BCD文件、XP中的boot.ini),根據(jù)啟動配置數(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,從而啟動整個操作系統(tǒng)。

      11、操作系統(tǒng)啟動之后,操作系統(tǒng)內(nèi)核、應(yīng)用程序庫、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

梳理一下操作系統(tǒng)引導(dǎo)過程的一些概念:     

什么是MBR,什么是DPT,什么是PBR,什么是擴展分區(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。它為存儲設(shè)備的第一個扇區(qū)(這個扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)的啟動加載器和驅(qū)動器的邏輯分區(qū)信息),位于整個硬盤的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個字節(jié),另外的64個字節(jié)交給了 DPT(Disk Partition Table硬盤分區(qū)表),最后兩個字節(jié)“55,AA”是分區(qū)的結(jié)束標(biāo)志,這個整體構(gòu)成了硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū)。計算機讀取MBR的512字節(jié)內(nèi)容,如果這512個字節(jié)的最后兩個字節(jié)是0x55和0xAA,表明這個設(shè)備可以用于啟動;如果不是,表明設(shè)備不能用于啟動,控制權(quán)于是被轉(zhuǎn)交給”啟動順序”中的下一個設(shè)備。

MBR分區(qū)表結(jié)構(gòu)

   MBR的主要作用是告訴計算機到存儲設(shè)備的哪個位置去找操作系統(tǒng)對應(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)表查找活動分區(qū); 
     (2)尋找活動分區(qū)的起始扇區(qū); 
     (3)將活動分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)讀到內(nèi)存; 
    (4)執(zhí)行引導(dǎo)扇區(qū)的運行代碼。 

DPT

       MBR中有個表叫硬盤分區(qū)表,用來指向硬盤的各個分區(qū)。硬盤分區(qū)表長度只有64個字節(jié),里面分成4項,每項16個字節(jié),一個硬盤最多只能分四個一級分區(qū),這些一級分區(qū)叫做”主分區(qū)”。每個區(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)交給哪個區(qū)。硬盤分區(qū)表主要用于標(biāo)識操作系統(tǒng)所在的硬盤主分區(qū)。

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

  • 第1個字節(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)交給這個分區(qū)。四個主分區(qū)里面只能有一個是激活的。
  • 第2-4個字節(jié):主分區(qū)第一個扇區(qū)的物理位置(柱面、磁頭、扇區(qū)號等等)。
  • 第5個字節(jié):主分區(qū)類型。
  • 第6-8個字節(jié):主分區(qū)最后一個扇區(qū)的物理位置。
  • 第9-12字節(jié):該主分區(qū)第一個扇區(qū)的邏輯地址。
  • 第13-16字節(jié):主分區(qū)的扇區(qū)總數(shù)。

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

擴展分區(qū)和邏輯分區(qū)

隨著硬盤越來越大,四個主分區(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,因此規(guī)定有且僅有一個區(qū)可以被定義成”擴展分區(qū)”(Extended partition)。

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

計算機先讀取擴展分區(qū)的第一個扇區(qū),叫做”擴展引導(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(也就是兩個邏輯分區(qū))。

計算機接著讀取第二個邏輯分區(qū)的第一個扇區(qū),再從里面的分區(qū)表中找到第三個邏輯分區(qū)的位置,以此類推,直到某個邏輯分區(qū)的分區(qū)表只包含它自身為止(即只有一個分區(qū)項)。因此,擴展分區(qū)可以包含無數(shù)個邏輯分區(qū)。

PBR

 PBR(Partition Boot Record 分區(qū)引導(dǎo)記錄):每個分區(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(啟動管理器)。

GPT:

 GPT的意思是GUID Partition Table,即“全局唯一標(biāo)識磁盤分區(qū)表”。他是另外一種更加先進新穎的磁盤組織方式,一種使用UEFI啟動的磁盤組織方式,  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,后來因為其更大的支持內(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??梢院唵蔚睦斫鉃楦冗M但是使用不夠廣泛的技術(shù)。在MBR硬盤中,分區(qū)信息直接存儲于主引導(dǎo)記錄(MBR)中(主引導(dǎo)記錄中還存儲著系統(tǒng)的引導(dǎo)程序)。但在GPT硬盤中,分區(qū)表的位置信息儲存在GPT頭中。因為兼容問題,gpt其實在引導(dǎo)的最開始部分也有一段mbr引導(dǎo),也叫做“保護引導(dǎo)”,為了防止設(shè)備不支持uefi。

GPT分區(qū)表結(jié)構(gòu):

在GTP磁盤的第一個數(shù)據(jù)塊中同樣有一個與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了一份傳統(tǒng)的MBR(LBA 0),這個MBR也叫做保護性MBR(Protective MBR)。在支持從GPT啟動的操作系統(tǒng)中,這里也用于存儲第一階段的啟動代碼。在這個MBR中,只有一個標(biāo)識為0xEE的分區(qū),以此來表示這塊硬盤使用GPT分區(qū)表。
 

無論微軟的c、d、e或者linux磁盤掛載,或許都繞不開文件系統(tǒng)這個術(shù)語,你的操作系統(tǒng)都是靠文件系統(tǒng)支撐起來的。有文件系統(tǒng)才能正確的找到相應(yīng)磁盤對應(yīng)的數(shù)據(jù),才能使得后面的操作正常運轉(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);即在存儲設(shè)備上組織文件的方法。操作系統(tǒng)中負責(zé)管理和存儲文件信息的軟件機構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng),簡稱文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)由三部分組成:文件系統(tǒng)的接口,對對象操縱和管理的軟件集合,對象及屬性。從系統(tǒng)角度來看,文件系統(tǒng)是對文件存儲設(shè)備的空間進行組織和分配,負責(zé)文件存儲并對存入的文件進行保護和檢索的系統(tǒng)。具體地說,它負責(zé)為用戶建立文件,存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲文件,控制文件的存取,當(dāng)用戶不再使用時撤銷文件等。

文件系統(tǒng)分類:

Linux

Linux存在幾十個文件系統(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)類型對分區(qū)空間進行登記、索引并建立相應(yīng)的管理表格的過程。

  • ext2具有極快的速度和極小的CPU占用率,可用于硬盤和移動存儲設(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默認文件系統(tǒng)
  • xfs可以管理500T的硬盤。rhel7默認文件系統(tǒng)
  • brtfs文件系統(tǒng)針對固態(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,整個操作系統(tǒng)引導(dǎo)過程如下:

1、電腦開機后,開始啟動BIOS,開始BIOS自檢。

2、通過自檢后,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,找到活動分區(qū),找到活動分區(qū)中的分區(qū)引導(dǎo)記錄PBR,并且把控制權(quán)交給PBR.

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

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

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

7、如果存在多個操作系統(tǒng)而且系統(tǒng)設(shè)置的等待時間不是0,那么屏幕就顯示多個操作系統(tǒng)的選擇界面。如果沒有多系統(tǒng),那么直接進入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,從而啟動整個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?。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。?!

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),進入系統(tǒng)安裝界面。

2.按Shift + F10打開命令提示符。

3.輸入'Diskpart'(不用輸入引號,下同),并按回車,進入操作界面

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

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

6.輸入:'Clean',清空當(dāng)前磁盤分區(qū)。

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

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。

擴展知識:convert命令的其它用法:

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

convert  dynamic  -將磁盤從基本轉(zhuǎn)換為動態(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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