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操作系統(tǒng)的安裝與啟動基本原理

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操作系統(tǒng)的安裝與啟動基本原理

  BIOS(Basic Input/Output System,基本輸入輸出系統(tǒng))全稱是ROM-BIOS,是只讀存儲器基本輸入/輸出系統(tǒng)的簡寫,它實際是一組被固化到電腦中,為電腦提供最低級最直接的硬件控制的程序,它是連通軟件程序和硬件設(shè)備之間的樞紐。接下來是小編為大家收集的操作系統(tǒng)的安裝與啟動基本原理,希望能幫到大家。

  操作系統(tǒng)的安裝與啟動基本原理:

  一、基本概念

  1、BIOS的概念

  BIOS(Basic Input/Output System,基本輸入輸出系統(tǒng))全稱是ROM-BIOS,是只讀存儲器基本輸入/輸出系統(tǒng)的簡寫,它實際是一組被固化到電腦中,為電腦提供最低級最直接的硬件控制的程序,它是連通軟件程序和硬件設(shè)備之間的樞紐,通俗地說,BIOS是硬件與軟件程序之間的一個“轉(zhuǎn)換器”或者說是接口(雖然它本身也只是一個程序),負責解決硬件的即時要求,并按軟件對硬件的操作要求具體執(zhí)行。

  BIOS,它在計算機系統(tǒng)中起著非常重要的作用。一塊主板性能優(yōu)越與否,很大程度上取決于主板上的BIOS管理功能是否先進。

  BIOS芯片,在主板上表現(xiàn)為一塊長方型或正方型芯片,BIOS中主要存放:

  1、自診斷程序:通過讀取CMOS RAM中的內(nèi)容識別硬件配置,并對其進行自檢和初始化;

  2、CMOS設(shè)置程序:引導過程中,用特殊熱鍵啟動,進行設(shè)置后,存入CMOS RAM中;

  3、系統(tǒng)自舉裝載程序:在自檢成功后將磁盤相對0道0扇區(qū)上的引導程序裝入內(nèi)存,讓其運行以裝入DOS系統(tǒng); 主要I/O設(shè)備的驅(qū)動程序和中斷服務(wù);

  由于BIOS直接和系統(tǒng)硬件資源打交道,因此總是針對某一類型的硬件系統(tǒng),而各種硬件系統(tǒng)又各有不同,所以存在各種不同種類的BIOS,隨著硬件技術(shù)的發(fā)展,同一種BIOS也先后出現(xiàn)了不同的版本,新版本的BIOS比起老版本來說,功能更強。

  2、MBR的概念

  主引導扇區(qū)位于硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū),共512bytes,由三大部分組成:

  硬盤主引導記錄MBR(Master Boot Record)占446bytes

  分區(qū)表DPT(Disk Partition Table)占64bytes

  硬盤有效標志(Magic Number)占2bytes。AA和55被稱為幻數(shù)(Magic Number),BOIS讀取MBR的時候總是檢查最后是不是有這兩個幻數(shù),如果沒有就被認為是一個沒有被分區(qū)的硬盤

  主引導扇區(qū)包含的MBR、DPT、MN,這3個區(qū)域是操作系統(tǒng)無關(guān)的,在每塊硬盤上都存在;MBR是一段可執(zhí)行程序,由各個操作系統(tǒng)寫入不同的代碼。 MBR的存儲空間限制為446字節(jié),MBR所做的唯一的事情就是裝載第二引導裝載程序。Windows產(chǎn)生的MBR裝載運行PBR;GRUB產(chǎn)生的MBR 裝載運行g(shù)rldr。

  3、操作系統(tǒng)引導過程

  主引導記錄(MasterBootRecord,MBR):512字節(jié),位于硬盤的第一個扇區(qū);可存放一小段程序及主分區(qū)表。MBR的boot code占用其中的前446個字節(jié),隨后的64個字節(jié)為DPT(Disk Partition Table,硬盤分區(qū)表)。

  XP系統(tǒng)引導過程是,BIOS自檢后,DPT把系統(tǒng)控制權(quán)交給硬盤第一個分區(qū)的PBR(Partition Boot Record),XP的PBR會去找這個分區(qū)的ntldr,之后是boot.ini,選擇啟動的系統(tǒng)后load注冊表,交控制權(quán)給ntoskrnl,然后加載驅(qū)動,系統(tǒng)配置等等。

  Vista的PBR不再找ntldr,而是找bootmgr,這個文件也是保存在硬盤第一個分區(qū)的根目錄下.之后,bootmgr去找同路徑下的\boot\BCD. BCD這個文件實際是一個注冊表文件,里面的數(shù)據(jù)保存了系統(tǒng)的引導信息,如果是多系統(tǒng)引導,會提供引導的界面內(nèi)容. 如果是單Vista系統(tǒng),控制權(quán)會交給winload.exe,之后再去找ntoskrnl.exe.

  擴展引導記錄(ExtendedBootRecord,EBR):512字節(jié),位于擴展分區(qū)的第一個扇區(qū),存放邏輯分區(qū)信息。

  分區(qū)引導區(qū)(PartitionBootRecord,PBR):512字節(jié),位于每個非擴展主分區(qū)及每個邏輯分區(qū)的第一個扇區(qū);可存放小段程序。

  活動分區(qū)(ActivePartition):可將所有主分區(qū)和邏輯分區(qū)中的一個標識為Active,表示系統(tǒng)啟動時即加載運行其PBR程序的分區(qū)。

  DBR : DOS引導記錄(DOS Boot Record)應稱為OBR(OS Boot Record),意思是活動分區(qū)的PBR,即操作系統(tǒng)引導記錄。

  二、分區(qū)概念

  一個硬盤的分區(qū)有Primary(主分區(qū))、Extended(擴展分區(qū))、Logical(邏輯分區(qū))三種。

  1、主分區(qū)

  如果你只有一個硬盤,那么這個硬盤肯定應該有一個主分區(qū),以前DOS必須在主分區(qū)才能啟動。建立主分區(qū)的最大用途便是安裝操作系統(tǒng),另外如果你有多個主分區(qū),那么只有一個可以設(shè)置為活動分區(qū)(Active),操作系統(tǒng)就是從這個分區(qū)啟動的,當然了,只允許有一個活動分區(qū),所謂的“激活分區(qū)”就是將某個主分區(qū)設(shè)置為活動分區(qū)。

  2、擴展分區(qū)

  因為主分區(qū)有先天的限制(最多只能有4個),擴展分區(qū)就是為了解決這種限制應運而生的,但是需要記住的是:它可是不能直接用來保存資料的,擴展分區(qū)的主要功能就是讓你在其中建立邏輯分區(qū),而且事實上只能建立20多個。

  3、邏輯分區(qū)(邏輯驅(qū)動器)

  從上面的介紹你可以了解到,邏輯分區(qū)并不是獨立的分區(qū),它是建立在擴展分區(qū)中的二級分區(qū),而且在DOS/WINDOWS下,這樣的一個邏輯分區(qū)對應于一個邏輯驅(qū)動器(Logical Driver),我們平時說的D: E:........一般指的就是這種邏輯驅(qū)動器。

  4、分區(qū)的限制

  一個硬盤最多只能劃分為4個主分區(qū),或者是3個主分區(qū)加上一個擴展分區(qū),這是因為在硬盤的開頭,也就是主引導扇區(qū)總共512字節(jié)存放著MBR占 446bytes,DPT分區(qū)表占64bytes以及硬盤有效標志占2bytes,由于記錄空間只有那么大,所以也只能記錄這4個分區(qū)的信息。

  三、一般單操作系統(tǒng)啟動過程

  1.BIOS加載并啟動保存在硬盤MBR中的引導程序,該引導程序一般在操作系統(tǒng)安裝時寫入

  2.MBR引導程序掃描所有分區(qū)表,找出活動分區(qū)(WindowsMBR程序只會在MBR中的分區(qū)表中查找活動分區(qū),即Windows只能安裝在主分區(qū);Linux無此限制)

  3.MBR引導程序加載并啟動保存在活動分區(qū)PBR中的引導程序

  4.活動分區(qū)PBR中的引導程序加載并啟動安裝在其上的操作系統(tǒng)(例如對Win98,定位并執(zhí)行io.sys;對WinXP,定位并執(zhí)行 ntoskrnl.exe;對于Linux,定位并執(zhí)行vmlinuz-xxx內(nèi)核映像)。顯然PBR引導程序與操作系統(tǒng)密切相關(guān),一般在操作系統(tǒng)安裝時寫入。

  總結(jié)為:BIOS–>MBR—>;PBR–>OS files

  四、修改標準過程實現(xiàn)按需啟動指定操作系統(tǒng)

  使用BootLoader等軟件置換MBR中的引導程序或PBR中的引導程序,如 Windows的NTBoot Loader,Linux下的Lilo、Grub等。Windows NTBoot Loader一般用于在一臺機器上安裝多個Windows系統(tǒng);Lilo或Grub用于在一臺機器上安裝多個Linux系統(tǒng)或同時安裝Linux和 Windows系統(tǒng)。

  五、MBR損壞及修復

  mbr的損壞不會危及數(shù)據(jù),復也很簡單,重寫mbr就是,dos下面的fdisk/mbr即可修改DOS引導,像DISKGEN等工具修改MBR更是隨手拈來。

  六、從U盤或移動硬盤啟動操作系統(tǒng)的步驟

  1、U盤格式化后(FAT32或NTFS都可以),把U盤激活成活動分區(qū)(可使用DiskGenius硬盤分區(qū)軟件)

  2、寫入U盤活動分區(qū)的PBR,以達到PBR讀取bootmgr文件的目的(可使用Vista或windows7自帶的 bootsect.exe 進行操作)

  3、復制相應啟動文件到U盤根目錄

  4、修改bios啟動順序從U盤啟動即可

  移動硬盤:開機識別成 USB-HDD

  在XP中格式化成FAT32、NTFS格式的U盤:開機出現(xiàn)在BIOS的Removable Device中,識別成USB-ZIP,默認為主分區(qū)非活動分區(qū)。可以用DiskGenius激活為活動分區(qū),再開機識別為USB-HDD。

  量產(chǎn)成HDD的U盤:開機出現(xiàn)在BIOS的Hard Disk中,識別成USB-HDD,默認自動設(shè)置為活動分區(qū)。

看了“操作系統(tǒng)的安裝與啟動基本原理”還想看:

1.試論計算機知識培訓論文

2.如何安裝電腦的操作系統(tǒng)

3.操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

4.電腦系統(tǒng)安裝步驟 裝機必學安裝系統(tǒng)過程

5.Dell R720服務(wù)器安裝操作系統(tǒng)

6.關(guān)于Win7開機的原理的介紹

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