雲計算學習體系-1.1-計算機硬件基礎擴展知識BIOS/UEFI/MBR/GPT

我們每天都在用電腦,很多人可能每天都要面對多次Windows的啓動過程,可是您知道在Windows的啓動過程背後,你真真瞭解過嗎?上文中我們認識了計算機的基本硬件,其中講到BIOS和UEFI,下次內容我們就要使用這些概念了,今天我們就在這裏深入學習一下這幾個知識。

  計算機啓動的第一個階段就是初始化硬件,2000 年以前的計算機主板上均使用 BIOS,如今絕大多數計算機採用的是 EFI(Mac 用的就是 EFI)或 UEFI,BIOS 正在逐步被淘汰。基於 EFI、UEFI 的開機過程與傳統的BIOS不盡相同。由下圖可以看出UEFI引導比傳統BIOS少了一個環節“BIOS自檢”,正是這關鍵的一步大大減少了UEFI引導開機速度;UEFI從預啓動環境直接加載操作系統,從而更節省開機時間。

雲計算學習體系-1.1-計算機硬件基礎擴展知識BIOS/UEFI/MBR/GPT

什麼是BIOS?

    BIOS是英文"Basic Input Output System"的縮略語,直譯過來後中文名稱就是"基本輸入輸出系統"。其實,它是一組固化到計算機內主板上一個ROM芯片上的程序,它保存着計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統設置信息、開機後自檢程序和系統自啓動程序。 其主要功能是爲計算機提供最底層的、最直接的硬件設置和控制。

雲計算學習體系-1.1-計算機硬件基礎擴展知識BIOS/UEFI/MBR/GPT

什麼是EFI和UEFI?

    EFI是Extensible Firmware Interface(可擴展固件接口)的縮寫,是由英特爾倡導推出的一種在類PC系統中替代BIOS的升級方案。與傳統BIOS相比,EFI通過模塊化、C語言的參數堆棧傳遞方式和動態鏈接的形式構建系統,較BIOS而言更易於實現,容錯和糾錯特性更強。

    UEFI則是Unified Extensible Firmware Interface(統一可擴展固件接口),它是基於EFI 1.10標準爲基礎發展起來的,不過所有者並不是英特爾,而是一個名爲Unified EFI Form的國際組織。UEFI是一種詳細描述類型接口的標準,可以讓PC從預啓動的操作環境,加載到操作系統上。

    自2000年12月12日正式發佈EFI 1.02標準後,EFI一直是作爲代替傳統的BIOS的先進標準而存在,擁有權在英特爾手中,而在2007年開始,英特爾將EFI標準的改進與完善工作交給Unified EFI Form進行全權負責,隨後登場的EFI標準則正式更名爲UEFI,以示區別。

雲計算學習體系-1.1-計算機硬件基礎擴展知識BIOS/UEFI/MBR/GPT

    從UEFI啓動的硬盤必須是GPT格式,必須是win 7/8/10 64系統,UEFI不支持32位系統。uefi和legacy(就是傳統的意思)是兩種不同的引導方式,uefi是新式的BIOS,legacy是傳統BIOS。

UEFI啓動的硬盤必須是GPT格式,那GPT又是什麼呢?

    在使用新磁盤之前,你必須對其進行分區。MBR(Master Boot Record)和GPT(GUID Partition Table)是在磁盤上存儲分區信息的兩種不同方式。這些分區信息包含了分區從哪裏開始的信息,這樣操作系統才知道哪個扇區是屬於哪個分區的,以及哪個分區是可以啓動的。在磁盤上創建分區時,你必須在MBR和GPT之間做出選擇。

什麼是MBR?

    MBR的意思是“主引導記錄”,最早在1983年在IBM PC DOS 2.0中提出。
    之所以叫“主引導記錄”,是因爲它是存在於驅動器開始部分的一個特殊的啓動扇區。這個扇區包含了已安裝的操作系統的啓動加載器和驅動器的邏輯分區信息。所謂啓動加載器,是一小段代碼,用於加載驅動器上其他分區上更大的加載器。如果你安裝了Windows,Windows啓動加載器的初始信息就放在這個區域裏——如果MBR的信息被覆蓋導致Windows不能啓動,你就需要使用Windows的MBR修復功能來使其恢復正常。如果你安裝了Linux,則位於MBR裏的通常會是GRUB加載器。
    MBR支持最大2TB磁盤,它無法處理大於2TB容量的磁盤。MBR還只支持最多4個主分區——如果你想要更多分區,你需要創建所謂“擴展分區”,並在其中創建邏輯分區。
    MBR已經成爲磁盤分區和啓動的工業標準。

什麼是GPT?

    GPT意爲GUID分區表。(GUID意爲全局唯一標識符)。這是一個正逐漸取代MBR的新標準。它和UEFI相輔相成——UEFI用於取代老舊的BIOS,而GPT則取代老舊的MBR。之所以叫作“GUID分區表”,是因爲你的驅動器上的每個分區都有一個全局唯一的標識符(globally unique identifier,GUID)——這是一個隨機生成的字符串,可以保證爲地球上的每一個GPT分區都分配完全唯一的標識符。

    這個標準沒有MBR的那些限制。磁盤驅動器容量可以大得多,大到操作系統和文件系統都沒法支持。它同時還支持幾乎無限個分區數量,限制只在於操作系統——Windows支持最多128個GPT分區,而且你還不需要創建擴展分區。

    在MBR磁盤上,分區和啓動信息是保存在一起的。如果這部分數據被覆蓋或破壞,事情就麻煩了。相對的,GPT在整個磁盤上保存多個這部分信息的副本,因此它更爲健壯,並可以恢復被破壞的這部分信息。GPT還爲這些信息保存了循環冗餘校驗碼(CRC)以保證其完整和正確——如果數據被破壞,GPT會發覺這些破壞,並從磁盤上的其他地方進行恢復。而MBR則對這些問題無能爲力——只有在問題出現後,你纔會發現計算機無法啓動,或者磁盤分區都不翼而飛了。

雲計算學習體系-1.1-計算機硬件基礎擴展知識BIOS/UEFI/MBR/GPT
我們推薦你使用GPT對磁盤進行分區。它更先進,更健壯,所有計算機系統都在向其轉移。如果你需要保持對舊系統的兼容性——比如在使用傳統BIOS的計算機上啓動Windows,你需要使用MBR。

學習永遠不算一蹴而就的,學習永遠不算晚,就看你有沒有這個決心和能力。

下次章節的學習中,我們就要使用到這些概念,請大家繼續關注。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章