开机流程与主引导分区(MBR)

由于操作系统会提供所有的硬件并且提供内核功能,因此我们的计算机就能够认识硬盘内的文件系统,并且进一步读取硬盘内的软件文件与执行该软件来完成各项软件的执行目的

      问题是你有没有发现,既然操作系统也是软件,那么我的计算机优势如何认识这个操作系统 软件并且执行它呢?开机时我的计算机系统还没有任何软件系统,那他要如何读取硬盘内的操作系统文件呢?这就要牵涉计算机的开机程序了。下面我们来谈一下计算机的开机程序

     在计算机概论里面我们谈到那个可爱的BIOS 和CMOS两个东西。CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面得存储器,BIOS则是一个写入到主板上的一个韧体(韧体就是写入到硬件上的一个软件程序)。这个BIOS就是在开机的时候计算机系统会主动执行的第一个程序了。

    接下来BIOS回去分析计算机里面有哪些存储设备,我们以硬盘为例,BIOS会依据用户的设置去取得能够开机的硬盘,并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。MBR这个仅有446bytes的硬盘容量里面会放置最基本的引导加载程序,此时BIOS就功成圆满,而接下来就是MBR内的引导加载程序工作了。

    这个引导加载程序的目的是在加载内核文件,由于引导加载程序是操作系统在安装时所提供的,所以他会识别硬盘内的文件系统的格式,因此就能够读取内核文件,然后接下来就是内核文件的工作,引导加载程序也功成圆满,之后就是大家所知道的操作系统的任务了

     用一句通俗的话说,BIOS是帮着找到家门(硬盘),硬盘中的引导加载程序就是帮着找到家里的钱(内核),然后操作系统就开始工作了

    简单的说,整个开机流程到操作系统之前的动作应该是这样的

     BIOS:开机主动执行的韧体,会认识到第一个可开机的设备

     MBR:第一个可开机设备的第一个扇区内的主引导分区块,内包含引导加载程序

     引导加载程序(Boot loader):   一支可读取内核文件来执行的软件

     内核文件: 开始操作系统的功能

 由上面的说明,我们会知道,BIOS和MBR都是硬件本身会支持的功能,至于Boot Loader则是操作系统安装在MBR上面的一套软件。由于MBR仅有446bytes而已,因此这个引导加载程序是非常小而完美的。这个BootLoader的主要任务是一下项目。

    提供菜单:用户可以选择不同的开机选项,这也是多重引导的重要功能

   载入内核文件: 直接指向可开机的程序段来开始操作系统。

   转交其他Loader:将引导加载功能转交给其他loader负责

 上面的前两点还容易理解,但是第三点很有趣!那表示你的计算机系统里面可以具有两个以上的引导加载程序呢。有可能吗?我们的硬盘不是只有一个MBR而已?但是引导加载程序除了可以安装在MBR之外,还可以安装在每个分区的引导扇区。

    举一个例子来说,假设你的个人计算机只有一块硬盘,里面分成4个分区。其中第一,二分区分别安装了Windows及Linux,你要如何在开机的时候选择用Windows还是Linux开机呢?假设MBR内安装的是可以同时识别Windows和Linux操作系统的引导加载程序,那么整个流程如下

   

开机流程与主引导分区(MBR) - engineerdream - engineerdream
MBR的引导加载程序提供提供两个菜单,菜单一(M1)可以直接加载Windows的内核文件来开机,菜单二(M2)则是将引导加在工作交给第二个分区的启动启动扇区,当用户在开机的时候选择菜单二时,那么整个引导加载工作就会交给第二分区的引导加载程序了。第二个引导加载程序启动后,该引导加载程序上面只有一个开机菜单,因此就能够使用Linux内核来开机。
   做个总结就是这样:
  1,每个分区都有自己的启动扇区
  2,图中的系统分区为第一及第二分区
  3.实际可开机的内核文件是放置到各分区内的
  4,loader只会认识自己的系统分区内的可开机内核文件,以及其他的Loader而已
  5,Loader可直接指向或者是间接将管理权交给另一个管理程序
现在想一下,为什么人家常说:”如果要安装多重引导,最好先安装Windows再安装Linux呢“?
  这是因为Linux在安装时,你可以选择将引导加载程序安装在MBR或个别分区的启动扇区,而且Linux的Loader可以手动设置菜单(M1 M2),所以你可以在Linux的Boot Loader里面加入Windows开机选项
   Windows在安装的时候,他的安装程序会主动覆盖掉MBR以及自己所在分区的启动扇区,你没有选择的机会,而且他没有让我们自己选择菜单功能

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