你必須知道的系統知識

理論部分

鏡像

一、鏡像的百科定義

1、維基百科

ISO映像是一種光盤的存檔文件(英語:archive file),是磁盤映像的類型之一,數據由一張光盤的每個扇區組成,這包括光盤的文件系統。ISO映像文件通常采用文件擴展名.iso。名稱ISO取自用于CD-ROM介質的ISO 9660文件系統,但ISO映像也可包含DVD和藍光光盤使用的UDF(ISO/IEC 13346)文件系統。

ISO映像可以使用三種方式創建:使用磁盤映像軟件(英語Comparison_of_disc_image_software)從光盤創建,使用光盤制作軟件從一系列文件創建,從另一個磁盤映像文件(英語:Disk_image#File_formats)轉換(英語:Data_conversion)而成。在可引導光盤上分發的軟件很多都有可下載的ISO映像格式,并且類似的ISO映像大多可以寫入光盤(例如CD或DVD)中。

2、百度百科

鏡像文件和ZIP壓縮包類似,它將特定的一系列文件按照一定的格式制作成單一的文件,以方便用戶下載和使用,例如一個測試版的操作系統、游戲等。鏡像文件不僅具有ZIP壓縮包的“合成”功能,它最重要的特點是可以被特定的軟件識別并可直接刻錄到光盤上。其實通常意義上的鏡像文件可以再擴展一下,在鏡像文件中可以包含更多的信息。比如說系統文件、引導文件、分區表信息等,這樣鏡像文件就可以包含一個分區甚至是一塊硬盤的所有信息。

二、鏡像的分類與選擇

Windows常見的鏡像文件一般分為ISO文件GHOST文件兩類。

推薦用ISO 類型的鏡像文件,因為ISO文件所安裝的系統會更穩定

PE

一、PE 的百科定義:

1、維基百科:

Windows預先安裝環境(Microsoft WindowsPreinstallation Environment,簡稱Windows PE或WinPE)是簡化版的Windows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1。WinPE是以光盤或其他可攜設備作媒介。WinPE作用是方便大企業作出工作站和服務器的企劃、給“原始設備制造商”(OEM)制造自定義的Windows操作系統、替換MS-DOS的磁片。Windows PE可理解為Windows的LiveCD。

2、百度百科:

Windows Preinstallation Environment(Windows PE),Windows預安裝環境,是帶有有限服務的最小Win32子系統,基于以保護模式運行的Windows XP Professional及以上內核。它包括運行Windows安裝程序及腳本、連接網絡共享、自動化基本過程以及執行硬件驗證所需的最小功能。

Windows PE含有Windows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10的PE內核。

二、PE 的技術特點

WinPE是簡化版的Microsoft Windows,放在一片可直接引導的CD、DVD光盤或U盤,特點是引導時出現此版本Windows PE簡化自之原版本的引導畫面,以及出現簡單的圖形接口(GUI),亦能運行Internet Explorer瀏覽器。

WinPE支持網絡,但只附帶以下工具:命令提示符、記事本和一些命令提示符的維護工具。

在微軟的批準下,其他軟件公司可附上自己的軟件于WinPE,令引導電腦時候運行有關的程序。這些軟件通常是系統維護,在電腦不能正常運作的情況下,可運用有關的系統維護軟件修復電腦。維護軟件包括SymantecNorton Ghost等等。

因為和電腦中的系統沒有關聯,可任意添加/修改/復制系統文件,甚至可以格式化電腦中系統所在的磁盤。這種得天獨厚的優勢使得PE可以深入操作系統文件。

三、PE的分類

1、桌面操作型

帶有資源管理器的PE,這類PE的優點是操作方便,界面美觀友好,缺點是啟動相對另外兩種類型的PE較慢(因為開機時要加載資源管理器)、資源占用較大??傮w而言,比較適合初學者用戶使用,也因為操作類似于真實的系統,而得名RAMOS。 同時也是最常見的PE類型。

2、半桌面操作型

不含有資源管理器,但含有作者編寫的一種程序代替,最典型的例子就要數安裝原版系統時所用的安裝PE,這種PE啟動較快,資源占用較少,同時操作也比較方便,適合有一定電腦經驗的用戶使用。

3、命令行版本的PE

這種PE占用資源最少,啟動最快,同時也是最純粹的PE。通過命令行來運行程序或者操作,適合高手和專業級用戶使用。

------本部分來源于Wikipedia

四、PE 的版本介紹

版本號

介紹

基于最初的Microsoft Windows XP Professional

基于Microsoft Windows XP Professional 含Service Pack 1(SP1)

基于Microsoft Windows Server 2003

基于Microsoft Windows XP Professional 含Service Pack 2(SP2)


系統引導與安裝部份

電腦系統都是裝在硬盤上面的,而安裝在硬盤上的系統的一般啟動過程如下:

開機自檢—>加載硬盤主引導記錄(MBR) —>搜索并激活系統引導文件 —>加載啟動配置文件—>加載系統核心文件 —> 完成啟動。

按照參與順序,引導過程涉及下列系統:

BIOS->MBR-> 引導扇區-> 引導加載程序-> 引導加載程序配置 -> Windows 系統(啟動畫面)

BIOS

基本輸入輸出系統(BIOS) 啟動引導過程。 BIOS 配置決定系統中可引導磁盤的引導順序。例如:CD 驅動器,然后是硬盤 0,之后是 USB 存儲設備。 了解系統的引導順序非常重要,因為 Windows 無法查詢 BIOS 來找出用于引導系統的磁盤。

MBR

主引導記錄(Master Boot Record,縮寫:MBR),又叫做主引導扇區,是計算機開機后訪問硬盤時所必須要讀取首個扇區,它在硬盤上的三維地址為(柱面,磁頭,扇區)=(0,0,1)。

MBR是由分區程序(如Fdisk,Parted)所產生,不依賴于操作系統,而硬盤引導程序也是可以改變的,從而能實現多系統引導。從主引導記錄的結構可以知道,它僅包含一個64個字節的硬盤分區表。由于每個分區信息需要16個字節,所以對于采用MBR型分區結構的硬盤(其磁盤卷標類型為MS-DOS),最多只能識別4個主要分區。所以對于一個采用此種分區結構的硬盤來說,想要得到4個以上的主要分區是不可能的。這里就需要引出擴展分區了。

擴展分區也是主分區(Primary partition)的一種,但它與主分區的不同在于理論上可以劃分為無數個邏輯分區,每一個邏輯分區都有一個和MBR結構類似的擴展引導記錄(EBR)。在MBR分區表中最多4個主分區或者3個主分區+1個擴展分區,也就是說擴展分區只能有一個,然后可以再細分為多個邏輯分區。

在MBR分區表中,一個分區最大的容量為2T,且每個分區的起始柱面必須在這個disk的前2T內。比如,你有一個3T的硬盤,根據要求你至少要把它劃分為2個分區,且最后一個分區的起始扇區要位于硬盤的前2T空間內。如果硬盤太大則必須改用GPT。

可引導磁盤的第一個扇區是主引導記錄(MBR)。 MBR 包含可引導磁盤的磁盤分區信息。 每個磁盤都有一個“活動”分區。活動分區包含引導扇區,此扇區即為引導過程的下一步。如果磁盤沒有活動分區,則無法引導,BIOS 將移動到引導順序中的下一個磁盤,或者所有磁盤都沒有活動分區時,則顯示錯誤。

引導扇區

活動分區的引導扇區位于分區開頭的16 個扇區中。 引導扇區包含引導加載程序(NTLDR 或 BOOTMGR)。 如果活動分區中沒有有效的引導扇區,BIOS 將顯示錯誤,或顯示只有光標的空白屏幕。

引導加載程序和配置

引導加載程序將控制引導過程,并讀取其配置文件(boot.ini 或 BOOT\BCD),它會將引導過程指向系統內特定磁盤和分區上的 Windows 安裝。

Windows 系統

如果配置文件有效,將開始加載Windows,您會在系統顯示器上看到 Windows 啟動畫面。 如果 Windows 安裝包含多個引導選項,用戶可以選擇要使用的具體 Windows 安裝。 配置文件中的任何問題都可能導致系統錯誤。

GPT

全局唯一標識分區表(GUID Partition Table,縮寫:GPT)是一個實體硬盤的分區結構。它是EFI(可擴展固件接口標準)的一部分,用來替代BIOS中的主引導記錄分區表。但因為MBR分區表不支持容量大于2.2TB(2.2 × 1012字節)的分區,所以也有一些BIOS系統為了支持大容量硬盤而用GPT分區表取代MBR分區表。

關于MBR和GPT之間的關系:

MBR硬盤中,分區信息直接存儲于主引導記錄(MBR)中(主引導記錄中還存儲著系統的引導程序)。但在GPT硬盤中,分區表的位置信息儲存在GPT頭中。但出于兼容性考慮,硬盤的第一個扇區仍然用作MBR,之后才是GPT頭。

與支持最大卷為2TB(Terabytes)并且每個磁盤最多有4個主分區(或3個主分區,1個擴展分區和無限制的邏輯驅動器)的MBR磁盤分區的樣式相比,GPT磁盤分區樣式支持最大卷為18 EB(Exabytes)(1EB=1048576TB)并且每磁盤的分區數沒有上限,只受到操作系統限制(由于分區表本身需要占用一定空間,最初規劃硬盤分區時,留給分區表的空間決定了最多可以有多少個分區,IA-64版Windows限制最多有128個分區,這也是EFI標準規定的分區表的最小尺寸)。與MBR分區的磁盤不同,至關重要的平臺操作數據位于分區,而不是位于非分區或隱藏扇區。另外,GPT分區磁盤有備份分區表來提高分區數據結構的完整性

其中轉換為GPT的時候可以創建兩個隱藏分區,ESP和MSR。ESP是efi系統分區用于保存引導文件MSR是微軟的保留分區,用于安裝操作系統。

簡單說明:

1.MBR分區表:(Master Boot Record)即硬盤主引導記錄分區表,只支持容量在 2.1TB 以下的硬盤,超過2.1TB的硬盤只能管理2.1TB,最多只支持4個主分區或三個主分區和一個擴展分區,擴展分區下可以有多個邏輯分區。

2.GPT分區表:全局唯一標識分區表(GUID Partition Table),與MBR最大4個分區表項的限制相比,GPT對分區數量沒有限制,但Windows最大僅支持128個GPT分區,GPT可管理硬盤大小達到了18EB。只有基于UEFI平臺的主板才支持GPT分區引導啟動。

GPT分區表下的隱藏分區:

①.ESP分區:EFI system partition,該分區用于采用了EFI BIOS的電腦系統,用來啟動操作系統。該分區內存放引導管理程序、驅動程序、系統維護工具等。如果電腦采用了EFI系統,或當前磁盤用于在EFI平臺上啟動操作系統,則應建議ESP分區。

②.MSR分區:即微軟保留分區,是GPT磁盤上用于保留空間以備用的分區,例如在將磁盤轉換為動態磁盤時需要使用這些分區空間。

兩種硬盤分區模式分別對應的BIOS啟動方式

硬盤分區格式為MBR格式,啟動模式應該為Legacy;

硬盤分區格式為GUID(GPT)格式,啟動模式應該為UEFI。

BIOS簡介:

BIOS是英文"Basic Input Output System"的縮略詞,直譯過來后中文名稱就是"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,它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、開機后自檢程序和系統自啟動程序,它可從CMOS中讀寫系統設置的具體信息。其主要功能是為計算機提供最底層的、最直接的硬件設置和控制。

BIOS主要的三個功能

一.自檢及初始化

這部分負責啟動電腦,具體有三個部分:

①第一個部分用于電腦剛接通電源時對硬件部分的檢測,也叫加電自檢(Power On Self Test,簡稱POST),功能是檢查電腦是否良好,通常完整的POST自檢將包括對CPU,640K基本內存,1M以上的擴展內存,ROM,主板,CMOS存儲器,串并口,顯示卡,軟硬盤子系統及鍵盤進行測試,一旦在自檢中發現問題,系統將給出提示信息或鳴笛警告。自檢中如發現有錯誤,將按兩種情況處理:對于嚴重故障(致命性故障)則停機,此時由于各種初始化操作還沒完成,不能給出任何提示或信號;對于非嚴重故障則給出提示或聲音報警信號,等待用戶處理。

②第二個部分是初始化,包括創建中斷向量、設置寄存器、對一些外部設備進行初始化和檢測等,其中很重要的一部分是BIOS設置,主要是對硬件設置的一些參數,當電腦啟動時會讀取這些參數,并和實際硬件設置進行比較,如果不符合,會影響系統的啟動。

③第三個部分是引導程序,功能是引導DOS或其他操作系統。BIOS先從軟盤或硬盤的開始扇區讀取引導記錄,如果沒有找到,則會在顯示器上顯示沒有引導設備,如果找到引導記錄會把電腦的控制權轉給引導記錄,由引導記錄把操作系統裝入電腦,在電腦啟動成功后,BIOS的這部分任務就完成了。

二.程序服務處理

程序服務處理程序主要是為應用程序和操作系統服務,這些服務主要與輸入輸出設備有關,例如讀磁盤、文件輸出到打印機等。為了完成這些操作,BIOS必須直接與計算機的I/O設備打交道,它通過端口發出命令,向各種外部設備傳送數據以及從它們那兒接收數據,使程序能夠脫離具體的硬件操作。

三.硬件中斷處理

硬件中斷處理則分別處理PC機硬件的需求,BIOS的服務功能是通過調用中斷服務程序來實現的,這些服務分為很多組,每組有一個專門的中斷。例如視頻服務,中斷號為10H;屏幕打印,中斷號為05H;磁盤及串行口服務,中斷14H等。每一組又根據具體功能細分為不同的服務號。應用程序需要使用哪些外設、進行什么操作只需要在程序中用相應的指令說明即可,無需直接控制。

后兩部分功能雖然是兩個獨立的內容,但在使用上密切相關。這兩部分分別為軟件和硬件服務,組合到一起,使計算機系統正常運行。

另外需注意:

BIOS設置不當會直接損壞計算機的硬件,甚至燒毀主板,建議不熟悉者慎重修改設置。用戶可以通過設置BIOS來改變各種不同的設置,比如onboard顯卡的內存大小。用戶手上所有的操作系統都是由BIOS轉交給引導扇區,再由引導扇區轉到各分區激活相應的操作系統。

BIOS類別

市面上較流行的主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOSPhoenix BIOS三種類型,此外還有中國臺灣出的Insyde BIOS

1.Award BIOS

由Award Software公司開發的BIOS產品,在目前的主板中*使用最廣泛*。Award BIOS功能較齊全,支持許多新硬件,市面上多數主機板都采用這種BIOS。

2.AMI BIOS

由AMI公司(全稱:American Megatrends Incorporated)出品的BIOS系統軟件,開發于80年代中期,早期的286、386多采用AMI BIOS,它對各種軟、硬件的適應性好,能保證系統性能的穩定,90年代后,綠色節能電腦開始普及,AMI卻沒能及時推出新版本來適應市場,使得Award BIOS占領了大半壁江山。當然AMI 也有非常不錯的表現,新推出的版本依然功能強勁。

3.Phoenix BIOS

由Phoenix公司產品,Phoenix意為鳳凰或埃及神話中的長生鳥,有完美之物的含義。Phoenix BIOS 多用于高檔的586原裝品牌機和筆記本電腦上,其畫面簡潔,便于操作。

4.Insyde bios

是臺灣的一家軟件廠商的產品,是一種新興的BIOS類型,被某些基于英特爾芯片的筆記本電腦采用,如神舟、聯想。

BIOS常見設置

標準CMOS(StandardCMOSSetup)

高級設定 (Advanced Setup)

屬性設置 (BIOS FEATURES SETUP)

芯片組功能 (CHIPSET FEATURES SETUP)

電源管理 (POWER MANAGEMET SETUP)


兩種啟動模式:

其中BIOS設置中,有兩種啟動進入系統的方法,分別是為UEFILegacey。如下圖:

UEFI與Legacey

其中(Legacy)BIOS是傳統式的,而UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)是后來發展出的可擴展固件接口,與legacy BIOS 相比,UEFI最大的幾個區別在于

1.編碼99%都是由C語言完成;

2一改之前的中斷、硬件端口操作的方法,而采用了Driver/protocol的新方式;

3將不支持X86實模式,而直接采用Flat mode(也就是不能用DOS了,現

在有些EFI 或 UEFI 能用是因為做了兼容,但實際上這部分不屬于UEFI的定義了);

4.輸出也不再是單純的二進制code,改為Removable Binary Drivers;

5.OS啟動不再是調用Int19,而是直接利用protocol/device Path;

6.對于第三方的開發,前者基本上做不到,除非參與BIOS的設計,但是還要受到ROM的大小限制,而后者就便利多了。

7.彌補BIOS對新硬件的支持不足的問題。

從開機流程看他們的不同:

大家都知道Win8系統相對于Win7系統在開機速度上有相當大的提升,這是因為Win8系統為了提升系統性能和對硬件的優化,加入了諸如開機引導及應用預緩存等技術。而其中的UEFI BIOS引導,則能使平臺開機更智能,開機速度更快。讓我們來看一下他們的開機到進入系統的區別:

這個是傳統的Legacy運行流程:

egacy運行流程

這個是UEFI運行流程:

UEFI運行流程

對比采用傳統BIOS引導啟動方式,UEFI BIOS減少了BIOS自檢的步驟,節省了大量的時間,從而加快平臺的啟動。

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