操作系统安装与珍爱札记(生龙活虎)

计算机的节能状态
在Windows
7中,除了正常的关闭计算机外,还可以将计算机转入两种节能状态。使用这两种节能状态可以帮助用户快速关闭以及恢复计算机的状态。
睡眠:睡眠是从Windows
Vista开始便有的一种节能状态,通过将计算机转换到睡眠状态能够在几秒内关闭计算机,并让计算机继续对物理内存进行供电。当前用户所打开的窗口、IE浏览器等都将被保存。在需要恢复时单击鼠标左键即可,计算机会在几秒内完成启动。并且在计算机启动之后,关闭前的窗口、程序将会恢复。需要明确的是这种状态的计算机是需要电源的,适合短时间内离开计算机的用户使用。虽然这种状态的计算机耗电非常的少,仅仅对功耗很低的物理内存进行供电。
休眠:休眠并不是一项Windows 7中的新功能,从Windows
XP便延续到现在。通过将计算机转换到休眠状态能够快速的关闭计算机,停止对计算机的所有供电。当前用户所打开的窗口、程序等,都将从物理内存中复制到硬盘保存为一个休眠文件。在保存好休眠文件之后,完全关闭计算机。在需要启动计算机时,按下主机箱上的电源按钮,计算机将像正常启动一样开启。不同的是这时在启动Windows时时讲休眠文件从硬盘复制到内存中,显示为“正在恢复Windows”。这种节能状态的好处是保留用户的计算机已打开的程序和窗口,完全关闭计算机。但整体的启动速度仍然比正常的冷启动快,适合长时间内不使用计算机的用户使用。

深入理解计算机启动的过程

我们每天使用计算机必须要经过的一个步骤就是启动了,但是,你是否知道计算机到底是怎样启动的呢?如果不知道它是怎样启动的,似乎总感觉有些别扭。

先问一个问题,”启动”用英语怎么说?

回答是boot。可是,boot原来的意思是靴子,”启动”与靴子有什么关系呢?
原来,这里的boot是bootstrap(鞋带)的缩写,它来自一句谚语:

“pull oneself up by one’s bootstraps”

字面意思是”拽着鞋带把自己拉起来”,这当然是不可能的事情。最早的时候,工程师们用它来比喻,计算机启动是一个很矛盾的过程:必须先运行程序,然后计算机才能启动,但是计算机不启动就无法运行程序!

早期真的是这样,必须想尽各种办法,把一小段程序装进内存,然后计算机才能正常运行。所以,工程师们把这个过程叫做”拉鞋带”,久而久之就简称为boot了。

-1- 按操作系统启动前后区分两个阶段

不同的操作系统其启动的流程自然有所区别,所以启动的过程也可以以操作系统启动前后,分两个阶段来介绍:计算机初始化启动过程(从打开电源到操作系统启动之前)和操作系统启动过程。

1.1
计算机初始化启动过程(从打开电源到操作系统启动之前)

图片 1

图片 2
图片 3a)
按下电源开关,电源就开始向主板和其它设备供电;当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了(当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情),它便撤去RESET信号(如果是手工按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器,那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号);CPU马上就从地址FFFF:0000H
处开始执行指令,放在这里的只是一条跳转指令,跳到系统BIOS中真正的启动代码处。

b) 系统BIOS的启动代码首先进行POST(Power-On Self
Test,加电后自检)。POST的主要检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作,例如内存和显卡等设备;由于POST是最早进行的检测过程,此时显卡还没有初始化,如果系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误,例如没有找到内存或者内存有问题(此时只会检查640K常规内存),那么系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误,声音的长短和次数代表了错误的类型;在正常情况下,POST过程进行得非常快,几乎无法感觉到它的存在。POST结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。

c)
接下来系统BIOS将查找显卡的BIOS。前面说过,存放显卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常设在C0000H处,系统BIOS在这个地方找到显卡BIOS之后就调用它的初始化代码,由显卡BIOS来初始化显卡。此时多数显卡都会在屏幕上显示出一些初始化信息,介绍生产厂商、图形芯片类型等内容,不过这个画面几乎是一闪而过。系统BIOS接着会查找其它设备的BIOS程序,找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化相关的设备。

d)
查找完所有其它设备的BIOS之后,系统BIOS将显示出它自己的启动画面,其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。

e)
接着系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率,测试所有的RAM,并同时在屏幕上显示内存测试的进度。可以在CMOS设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。

f)
内存测试通过之后,系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备,包括硬盘、CD-ROM、串口、并口和软驱等设备,另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。

g)
标准设备检测完毕后,系统BIOS内部支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备。每找到一个设备之后,系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息,同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。

h)
到这一步为止,所有硬件都已经检测配置完毕了,多数系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格,其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备,以及它们使用的资源和一些相关工作参数。

i) 接下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration
Data,扩展系统配置数据)。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段,这些数据被存放在CMOS(一小块特殊的RAM,由主板上的电池来供电)之中。通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新,所以不是每次启动机器时都能够看到“Update
ESCD…
Success”这样的信息。不过,某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows
9x不相同的数据格式,于是Windows
9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据修改成自己的格式。但在下一次启动机器时,即使硬件配置没有发生改变,系统BIOS也会把ESCD的数据格式改回来。如此循环,将会导致在每次启动机器时,系统BIOS都要更新一遍ESCD,这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示出相关信息的原因。

j)
ESCD更新完毕后,系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作:即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动MBR。在这个过程中会按照启动顺序顺序比较其放置MBR的位置的结尾两位是否为0xAA55,通过这种方式判断从哪个引导设备进行引导。在确定之后,将该引导设备的MBR内容读入到0x7C00[1]的位置,并再次判断其最后两位,当检测正确之后,进行阶段1的引导。

至此,操作系统启动之前的所有启动步骤都完成了,如果从硬盘启动的话,接着就是操作系统的启动过程了。

1.2 操作系统启动过程

1.2.1 xp系统的启动
图片 4

当系统BIOS完成初始化后,会将控制权交给主引导纪录(即MBR:Master Boot
Record),MBR会检查硬盘分区表,找到硬盘上的引导分区,然后将引导分区上的操作系统引导扇区调入内存,并执行其NTDLR文件。

NTDLR会将微处理器从实模式(此模式下计算机认为内存为64KB,其他未扩展内存)转换为32位的平面内存模式(此模式下认为CPU可识别的所有内存均是可用内存)。然后,NTDLR启动mini-file
system
drivers以便它能够识别所有采用NTFS和FAT(FAT32)文件系统的硬盘分区。

此后NTLDR会读取boot.ini文件,以决定应该启动哪一个系统,如果boot.ini中仅显示了一个系统或者将timeout(系统选择页面停留时间)参数设为0的话,这个系统选择页面就不会出现而是直接启动默认的系统。

而如果boot.ini中含有多个启动引导项,当选择了不同的系统后计算机接下来的启动流程就会产生区别,如果选择的不是xp,NTLDR会读取bootsect.dos来启动相应系统,如果选择了xp的话,就会接着转入硬件检测阶段。

在这个阶段,ntdetect.com会收集计算机的硬件信息列表并将其返回到NTLDR中,以便以后将这些信息写入注册表(具体而言是HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware)中。

然后会进行硬件配置选择,如果计算机含多个硬件配置,会出现配置选择页面,如果仅有一个的话,系统直接进入默认配置。

此后开始加载xp内核,NTLDR首先加载ntoskrnl.exe(即xp系统内核),不过此时并未初始化内核,而是紧接着加载了硬件抽象层(即HAL,一个hal.dll文件),然后加载底层设备驱动程序和需要的服务。

完成这些后才开始初始化内核,此时我们就能看到xp的LOGO和启动进度条了,在进度条运动的过程中,内核使用刚才ntdetect.com收集到的意见配置信息创建HKEY_LOCAL_MACHINE的hardware键。然后创建计算机数据备份,初始化并加载设备驱动程序,Session
Manager启动xp的高级子系统及其服务并有win32子系统启动Winlogon进程。

Winlogon.exe会启动Local Security
Authority,此时会显示xp的欢迎屏幕或者登陆确认框(如果设置了多账户或密码的话)。这个时候,系统还在继续初始化刚才没有完成的驱动程序。

欢迎屏幕结束或者用户正确登陆后, Service
Controller最后还需要检查是否还有服务需要加载并进行加载。此后xp桌面出现,系统启动完成。

1.2.2 Vista(Windows7)的启动
图片 5

Vista和Windows7的启动过程就简单多了(其实是将启动步骤进行了简化),它采用了全新的启动方式。具体如下:

MBR得到控制权后,同样会读取引导扇区,以便启动Windows启动管理器的bootmgr.exe程序,

Windows启动管理器的bootmgr.exe被执行时就会读取Boot Confi guration Data
store(其中包含了所有计算机操作系统配置信息)中的信息,然后据此生成启动菜单,当然,如果只安装了一个系统,启动引导选择页不会出现,而如果安装并选择了其他系统,系统就会转而加载相应系统的启动文件。

启动Vista时,同样会加载ntoskrnl.exe系统内核和硬件抽象层hal.dll,从而加载需要的驱动程序和服务。

内核初始化完成后,会继续加载会话管理器smss.exe(注意,正常情况下这个文件存在于Windows/system32文件夹下,如果不是,很可能就是病毒)。

此后,Windows启动应用程序wininit.exe(正常情况下它也存在于Windows/system32文件夹下,如果不是,很可能是病毒)会启动,它负责启动services.exe(服务控制管理器)、lsass.exe(本地安全授权)和lsm.exe(本地会话管理器),一旦wininit启动失败,计算机将会蓝屏死机。

当这些进程都顺利启动之后,就可以登录系统了。至此,Vista(Windows7)启动完成。

另外,补充一点小知识:我们知道,在Vista或Windows7系统下安装xp后,开机时就会直接启动xp,并不出现系统启动的选择页,这是因为安装xp时,它会重写MBR而将Vista或Windows7的引导记录覆盖掉,而在xp下安装Vista或Windows7后就不存在这个问题了,这是因为虽然Vista和Windows7虽然也会覆盖引导记录,但是它也会将原有的引导程序保存,引导权虽然同样被Vista或Windows7抢夺,但由于它们支持跳转到以前的引导程序上,所以可以直接显示多系统页面。

-2- 也可以把计算机的整个启动过程分成四个阶段来介绍

BIOS→主引导记录→硬盘启动→操作系统

2.1 BIOS

上个世纪70年代初,”只读内存”(read-only
memory,缩写为ROM)发明,开机程序被刷入ROM芯片,计算机通电后,第一件事就是读取它。

这块芯片里的程序叫做”基本輸出輸入系統”(Basic Input/Output
System),简称为BIOS。

2.1.1 硬件自检

BIOS中主要存放的程序包括:自诊断程序(通过读取CMOS
RAM中的内容识别硬件配置,并对其进行自检和初始化)、CMOS设置程序(引导过程中,通过特殊热键启动,进行设置后,存入CMOS
RAM中)、系统自动装载程序(在系统自检成功后,将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存使其运行)和主要I/O驱动程序和中断服务(BIOS和硬件直接打交道,需要加载I/O驱动程序)。

BIOS程序首先检查,计算机硬件能否满足运行的基本条件,这叫做”硬件自检”(Power-On
Self-Test),缩写为POST。

如果硬件出现问题,主板会发出不同含义的蜂鸣,启动中止。如果没有问题,屏幕就会显示出CPU、内存、硬盘等信息。

2.1.2 启动顺序

硬件自检完成后,BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。

这时,BIOS需要知道,”下一阶段的启动程序”具体存放在哪一个设备。也就是说,BIOS需要有一个外部储存设备的排序,排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做”启动顺序”(Boot
Sequence)。

打开BIOS的操作界面,里面有一项就是”设定启动顺序”。

2.2 主引导记录

BIOS按照”启动顺序”,把控制权转交给排在第一位的储存设备。即根据用户指定的引导顺序从软盘、硬盘或是可移动设备中读取启动设备的MBR,并放入指定的位置(0x7c000)内存中。

这时,计算机读取该设备的第一个扇区,也就是读取最前面的512个字节。如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA,表明这个设备可以用于启动;如果不是,表明设备不能用于启动,控制权于是被转交给”启动顺序”中的下一个设备。

这最前面的512个字节,就叫做”主引导记录”(Master boot
record,缩写为MBR)。

2.2.1 主引导记录的结构

“主引导记录”只有512个字节,放不了太多东西。它的主要作用是,告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统。

主引导记录由三个部分组成:

(1) 第1-446字节:调用操作系统的机器码。

(2) 第447-510字节:分区表(Partition table)。

(3) 第511-512字节:主引导记录签名(0x55和0xAA)。
其中,第二部分”分区表”的作用,是将硬盘分成若干个区。

2.2.2 分区表

硬盘分区有很多好处。考虑到每个区可以安装不同的操作系统,”主引导记录”因此必须知道将控制权转交给哪个区。

分区表的长度只有64个字节,里面又分成四项,每项16个字节。所以,一个硬盘最多只能分四个一级分区,又叫做”主分区”。

每个主分区的16个字节,由6个部分组成:

(1)
第1个字节:如果为0x80,就表示该主分区是激活分区,控制权要转交给这个分区。四个主分区里面只能有一个是激活的。

(2)
第2-4个字节:主分区第一个扇区的物理位置(柱面、磁头、扇区号等等)。

(3) 第5个字节:主分区类型。

(4) 第6-8个字节:主分区最后一个扇区的物理位置。

(5) 第9-12字节:该主分区第一个扇区的逻辑地址。

(6) 第13-16字节:主分区的扇区总数。
最后的四个字节(”主分区的扇区总数”),决定了这个主分区的长度。也就是说,一个主分区的扇区总数最多不超过2的32次方。

如果每个扇区为512个字节,就意味着单个分区最大不超过2TB。再考虑到扇区的逻辑地址也是32位,所以单个硬盘可利用的空间最大也不超过2TB。如果想使用更大的硬盘,只有2个方法:一是提高每个扇区的字节数,二是增加扇区总数。

2.3 硬盘启动

这时,计算机的控制权就要转交给硬盘的某个分区了,这里又分成三种情况。

2.3.1 情况A:卷引导记录

上一节提到,四个主分区里面,只有一个是激活的。计算机会读取激活分区的第一个扇区,叫做”卷引导记录”(Volume
boot record,缩写为VBR)。

“卷引导记录”的主要作用是,告诉计算机,操作系统在这个分区里的位置。然后,计算机就会加载操作系统了。

2.3.2 情况B:扩展分区和逻辑分区

随着硬盘越来越大,四个主分区已经不够了,需要更多的分区。但是,分区表只有四项,因此规定有且仅有一个区可以被定义成”扩展分区”(Extended
partition)。

所谓”扩展分区”,就是指这个区里面又分成多个区。这种分区里面的分区,就叫做”逻辑分区”(logical
partition)。

计算机先读取扩展分区的第一个扇区,叫做”扩展引导记录”(Extended boot
record,缩写为EBR)。它里面也包含一张64字节的分区表,但是最多只有两项(也就是两个逻辑分区)。

计算机接着读取第二个逻辑分区的第一个扇区,再从里面的分区表中找到第三个逻辑分区的位置,以此类推,直到某个逻辑分区的分区表只包含它自身为止(即只有一个分区项)。因此,扩展分区可以包含无数个逻辑分区。

但是,似乎很少通过这种方式启动操作系统。如果操作系统确实安装在扩展分区,一般采用下一种方式启动。

2.3.3 情况C:启动管理器

在这种情况下,计算机读取”主引导记录”前面446字节的机器码之后,不再把控制权转交给某一个分区,而是运行事先安装的”启动管理器”(boot
loader),由用户选择启动哪一个操作系统。

Linux环境中,目前最流行的启动管理器是Grub。

对于grub而言,在MBR中的446字节的引导程序属于GRUB的开始执行程序。

2.4 操作系统启动

控制权转交给操作系统后,操作系统的内核首先被载入内存。

以Linux系统为例,先载入/boot目录下面的kernel。内核加载成功后,第一个运行的程序是/sbin/init。它根据配置文件(Debian系统是/etc/initab)产生init进程。这是Linux启动后的第一个进程,pid进程编号为1,其他进程都是它的后代。

然后,init线程加载系统的各个模块,比如窗口程序和网络程序,直至执行/bin/login程序,跳出登录界面,等待用户输入用户名和密码。至此,全部启动过程完成。图片 6

-3- UEFI-BIOS和MBR-GPT,不同的分区和引导

为了方便计算机访问硬盘,把硬盘上的空间划分成许许多多的区块(英文叫sectors,即扇区),然后给每个区块分配一个地址,称为逻辑块地址(即LBA)。

我们可将MBR磁盘分区结构用下图简单表示(Windows下基本磁盘、4个主分区):图片 7在MBR磁盘的第一个扇区内保存着启动代码和硬盘分区表。启动代码的作用是指引计算机从活动分区引导启动操作系统(BIOS下启动操作系统的方式);分区表的作用是记录硬盘的分区信息。在MBR中,分区表的大小是固定的,一共可容纳4个主分区信息。在MBR分区表中逻辑块地址采用32位二进制数表示,因此一共可表示2^32(2的32次方)个逻辑块地址。如果一个扇区大小为512字节,那么硬盘最大分区容量仅为2TB。

GPT磁盘分区结构可用下图简单表示(Windows下基本磁盘):图片 8可以看到,在GTP磁盘的第一个数据块中同样有一个与MBR(主引导记录)类似的标记,叫做PMBR。PMBR的作用是,当使用不支持GPT的分区工具时,整个硬盘将显示为一个受保护的分区,以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。UEFI(BIOS的一种升级替代方案)并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息,它有自己的分区表,即GPT分区表。

GPT的分区方案之所以比MBR更先进,是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值,也就是说GPT分区表的大小不是固定的。在Windows中,微软设定GPT磁盘最大分区数量为128个。另外,GPT分区方案中逻辑块地址(LBA)采用64位二进制数表示,可以计算一下2^64是一个多么庞大的数据,以我们的需求来讲完全有理由认为这个大小约等于无限。除此之外,GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表,保证了分区信息不容易丢失。

因为BIOS无法识别GPT分区,所以BIOS下GPT磁盘不能用于启动操作系统,在操作系统提供支持的情况下可用于数据存储。

UEFI可同时识别MBR分区和GPT分区,因此UEFI下,MBR磁盘和GPT磁盘都可用于启动操作系统和数据存储。不过微软限制,UEFI下使用Windows安装程序安装操作系统是只能将系统安装在GPT磁盘中。

UEFI是BIOS的一种升级替代方案。UEFI之所以比BIOS强大,是因为UEFI本身已经相当于一个微型操作系统,其带来的便利之处在于:

首先,UEFI已具备文件系统的支持,它能够直接读取FAT分区中的文件;什么是文件系统?简单说,文件系统是操作系统组织管理文件的一种方法,直白点说就是把硬盘上的数据以文件的形式呈现给用户。Fat32、NTFS都是常见的文件系统类型。

其次,可开发出直接在UEFI下运行的应用程序,这类程序文件通常以efi结尾。既然UEFI可以直接识别FAT分区中的文件,又有可直接在其中运行的应用程序。那么完全可以将Windows安装程序做成efi类型应用程序,然后把它放到任意fat分区中直接运行即可,如此一来安装Windows操作系统这件过去看上去稍微有点复杂的事情突然就变非常简单了,就像在Windows下打开QQ一样简单。而事实上,也就是这么一回事。

要知道,这些都是BIOS做不到的。因为BIOS下启动操作系统之前,必须从硬盘上指定扇区读取系统启动代码(包含在主引导记录中),然后从活动分区中引导启动操作系统。对扇区的操作远比不上对分区中文件的操作更直观更简单,所以在BIOS下引导安装Windows操作系统,我们不得不使用一些工具对设备进行配置以达到启动要求。而在UEFI下,这些统统都不需要,不再需要主引导记录,不再需要活动分区,不需要任何工具,只要复制安装文件到一个FAT32(主)分区/U盘中,然后从这个分区/U盘启动,安装Windows就是这么简单。

GPT分区表下的隐藏分区:

①. ESP分区:EFI system partition,该分区用于采用了EFI
BIOS的电脑系统,用来启动操作系统。该分区内存放引导管理程序、驱动程序、系统维护工具等。如果电脑采用了EFI系统,或当前磁盘用于在EFI平台上启动操作系统,则应建议ESP分区。

②.
MSR分区:即微软保留分区,是GPT磁盘上用于保留空间以备用的分区,例如在将磁盘转换为动态磁盘时需要使用这些分区空间。

两种硬盘分区模式分别对应的BIOS启动方式

    硬盘分区格式为MBR格式,启动模式应该为Legacy;

    硬盘分区格式为GUID(GPT)格式,启动模式应该为UEFI。

BIOS简介:

BIOS是英文“Basic Input Output
System”
的缩略词,直译过来后中文名称就是”基本输入输出系统“。其实,它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序,它可从CMOS中读写系统设置的具体信息
其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制

BIOS主要的三个功能

一.自检及初始化
这部分负责启动电脑,具体有三个部分:

①第一个部分用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测,也叫加电自检Power
On Self
Test,简称POST
),功能是检查电脑是否良好,通常完整的POST自检将包括对CPU,640K基本内存,1M以上的扩展内存,ROM,主板,CMOS存储器,串并口,显示卡,软硬盘子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。

②第二个部分是初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等,其中很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数,当电脑启动时会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动。

③第三个部分是引导程序,功能是引导DOS或其他操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备,如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入电脑,在电脑启动成功后,BIOS的这部分任务就完成了。

二.程序服务处理

程序服务处理程序主要是为应用程序和操作系统服务,这些服务主要与输入输出设备有关,例如读磁盘、文件输出到打印机等。为了完成这些操作,BIOS必须直接与计算机的I/O设备打交道,它通过端口发出命令,向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据,使程序能够脱离具体的硬件操作。

三.硬件中断处理

硬件中断处理则分别处理PC机硬件的需求,BIOS的服务功能是通过调用中断服务程序来实现的,这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断。例如视频服务,中断号为10H;屏幕打印,中断号为05H;磁盘及串行口服务,中断14H等。每一组又根据具体功能细分为不同的服务号。应用程序需要使用哪些外设、进行什么操作只需要在程序中用相应的指令说明即可,无需直接控制。

后两部分功能虽然是两个独立的内容,但在使用上密切相关。这两部分分别为软件和硬件服务,组合到一起,使计算机系统正常运行。

另外需注意:

BIOS设置不当会直接损坏计算机的硬件,甚至烧毁主板,建议不熟悉者慎重修改设置。用户可以通过设置BIOS来改变各种不同的设置,比如onboard显卡的内存大小。用户手上所有的操作系统都是由BIOS转交给引导扇区,再由引导扇区转到各分区激活相应的操作系统。

Phoenix Technologies,美国凤凰科技。

启动计算机的方式
虽然计算机行业的发展,用户需要更多的方式来启动计算机,来满足工作、日常的需求。为了更好的了解Windows的启动,笔者觉得有必要讲解下计算机启动的相关内容。
硬盘启动:最常见的启动方式应该是从硬盘引导完成操作系统的启动,大多数计算机都是用这种方式启动。当用户在计算机中安装好Windows操作系统后,一般都是使用这种方式来启动计算机。
光驱启动:使用这种方式启动一般是由于计算机中的系统有损坏,或者需要离线对系统的一些关键文件进行操作。通常使用这种方式为新组装的计算机安装操作系统,一些系统可以直接运行在光盘上,非常方便。
U盘启动:这种方式的启动一般用的比较少,Windows
7支持使用U盘进行安装。也就是说只需要将Windows
7安装光盘中的文件复制到U盘中,便可使用U盘引导来为新计算机安装操作系统,这样的好处是如果是无需刻录光盘。需要注意的是,制作Windows
7的安装U盘需要按照特定的步骤将文件复制到U盘中。
网络启动:网络启动一般适用于服务器,日常办公用户使用的比较少。一方面是技术门槛比较高,另一方面是需要专门的网络服务器支持。使用这种方式启动会直接使用网卡接收网络服务器上的数据来启动或检查计算机。
解了了通常的计算机启动方式后,用户可以根据不同的计算机环境、运行状态使用不同的方式启动计算机。
多系统共存计算机的启动
由于种种原因,可能用户在使用Windows 7的同时,还希望使用Windows
Vista以及Windows
XP等系统。这时用户可以组建多系统共存计算机,在计算机启动时选择想要使用的操作系统来启动。由于Windows
Vista以及Windows 7是基于NT6的新系统,与Windows
XP所使用的启动管理器是不同的。所以在启动计算机时首先会加载NT6的启动管理器,如下图所示。

1、维基百科:

Windows预先安装环境(Microsoft WindowsPreinstallation
Environment,简称Windows PE或WinPE)是简化版的Windows XP、Windows
Server 2003、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows
8.1。WinPE是以光盘或其他可携设备作媒介。WinPE作用是方便大企业作出工作站和服务器的企划、给“原始设备制造商”(OEM)制造自定义的Windows操作系统、替换MS-DOS的磁片。Windows
PE可理解为Windows的LiveCD。

目前全球只有四家独立BIOS供应商,曾经的Award Software与General
Software均被Phoenix Technologies收购,Microid Research被Unicore
Software收购,SystemSoft被Insyde Software收购。

7之前,对新的Windows操作系统做一个比较全面的认识是非常重要的。无论是新特性还是功能改进,Windows
7相比前一代操作系…

二、PE 的技术特点

WinPE是简化版的Microsoft
Windows
,放在一片可直接引导的CD、DVD光盘或U盘,特点是引导时出现此版本Windows
PE简化自之原版本的引导画面,以及出现简单的图形接口(GUI),亦能运行Internet
Explorer浏览器。

WinPE支持网络,但只附带以下工具:命令提示符、记事本和一些命令提示符的维护工具。

在微软的批准下,其他软件公司可附上自己的软件于WinPE,令引导电脑时候运行有关的程序。这些软件通常是系统维护,在电脑不能正常运作的情况下,可运用有关的系统维护软件修复电脑。维护软件包括SymantecNorton
Ghost等等。

因为和电脑中的系统没有关联,可任意添加/修改/复制系统文件,甚至可以格式化电脑中系统所在的磁盘。这种得天独厚的优势使得PE可以深入操作系统文件

破解SLIC一般有硬件破解和软件破解两种思路,并已经有相应的实现。

图片 9

BIOS常见设置

  标准CMOS (Standard CMOS Setup)

  高级设定 (Advanced Setup)

  属性设置 (BIOS FEATURES SETUP)

  芯片组功能 (CHIPSET FEATURES SETUP)

  电源管理 (POWER MANAGEMET SETUP)

电脑BIOS界面,来源于网络

四、KMS、MAK

在开始使用Windows
7之前,对新的Windows操作系统做一个比较全面的认识是非常重要的。无论是新特性还是功能改进,Windows
7相比前一代操作系统发生了非常大的变化。但对于一个计算机初学者来说,全新认识Windows
7更简单。在了解Windows 7的设计理念和一些基本的元素之后,再使用Windows
7会更加顺手。
本文主要讲解一些安装Windows 7计算机的基本要领,包括Windows
7的简单介绍、Windows 7计算机的启动和关闭等内容。
Windows 7简介
说到Windows
7就不得不说一下前两代非常著名的Windows操作系统。在21世纪,最辉煌的计算机操作系统莫过于Windows
XP了,也是目前市面上计算机最常用的操作系统。在2007年微软发布了一款全新的操作系统Windows
Vista,这款操作系统相比Windows
XP发生了翻天覆地的变化。这些变化是基于内核的升级,拥有更好的安全性、稳定性。并且在性能以及设计理念上更加符合现代计算机的需要,更适合计算机用户的使用。
继Windows Vista发布两年之后,微软再次发布了一款新的操作系统——Windows
7。相比Windows Vista,Windows
7变得更简单,能够更快的为用户完成工作,拥有更好的计算机体验。
启动Windows 7
了解Windows
7的启动之前,必须先了解计算机的启动过程。计算机的启动是一个非常关键的步骤,因为如果计算机无法启动,再强劲的计算机也只是一堆废铁。所以如何正确的启动计算机非常重要。
计算机的启动过程
计算机的启动是一个非常复杂的过程,但由于这个过程基本上都是计算机自动完成的,所以一般来说并不需要了解这1分钟左右的时间计算机在做什么。但为了更好的了解Windows
7的启动,笔者简单的讲解下计算机的启动过程。
当用户按下计算机主机箱上的电源按钮后,计算机的主板基本输入输出系统(BIOS)会进行加电自检(Power
– On Self
Test,POST)。执行POST主要是检测关键的硬件设备是否能够正常工作,比如CPU、显示卡、内存、硬盘等设备。这个步骤通常来说都是非常短暂的。
在加电自检完成后,主板BIOS将会查找其他关键设备的BIOS。其他设备的BIOS将对相应的设备进行初始化,这时会在显示器上显示一些设备的相关信息。初始化完成之后会检测CPU、内存等设备,并检测系统所安装的标准硬件设备,比如光驱、硬盘等。
在完成标准设备检测后,BIOS会将这些信息在显示器上输出,让用户大概的了解计算机硬件设备的相关信息。然后BIOS将会执行最后的扩展系统配置数据(Extended
System Configuration Data,ESCD),在完成ESCD后BIOS将执行权交由Windows
7的启动管理器,来负责Windows 7的启动。
这时Windows
7启动管理器会读取BCD文件中的引导信息,来完成操作系统的启动。如果计算机只装有一个操作系统,会直接调用这个系统的加载器来完成系统的加载。
然后加载器会开始加载系统,并且加载相应硬件的驱动程序。完成这个步骤之后,用户就可以看到Windows
7的登录界面了。
在登录界面中选择用户账户,并输入密码,计算机便正常启动了。如果系统中只有一个用户账户,并且没有设置密码,则会直接登录,如下图所示是一个Windows
7登录欢迎界面。

BIOS类别

市面上较流行的主板BIOS主要有 Award BIOSAMI BIOSPhoenix
BIOS
三种类型,此外还有中国台湾出的Insyde BIOS

  1. Award BIOS

由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最广泛。Award
BIOS功能较齐全,支持许多新硬件,市面上多数主机板都采用这种BIOS。

  1. AMI BIOS

由AMI公司(全称:American Megatrends
Incorporated)出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,早期的286、386多采用AMI
BIOS,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,90年代后,绿色节能电脑开始普及,AMI却没能及时推出新版本来适应市场,使得Award
BIOS占领了大半壁江山。当然AMI
也有非常不错的表现,新推出的版本依然功能强劲。

  1. Phoenix BIOS

由Phoenix公司产品,Phoenix意为凤凰或埃及神话中的长生鸟,有完美之物的含义。Phoenix
BIOS
多用于高档的586原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作。

  1. Insyde bios

是台湾的一家软件厂商的产品,是一种新兴的BIOS类型,被某些基于英特尔芯片的笔记本电脑采用,如神舟、联想。

有很多人喜欢用XP做开发,甚至用Win7,但是在我看来,开发人员应该使用服务器操作系统。目前Windows
Server
2003是绝对的主流,以前公司的开发人员均使用该系统。在稳定性、性能上服务器操作系统是唯一的选择。现在新安装的机子我都是安装Windows
Server 2008 R2 企业版。

关闭Windows 7
正确启动计算机无疑是一个重要的步骤,正确的关闭计算机也是非常重要的步骤。在Windows
7中,系统允许用户自定义设置多种关闭计算机的方式。并且提供了三种节能状态作为关闭计算机的选择,用户可以根据需要来选择。
Windows
7的关闭过程相比前代Windows变得更加简单,并且在关闭速度上也更加的迅速。为了帮助用户了解Windows的关闭,笔者简单的讲解下Windows
7的关闭过程。
单击“关机”按钮,Windows
7的Winlogon.exe便开始工作,为关闭Windows做准备。
Winlogon.exe会向各个进程发送关机命令,并监测这些进程的反馈。
当所有进程结束后,Windows会话管理器会结束掉当前会话,并显示Windows安全桌面。
在这个步骤Windows会保存用户文档,并进行注销,然后完成Windows的关闭。
完成上面几个步骤,Windows便完全的关闭了。也有一种情况,将会阻止Windows关闭,那就是运行了一些需要用户进行保存的程序,这时Windows会提示用户是否强制关机或者取消关机,如下图所示。

两种启动模式:

其中BIOS设置中,有两种启动进入系统的方法,分别是为UEFILegacey
如下图:

UEFI与Legacey的切换

其中(Legacy)BIOS是传统式的,而UEFI(Unified Extensible Firmware
Interface)是后来发展出的可扩展固件接口,与legacy BIOS
相比,UEFI最大的几个区别在于:

  1. 编码99%都是由C语言完成;

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

  3. 将不支持X86实模式,而直接采用Flat
    mode(也就是不能用DOS了,现在有些 EFI 或 UEFI
    能用是因为做了兼容,但实际上这部分不属于UEFI的定义了);

  4. 输出也不再是单纯的二进制code,改为Removable Binary Drivers;

  5. OS启动不再是调用Int19,而是直接利用protocol/device Path;

  6. 对于第三方的开发,前者基本上做不到,除非参与BIOS的设计,但是还要受到ROM的大小限制,而后者就便利多了。

  7. 弥补BIOS对新硬件的支持不足的问题。

从开机流程看他们的不同:

大家都知道Win8系统相对于Win7系统在开机速度上有相当大的提升,这是因为Win8系统为了提升系统性能和对硬件的优化,加入了诸如开机引导及应用预缓存等技术。而其中的UEFI
BIOS引导,则能使平台开机更智能,开机速度更快。让我们来看一下他们的开机到进入系统的区别:

这个是传统的Legacy运行流程:

Legacy运行流程

这个是UEFI运行流程:

UEFI运行流程

对比采用传统BIOS引导启动方式,UEFI
BIOS减少了BIOS自检的步骤
,节省了大量的时间,从而加快平台的启动。


本部分来源于CSDN周士豪先生博客的【小白装系统】——BIOS简介【小白装系统】——BIOS中的UEFI和Legacy启动模式
【小白装系统】——硬盘分区表格式GUID和MBR知识普及系列文章。


现在的文章之中应该还有许多的疏漏和错误之处,也请各位读者积极指正,和我一起完善这篇文章
附邮箱:ikenyon@foxmail.com

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

图片 10

3.设置U盘启动电脑

以往用光盘装系统,必须调整启动项为光驱启动,这里要通过修改bios,让电脑从U盘启动,不同电脑不同版本的bios有不同的设置方法,系统安装的BIOS设置都有介绍,不过都大同小异,目的就是让电脑的第一启动项变为U盘启动。

通常情况下是开机时按F12,然后用键盘选择以USB引导进入PE。

常见品牌电脑的快捷键,仅供参考

UEFI将是近3年的趋势,到时候对于PC的利用以及维护都将步入一个新的时代。

图片 11

这篇文章不是个人原创的,只是个人为了对这部分知识做一个整理和系统的输出而写的,在此郑重地向本文所引用文章的作者—–各位技术大咖致以我崇高的敬意和十二分的感谢

「原厂委托设计」ODM ( Original Design Manufacturer
)则是在产品设计与发展的活动上,经由高效能的产品开发速度与具竞争力的制造效能,满足买主需求。技术能力足够以後设计能力提升,进而能够开始接案并处理设计开发的相关事务。

图片 12

三、 PE的分类

1、桌面操作型

带有资源管理器的PE,这类PE的优点是操作方便界面美观友好,缺点是启动相对另外两种类型的PE较慢(因为开机时要加载资源管理器)、资源占用较大。总体而言,比较适合初学者用户使用,也因为操作类似于真实的系统,而得名RAMOS。
同时也是最常见的PE类型。

2、半桌面操作型

不含有资源管理器,但含有作者编写的一种程序代替,最典型的例子就要数安装原版系统时所用的安装PE,这种PE启动较快,资源占用较少,同时操作也比较方便,适合有一定电脑经验的用户使用。

3、命令行版本的PE

这种PE占用资源最少启动最快,同时也是最纯粹的PE。通过命令行来运行程序或者操作,适合高手和专业级用户使用。

—— 本部分来源于Wikipedia

 

当Windows启动管理器显示了多个系统的界面中,默认会选中一个操作系统,等待用户的选择时间结束后会自动启动所选择的操作系统。默认的等待时间为30秒,用户可根据需要在系统中调整。当用户使用方向键进行启动系统选择时,等待时间将停止倒计时。选择好需要启动的操作系统后单击键盘中的回车键,计算机便会自动加载该系统,并完成系统的启动,如下图所示是一个Windows
7的启动界面。

2.制作U盘WinPE系统

可参照上文制作,制作完成之后将之前下载好的
ISO映像文件复制到U盘之中备用。

软件修改就是利用操作系统只读取从BIOS载入内存的副本而不是BIOS本身这一弱点,在启动Vista之前,修改内存上的副本,使之无异于OEM机器。这样做的优点是,风险小。缺点是内存的信息和BIOS中的信息不同,当计算机休眠后,BIOS信息会被重新写入内存,原有的破解会被覆盖。

2、百度百科

镜像文件和ZIP压缩包类似,它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件,以方便用户下载和使用,例如一个测试版的操作系统、游戏等。镜像文件不仅具有ZIP压缩包的“合成”功能,它最重要的特点是可以被特定的软件识别并可直接刻录到光盘上。其实通常意义上的镜像文件可以再扩展一下,在镜像文件中可以包含更多的信息。比如说系统文件、引导文件、分区表信息等,这样镜像文件就可以包含一个分区甚至是一块硬盘的所有信息。

Windows
Vista,取消了其他大客户版本,仅保留OEM版激活。其并使用的是微软SLP
2.0,公钥取代了明文,给破解造成一定的困难。


「原厂委托制造」OEM( Original Equipment Manufacturer
)是受托厂商按原厂之需求与授权,依特定的条件而生产。所有的设计图等都完全依照下游厂商的设计来进行制造加工。

镜像

「建立品牌」OBM(Original Brand
Manufacturer):发展出自己的企业形象,进而获取最大的经济利益。

实践操作部分


 

一、PE 的百科定义:

本篇札记参考了众多资料,进行了适当修改,以更易于阅读。本着研究的态度看待系统激活机制与相关知识,请勿用于商业用途,后果自负。

简单说明:

1.MBR分区表:(Master Boot
Record)即硬盘主引导记录分区表,只支持容量在 2.1TB
以下的硬盘,超过2.1TB的硬盘只能管理2.1TB,最多只支持4个主分区或三个主分区和一个扩展分区,扩展分区下可以有多个逻辑分区。

2.GPT分区表:全局唯一标识分区表(GUID Partition
Table),与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制,但Windows最大仅支持128个GPT分区,GPT可管理硬盘大小达到了18EB。只有基于UEFI平台的主板才支持GPT分区引导启动。

 

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注