MBR和GTP

从Intel 6系列主板之后,就开始提供UEFI BIOS支持,正式支持GPT硬盘分区表,一举取代了此前的MBR分区表格式,不过为了保持对老平台的兼容,微软即使最新的Windows 10系统也继续提供了对MBR分区表格式的支持。
MBR和GPT分区表详解
全新硬盘(未初始化)装系统之前,必须对齐进行分区,硬盘分区初始化的格式包括MBR和GPT两种。当然对于基于PowerPC的Mac电脑还有专门的Apple分区图,在这里就不做介绍。

装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

MBR的全称是Master Boot Record(主引导记录),MBR早在1983年IBM PC DOS 2.0中就已经提出。之所以叫“主引导记录”,是因为它是存在于驱动器开始部分的一个特殊的启动扇区。这个扇区包含了已安装的操作系统的启动加载器和驱动器的逻辑分区信息。
主引导扇区是硬盘的第一扇区。它由三个部分组成,主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节,偏移地址0000H--0088H),它负责从活动分区中装载,并运行系统引导程序;第二部分是Partition table区(DPT分区表),占64个字节;第三部分是Magic number,占2个字节。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

MBR分区表系统
所谓启动加载器,是一小段代码,用于加载驱动器上其他分区上更大的加载器。如果你安装了Windows,Windows启动加载器的初始信息就放在这个区域里——如果MBR的信息被覆盖导致Windows不能启动,你就需要使用Windows的MBR修复功能来使其恢复正常。如果你安装了Linux,则位于MBR里的通常会是GRUB加载器。
分区表偏移地址为01BEH--01FDH,每个分区表项长16个字节,共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4,分别对应MBR的四个主分区。
Magic number也就是结束标志字,偏移地址01FE--01FF的2个字节,固定为55AA,如果该标志错误系统就不能启动。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

MBR最大支持2.2TB磁盘,它无法处理大于2.2TB容量的磁盘。MBR还只支持最多4个主分区——如果你想要更多分区,你需要创建所谓“扩展分区”,并在其中创建逻辑分区。
GPT的全称是Globally Unique Identifier Partition Table,意即GUID分区表,它的推出是和UEFI BIOS相辅相成的,鉴于MBR的磁盘容量和分区数量已经不能满足硬件发展的需求,GPT首要的任务就是突破了2.2T分区的限制,最大支持18EB的分区。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

GPT分区表系统
而在分区数量上,GPT会为每一个分区分配一个全局唯一的标识符,理论上GPT支持无限个磁盘分区,不过在Windows系统上由于系统的限制,最多只能支持128个磁盘分区,基本可以满足所有用户的存储需求。在每一个分区上,这个标识符是一个随机生成的字符串,可以保证为地球上的每一个GPT分区都分配完全唯一的标识符。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

而在安全性方面,GPT分区表也进行了全方位改进。在早期的MBR磁盘上,分区和启动信息是保存在一起的。如果这部分数据被覆盖或破坏,事情就麻烦了。相对的,GPT在整个磁盘上保存多个这部分信息的副本,因此它更为健壮,并可以恢复被破坏的这部分信息。GPT还为这些信息保存了循环冗余校验码(CRC)以保证其完整和正确——如果数据被破坏,GPT会发觉这些破坏,并从磁盘上的其他地方进行恢复。
小结:所以对于新平台用户(Intel 6系以后/AMD 900系列以后和A系列)来说,都强烈推荐使用GPT分区表格式,目前包括Windows Vista、7、8、8.1、10已经都支持读取和使用GPT分区表。而对于使用Windows 8、8.1、10的用户,换用GPT后开机启动速度也可以进一步得到显著提升。
UEFI BIOS详解
UEFI的全称是Unified Extensible Firmware Interface,意即统一可扩展固件接口,它是基于EFI 1.10标准为基础发展而来,值得注意的是在UEFI正式确立之前,Intel就开始积极推进传统BIOS的升级方案,并最终确立了过渡方案EFI标准,直到2007年Intel将EFI标准的改进与完善工作交给Unified EFI Form进行全权负责,EFI标准则正式更名为UEFI。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

传统BIOS界面
相比传统BIOS,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。
UEFI和GPT是相辅相成的,二者缺一不可,要想使用GPT分区表则必须是UEFI BIOS环境。UEFI于用户而言最典型的特征就是使用了图形化界面,虽然还未达到操作系统界面的图形交互功能,但人性化的界面、鼠标的操作,已经将BIOS变得非常易用,对于不少电脑初级用户来说也可以很好的查看和设置BIOS的相关选项和功能。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

UEFI BIOS界面
除了图形化界面,UEFI相比传统BIOS,还提供了文件系统的支持,它能够直接读取FAT、FAT32分区中的文件,例如华硕、华擎等主板在UEFI BIOS环境下更新BIOS就可以直接读取U盘中的BIOS及其他文件,另外新的UEFI主板基本都提供了截屏功能,这些截屏图片都可以存储在U盘当中。
UEFI还有一个重要特性就是在UEFI下运行应用程序,这类程序文件通常以efi结尾。利用UEFI可以直接识别FAT分区中的文件,又有可直接在其中运行应用程序。我们就可以将Windows安装程序做成efi类型应用程序,然后把它放到任意FATA分区中直接运行即可。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

UEFI启动顺序
UEFI的模块化设计,它在逻辑上分为硬件控制与OS(操作系统)软件管理两部分,硬件控制为所有UEFI版本所共有,而OS软件管理其实是一个可编程的开放接口。借助这个接口,主板厂商可以实现各种丰富的功能。比如我们熟悉的各种备份及诊断功能可通过UEFI加以实现,主板或固件厂商可以将它们作为自身产品的一大卖点。UEFI也提供了强大的联网功能,其他用户可以对你的主机进行可靠的远程故障诊断,而这一切并不需要进入操作系统。
当然由于UEFI主要由高级语言编写(C语言),相比于传统BIOS的汇编语言,UEFI BIOS在安全防护性方面相比传统BIOS要弱,比较容易遭到病毒的攻击,安全性有待进一步提升。不过在图形化界面、应用程序扩展面前,UEFI BIOS还是非常成功的。
One More Thing...
聊完了MBR/GPT分区表和UEFI BIOS,下面我们就来介绍下UEFI下安装Windows系统,上面已经讲到UEFI和GPT是相辅相成的,如果使用UEFI模式安装Windows系统,那么硬盘分区表必须是GPT。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

备注:主板为了兼容MBR分区表,一般会提供Legacy BIOS和UEFI BIOS启动模式选项,如果要使用UEFI模式安装Windows,就必须开启UEFI启动模式。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

目前64bit Windows Vista、7、8、8.1、10都已经支持GPT分区表,而Windows 8、8.1、10都已经原生支持UEFI,安装这些系统的时候:只要硬盘设置为GPT分区表 主板设置为UEFI启动后,就可以直接开始安装操作系统了。
装机、做系统必备:秒懂MBR和GPT分区表

而对于Windows Vista、7系统,就需要手动添加UEFI支持,我们可以找一份Windows 8或者10安装镜像,从安装文件中提取Bootmgfw.efi文件,重命名为BOOTX64.EFI,拷贝到win7安装文件的\EFI\Boot\下,如果没有BOOT文件夹就新建一个。
至此UEFI模式安装Windows系统告一段落,如果大家还有什么疑问,欢迎大家在下面评论中提出宝贵的意见。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,839评论 6 482
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,543评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 153,116评论 0 344
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,371评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,384评论 5 374
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,111评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,416评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,053评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,558评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,007评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,117评论 1 334
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,756评论 4 324
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,324评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,315评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,539评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,578评论 2 355
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,877评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容