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技能[我也玩Linux]开机流程和主引导分区(MBR)236次围观

没有执行软件的硬件是没有用的,除了会电人之外,而为了计算机硬件系统的资源合理分配,因此有了操作系统这个系统软件的产生。


既然操作系统也是软件,那么我们的计算机又是如何认识这个操作系统软件并执行它的?开机时我的计算机还没有任何软件系统,那它要如何读取硬盘内的操作系统文件啊?这就要牵涉到计算机的开机程序了!下面就谈一谈这个开机程序吧!
在计算机概论中,我们学到过两个概念:BIOS和CMOS。CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上的寄存器,而BIOS则是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,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(主引导分区)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就功成身退了,而接下来就是MBR内的引导程序加载程序的工作了。

这个引导加载程序的目的是加载文件,由于引导加载程序是操作系统在安装的时候所提供的,所以它会识别硬盘内的文件系统格式,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身退,之后就是操作系统的任务啦!

简单来说,整个开机流程到操作系统之前的动作应该是这样的:

  • 1、BIOS:开机主动执行的韧体,会认识第一个可开机的设备
  • 2、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
  • 3、引导加载程序(Boot loader):一支可读取内核文件来执行的软件
  • 4、内核文件:开始操作系统的功能

PS:如果想知道内核文件的工作流程,建议买一本《linux内核艺术》或相关书籍看看~~

由上面的说明我们会知道,BIOS与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上的一套软件了。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Boot loader的主要任务有下面这些项目:

  • 1、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
  • 2、载入内核文件:直接向可开机的程序区段来开始操作系统
  • 3、转交其他loader:将引导加载功能转交给其他loader负责

上面前两点还容易理解,但是第三点非常有趣哦,那表示你的计算机系统里面可能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(boot sector)。分区还有个别的启动扇区?这个特色才能造就“多重引导”的功能!
总结如下:

  • 1、每个分区都拥有自己的启动扇区(boot sector)
  • 2、实际可开机的内核文件是放置到各分区内的
  • 3、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loader而已
  • 4、loader可直接指向或者是间接将管理权转交给另一个管理程序

现在大家可以考虑下,为什么别人经常说:“如果要安装多重引导,最好先安装windows再安装linux”,这个问题留给大家思考~。

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