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  • LegacyUEFI,MBR和GPT的区别

    万次阅读 多人点赞 2018-10-09 01:15:07
    LegacyUEFI指的是系统引导方式(Legacy为传统BIOS,UEFI为新式BIOS),MBR和GPT指的是磁盘分区表类型。 一般情况下都是Legacy+MBR, UEFI+GPT这两种组合。但Legacy+GPT,UEFI+MBR也可以实现。 Legacy用的是8086...

    Legacy和UEFI指的是系统引导方式(Legacy为传统BIOS,UEFI为新式BIOS),MBR和GPT指的是磁盘分区表类型。

    一般情况下都是Legacy+MBR, UEFI+GPT这两种组合。但Legacy+GPT,UEFI+MBR也可以实现。

    Legacy用的是8086汇编,UEFI 99%以上用C,UEFI的APP和Drives可以用C/C++。
    64位的UEFI固件是64位的操作系统(少数二合一平板用32位UEFI固件的可以忽略不计),Legacy是16位的。
    Legacy是直接针对底层硬件细节,UEFI通过Firmware-OS Interface、Boot Services、Runtime Services为操作系统和引导器屏蔽了底层硬件的细节。
    UEFI可以扩展,大多数硬件加载UEFI的驱动模块就可以完成初始化,驱动模块可以放在固件中,也可以放在设备上,比如显卡的GOP,系统启动就自动加载。UEFI中的每个Table和Protocol都有版本号,可以平滑升级。开发者可以自己根据规范开发UEFI应用程序和驱动程序。
    UEFI基于time的异步操作,提高了CPU的效率,减少了等待时间。
    UEFI舍弃了中断这种外部设备操作方式,仅保留了时钟中断,操作外部设备采用事件+异步操作,启动的时候按需加载外部设备。
    UEFI有个安全启动功能,只有当程序的证书被信任才会被执行。

    在UEFI模式下启动,启动的是EFI驱动和应用程序,而且只要系统一启动,就直接是64位的了。(少数二合一平板32位的UEFI固件忽略不计)

    那么如果选择UEFI模式启动,所有的16位的MS-DOS实用程序,DOS工具包和其它的维护工具以及32位的应用程序都是无法加载和启动的。UEFI必须安装使用64位系统!
    所以在UEFI模式下,我们不能引导32位的系统。
    但是呢,在Legacy模式下呢,16位的DOS工具包、32位的程序和系统、64位的都可以OK。
    本文只讨论原生UEFI和原生BIOS。
    至于带有CSM兼容模块的UEFI本身就是UEFI+BIOS的结合体,自然全兼容没话说。

    至于分区表,接下来慢慢说这个事。

    硬盘一个逻辑扇区有512个字节,硬盘的第一个扇区,也就是0磁道0柱面1扇区,也就是逻辑扇区0,这个扇区就叫做主引导记录,叫MBR(master boot record)翻译成中文就叫(明(M)白(B)人(R)),就是你得弄明白了。

    MBR记录了整块磁盘的重要信息,是计算机开机后访问磁盘时所必须要读取的首个扇区。主要有三个部分:

    1. 主引导分区(Master Boot Record,MBR):主要作用是检查分区表是否正确,并且在系统硬件完成自检以后将控制权交给磁盘上的引导程序(如GNU,GRUB)
    2. 分区表(partition table):占据64个字节,可以对四个分区的信息进行描述,其中每个分区的信息占据16个字节
    3. 结束标志字:0x55AA,最后两个字节,是检验主引导记录是否有效的标志

    注:MBR有两个意思,根据语境确定指的是第一个扇区还是主引导分区。

    下面这个图就是主引导记录:

    引导程序后面4个字节 1B8-1BB 代表windows磁盘签名
    1BE-1FD 64个字节是硬盘分区表DPT(Disk Partition Table)
    最后的两个字节 1FE-1FF (即55 AA )是MBR的结束标志。

    明白为什么MBR分区表最多为什么只能有4个主分区了吧?

     

    因为每个分区信息需要16个字节,所以对于采用MBR型分区结构的磁盘,最多只能识别4个主(primary)或扩展(extend)分区。扩展分区也是主要分区的一种,但它与主分区的不同在于理论上可以划分为无数个逻辑分区。

    主分区和扩展分区

    磁盘中最多可以有4个Primary和Extended的扇区,而Extended只能有一个,如果要把磁盘分区成四个分区,那么只能是:

    P+P+P+P
    或者
    P+P+P+E
    

    上面的情况中, 3P+E只有三个主分区可用,因为Extended不能被格式化作为数据访问的分区,还需要进一步分区成逻辑分区。如果要四个都可用,就需要分区成4P

    扩展分区中逻辑驱动器的引导记录是链式的。每一个逻辑分区都有一个和MBR结构类似的扩展引导记录(EBR),其分区表的第一项指向该逻辑分区本身的引导扇区,第二项指向下一个逻辑驱动器的EBR,分区表第三、第四项没有用到

    需要注意的问题:

    1. 主分区和扩展分区最多只有四个
    2. 扩展分区最多只能有一个
    3. 逻辑分区是由扩展分区持续切割出来的分区
    4. 只有主分区和逻辑分区才能被格式化作为数据访问的分区
    5. Linux系统默认将前4个序号作为主分区或扩展分区,而逻辑分区的序号肯定从5开始

    下图来自Inside the Linux boot process,较为清晰的画出了MBR中各个部分的结构

    MBR

     

    GPT分区表位于磁盘的逻辑扇区第2-33号扇区,一共占用32个扇区,能够容纳128 (4*32)个分区表项。每个分区表项大小为128字节,所以Windows系统允许GPT磁盘创建128个主分区。
    分区表项中记录着分区的起始,结束地址,分区类型的GUID,分区的名字,分区属性和分区GUID。
    所以说除了MBR之外首尾还各需要33个扇区。手动分区的时候要特别注意尾部留空。

    GPT分区的第1个扇区,也就是扇区0。

    发现什么了?
    GPT也有一个类似于MBR的东西,只不过引导记录是空的,windows磁盘签名有,而且分区表也有,只不过分区格式被定义为了EE,因为这个格式不存在,所以老旧的磁盘分区工具打开这个磁盘就会发现无法识别这个磁盘的格式,进而不会对磁盘进行分区操作。

    看到这里,我们就已经明白了,所以说其实分区表也就是那么回事,GPT和MBR只不过是两种分配硬盘数据的方式而已。
    GPT分区的0扇区可以写入主引导记录,也可以写入分区表,只不过需要手动换算一下。
    所以传统Legacy BIOS启动GPT的分区是完全可行的。
    而UEFI呢,本身就是读取硬盘的第一个FAT32分区的\efi\boot\bootx64.efi文件来引导系统的,那么无论分区格式是MBR还是GPT,都不会影响UEFI的正常引导。
    这就是我们能够成功让传统BIOS启动GPT磁盘的操作系统;让UEFI启动MBR磁盘的操作系统的理论基础。

    下面先说说UEFI启动MBR吧,首先MBR分区表一定要有一个FAT32分区,是不是活动分区无所谓,因为UEFI没有活动分区的说法。
    只要手动修复一下FAT32分区的BCD文件就行了,用BOOTICE工具编辑一下就OK了。
    如果遇到下图的错误,就是BCD的问题:

    只要修复一下BCD就行了。下图就是UEFI的BIOS启动的MBR的磁盘
    这个很简单,就不在啰嗦了

    传统Legacy BIOS启动GPT,这个有点复杂,确实有点复杂……
    其实也有几条技术路线可以选择的。
    首先我们需求就是要传统Legacy 能启动gpt分区表的大硬盘。这个很繁琐,技术路线有几条,首先Legacy是可以读取主引导记录的440个字节,但是读了以后无法识别分区格式,所以说就要做一个镜像文件 里面包含需要使用的信息。目前我是直接做的扇区编辑,jmp到特定的扇区,用这个扇区的信息来引导到目标的,非常繁琐,这个技术太复杂没法推广。

    所以我在研究另一种技术路线,就是模拟uefi的方式,这种方式常见于变色龙,三叶草,clover,duet。这个技术路线相对来讲就简单了。如果你有两块硬盘,一块mbr和另一块gpt,这个就很简单了,从mbr磁盘启动,加载模拟uefi,然后再引导gpt磁盘的系统。

    可是如果是单一gpt的磁盘,那还是免不了做扇区编辑,前面留空一段空间,然后把镜像用16进制写进去,再加载到内存,然后运行模拟uefi的程序。这就有点复杂,比如说搞电路的,交流变直流 然后整流 降压 再滤波什么的,费很大劲就为了一个看起来很简单的结果。

     

     

    参考链接:http://tieba.baidu.com/p/5805120650?pn=1

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  • MBR和GPT

    千次阅读 2019-06-17 19:19:05
    对很多PC的使用者来说,UEFI就像是一颗深水炸弹,表面风平浪静,暗地里却早已引发了巨大的震动。...本期文章我们就来说说,硬盘硬盘分区这点事。 简单地说,硬盘分区是就使用分区编辑器(partition...

    对很多PC的使用者来说,UEFI就像是一颗深水炸弹,表面风平浪静,暗地里却早已引发了巨大的震动。多亏了Microsoft的强横,预装WIN8的电脑指定需要GPT分区这一举措,让人们不禁发出感慨:哦天哪,我的电脑里还有这东西?一些好学的人对GPT进行了解以后,进一步发现了我们的幕后功臣:UEFI。本期文章我们就来说说,硬盘和硬盘分区这点事。

    简单地说,硬盘分区是就使用分区编辑器(partition editor)将一个硬盘上划分几个独立的逻辑部分,盘片一旦划分成数个分区,不同类的目录与文件可以存储进不同的分区。越多分区,也就有更多不同的地方,可以将文件的性质区分得更细,按照更为细分的性质,存储在不同的地方以管理文件;但太多分区就成了麻烦。

    硬盘分区就像给一间空荡的房子划分出卧室,厨房,客厅等相互隔离的空间一样。主要是为了方面用户的使用。另一方面,通过合理的硬盘分区,有效保护系统盘空间,确实能够提高系统运行速度,再者,硬盘分区也可以有效地对数据进行保护。你当然可以不分区,只不过,当你面对越来越多的子目录,或者是越来越慢的Windows,不得不费功夫去管理你的文件,或者重装Windows的时候,恐怕会悔不当初。 “不要把所有的鸡蛋放在同一个篮子里”这句至理名言在经济学以外的其他领域也同样是句警世恒言。

    在讲解MBR之前,有必要讲讲机械硬盘的一些相关概念,毕竟MBR作为20世纪最棒的磁盘管理方式,与机械硬盘可是联系紧密的

    (这样可以更好地理解后面的内容)。

    机械硬盘原理

    机械硬盘由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片,盘片两面称为盘面或扇面,都可以记录信息,由磁头对盘面进行操作(如果你有坏的硬盘,可以动手拆开看。嗯?为什么用坏的?用好的可能费钱……)一般用磁头号区分。结构特性决定了机械硬盘如果受到剧烈冲击(摔在地上或是勤奋的你想拆开学习),磁头与盘面可能产生的哪怕是轻微撞击都有可能报废。

    继续讲原理:假设磁头不动,硬盘旋转,那么磁头就会在磁盘表面画出一个圆形轨迹并将之磁化,数据就保存在这些磁化区中,称之为磁道,将每个磁道分段,一个弧段就是一个扇区。一个硬盘可以包含多个扇面,扇面同轴重叠放置,每个盘面磁道数相同,具有相同周长的磁道所形成的圆柱称之为柱面,柱面数与磁道数相等。如下图

     

    了解了这些,我们就可以对最初的硬盘地址管理方式作一个原理层面的了解:

    最初的寻址方式称为CHS,在LBA(Logical Block Address)概念诞生之前,由他负责管理磁盘地址。所谓CHS即柱面(cylinder),磁头(header),扇区(sector),通过这三个变量描述磁盘地址,需要明白的是,这里表示的已不是物理地址而是逻辑地址了。这种方法也称作是LARGE寻址方式。该方法下:

    硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×扇区大小(一般为512byte)。

    后来,人们通过为每个扇区分配逻辑地址,以扇区为单位进行寻址,也就有了LBA寻址方式。但是为了保持与CHS模式的兼容,通过逻辑变换算法,可以转换为磁头/柱面/扇区三种参数来表示,和 LARGE寻址模式一样,这里的地址也是逻辑地址了。(固态硬盘的存储原理虽然与机械硬盘不同,采用的是flash存储,但仍然使用LBA进行管理,此处不再详述。)

    科普到这里,我们可以试图去理解MBR分区了。现在我们来看看MBR分区的技术原理。

    MBR原理

    MBR:Master Boot Record,主分区引导记录。最早在1983年在IBM PC DOS 2.0中提出。前面说过,每个扇区/区块都被分配了一个逻辑块地址,即LBA,而引导扇区则是每个分区的第一扇区,而主引导扇区则是整个硬盘的第一扇区(主分区的第一个扇区)。MBR就保存在主引导扇区中。另外,这个扇区里还包含了硬盘分区表DPT(Disk Partition Table),和结束标志字(Magic number)。扇区总计512字节,MBR占446字节(0000H - 01BDH),DPT占据64个字节(01BEH - 01FDH),最后的magic number占2字节(01FEH – 01FFH)。

     

    现在,我们来看一个MBR记录的实例:

    80 01 01 00, 0B FE BF FC, 3F 00 00 00, 7E 86 BB 00

    其中, “80”是一个分区的激活标志,表示系统可引导;“01 01 00”表示分区开始的磁头号为01,开始的扇区号为01,开始的柱面号为00;“0B”表示该分区的系统类型是FAT32,其他比较常用的有04(FAT16)、07(NTFS);“FE BF FC”表示分区结束的磁头号为254,分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764;“3F 00 00 00”表示首扇区的相对扇区号为63;“7E 86 BB 00”表示总扇区数为12289622。

    可以看到,在只分配64字节给DPT的情况下,每个分区项分别占用16个字节,因此只能记录四个分区信息,尽管后来为了支持更多的分区,引入了扩展分区及逻辑分区的概念。但每个分区项仍然用16个字节存储。能表示的最大扇区数为FF FF,FF FFH,因此可管理的最大空间=总扇区数*扇区大小(512byte),也就是2TB(由于硬盘制造商采用1:1000进行单位换算,因此也有2.2TB一说,别怪他们,他们不是程序员)。超过2TB以后的空间,不能分配地址,自然也就无法管理了。

    MBR的诸多缺点使其应用大大受限。硬盘技术日新月异,硬盘容量突飞猛进(希捷将于今年开卖60TB 固态硬盘),多出来的硬盘空间总不能晾着吧,于是,在刚诞生的UEFI规范下一起研发了新技术

    GPT原理

    GPT分区:全称为Globally Unique Identifier Partition Table,也叫做GUID分区表,它是UEFI 规范的一部分。由于硬盘容量的急速增长,MBR的2.2T容量难以满足要求,而UEFI BIOS的推广也为GPT的实现打下了坚实的技术基础,GPT应运而生,

    我们来看看GPT的结构图:

     

    等等,MBR是不是走错片场了?答案当然是没有。这里的P意为protective,PMBR存在的意义就是,当不支持GPT的分区工具试图对硬盘进行操作时(例如MS-DOS和Linux的fdisk程序),它可以根据这份PMBR以传统方式启动,过程和MBR+BIOS完全一致,极大地提高了兼容性。而支持GPT的系统在检测PMBR后会直接跳到GPT表头读取分区表。和MBR类似,分区表中存储了某个分区的起始和结束位置及其文件系统属性信息,而分区才是实际存在的物理磁盘的一部分。

    GPT HDR:GPT表头,如下图,主要定义了分区表中项目数及每项大小,还包含硬盘的容量信息。在64位的Windows Server 2003的机器上,最多可以创建128个分区,即分区表中保留了128个项,其中每个都是128字节。(也是EFI标准中的最低要求:分区表最小要有16,384字节)分区表头还记录了这块硬盘的GUID,分区表头位置(总是LBA1)和大小,也包含了备份分区表头和分区表的位置和大小信息(LBA-1~LBA-34)。同时还储存着它本身和分区表的CRC32校验。固件、引导程序和操作系统在启动时可以根据这个校验值来判断分区表是否出错,如果出错,可以使用软件从硬盘最后的备份GPT中恢复整个分区表,如果备份GPT也校验错误,硬盘将不可使用。具体内容如下表:

     

    Partition Table:分区表,包含分区的类型GUID(如:EFI系统分区的GUID类型是{C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}),名称,起始终止位置,该分区的GUID以及分区属性。其内容如下:

     

    Microsoft对分区属性做了更详细的区分,目前有:

    相较于MBR,GPT具有以下优点:

    (1)得益于LBA提升至64位,以及分区表中每项128位设定,GPT可管理的空间近乎无限大,假设一个扇区大小仍为512字节,可表示扇区数为,算下来,可管理的硬盘容量=18EB(1EB=1024PB=1,048,576TB),2T在它面前完全不在话下。按目前的硬盘技术来看,确实近乎无限,不过,以后的事谁知道呢。

    (2)分区数量几乎没有限制,由于可在表头中设置分区数量的大小,如果愿意,设置个分区也可以(有人愿意管理这么多分区吗),不过,目前windows仅支持最大128个分区。

    (3)自带保险,由于在磁盘的首尾部分各带一个GPT表头,任何一个受到破坏后都可以通过另一份恢复,极大地提高了磁盘的抗性(两个一起坏的请出门买彩票)。

    (4)循环冗余检验值针对关键数据结构而计算,提高了数据崩溃的检测几率。

    (5)尽管目前分区类型不超过百数(十数也没有吧。),GPT仍提供了16字节的GUID来标识分区类型,使其更不容易产生冲突。

    (6)每个分区都可以拥有一个特别的名字,最长72字节,足够写一首七律了。满足你的各种奇葩起名需求。

    完美支持UEFI,毕竟它就是UEFI规范的衍生品。在将来全行业UEFI的情境下,GPT必将更快淘汰MBR。

    其他

    接下来进入加料时间,更详细的讲述硬盘知识。

    前面说到过,磁化的弧段称作一个扇区,一个扇区大小512B,但硬盘在进行文件操作时并非以扇区为单位,而是——簇,“簇”是系统进行分配的最小单位,一个簇可以包含多个扇区,假设目前一个簇包含4个扇区,簇大小为2KB,一个文件大小恰为2KB,则占用了簇的所有可用空间,即便你有一个1B大小的文件需要保存,那么你占用的空间也是一个簇,簇内其他空间不可读写。

    而对簇的大小进行管理的就是文件系统:

    FAT16/FAT32: 早期的MS-DOS和WIN95操作系统中最常见的硬盘分区格式。一个簇最小为512个字节,其大小可以成倍增长,最大为32K,系统为每个簇分配唯一的索引号——一个16位二进制数来标识。因为16位二进制数最大为65536,所以FAT分区所拥有的簇的数量不可能超过65536个。这正是FAT分区大小不能超过2GB的原因。FAT16的继任者——FAT32与其原理基本相同,相比前任优势仅在于分区可以大于2GB,但不能存储大于4GB的单个文件,看看现在一部BD的电影都要3,4个G,显然不能满足时代的需求,被淘汰的很快。

    更多FAT文件系统知识:FAT文件系统与UEFI - 知乎专栏

    NTFS文件系统相比FAT,最大优点在于支持文件加密,通过采用日志式文件系统,详细记录磁盘的所有读写操作,提高了数据和系统的安全性,另一点则是突破了4GB大小限制。也是目前机械硬盘上的分区主流。不过对于目前越来越亲民的的flash存储,过多的操作记录对存储介质造成了较大的负担,同样的存取操作,NTFS下的读写次数就会比FAT32下来得多,造成了寿命较短的缺陷。因此针对移动存储设备和固态硬盘,推出了exFAT文件系统。

    exFAT:分区大小和单文件大小最大可达16EB(16×1024×1024TB);簇大小非 常灵活,最小512B,最高达32MB;采用了剩余空间分配表,空间利用率更高;同一目录下最大文件数可达65536个。其特性未必强于NTFS,主要是针对flash存储设备进行了优化(SSD,U盘),传统硬盘不能格式化为该格式。

    要是到现在你对扇区,簇,文件系统,分区几个名词有点混淆,不妨看看下图:

     

    有人会问,图中的怎么突然出现了4k扇区,而且为什么下面又包含的是8个512b的扇区呢?边上的伪装是啥意思?恭喜你,你已经抓住了近年来的硬盘发展潮流。

    扇区的大小虽然约定俗成,但其实是可以更改的,开始于 2009 年晚期,硬盘制造商正在从传统的 512 字节扇区迁移到更大、更高效的 4096 字节扇区,国际硬盘设备与材料协会(International Disk Drive Equipment and

    Materials Association,IDEMA)将之称为高级格式化,也就是现在常说的“4K扇区”。

    多年来,硬盘行业一直采用512字节扇区。然而,随着硬盘容量的不断增长,扇区大小日渐成为提高硬盘容量和纠错效率方面的制约。扇区分辨率(扇区大小和总存储大小的百分比)越来越低,尽管在管理小型离散数据时,分辨率越低越好。但现代的计算系统中多的是大型数据块,一般远比传统 512 字节扇区大小要大得多。另外,随着区域密度的增加,小型 512 字节扇区在硬盘表面上占用的空间也将越来越小。硬盘扇区中的数据占据的空间越小,错误纠正就会变得越困难,因为同样大小的介质缺陷对总体数据负载损害的百分比更高,所以就需要更大的纠错强度。现在,硬盘开始通过先进的区域密度来提高错误纠正的上限。因此,为了改善错误纠正和实现格式化效率,提高扇区大小是硬盘行业内的普遍诉求。

    不过,由于计算机系统的缓慢发展,多数仍将扇区假定为512字节,因此就产生了4K对齐问题。即使物理硬盘分区与计算机使用的逻辑分区对齐,保证硬盘读写效率。

    有4k对齐当然就有4k对不齐。这个锅,或许应该甩给操作系统。硬盘厂商为了保证与操作系统的兼容性,将新标准的"4K扇区"的硬盘模拟成扇区为512B的硬盘,问题出现在此时:当在一些特殊情况下格式化的系统(比如用ghost11.5以下版本),会默认定义为4096字节大小为一个簇,这没毛病,但是,由于其引导区只占用了不多不少63个扇区,真正的文件系统在63号扇区之后,

    我们可以算出前63个扇区大小为:63*512B = 32256B。

    63个扇区占用簇个数:32256B/4096B=7.875簇。

    从第64个扇区开始,每个簇都会跨越两个物理单元,占据前一个单元的一小部分和后一个单元的一大部分,前面说过,系统文件操作以簇为单位,如果每个簇都要用到两个扇区,势必拖累读写速度。也就产生了“4k对不齐”的概念,“4K对齐”要做的事就是将硬盘的模拟扇区(512B)对齐到的8整数倍个“实际”4K扇区,即8*4096 = 32768B,使其正好跨过63扇区的特性,从第64个扇区对齐。

    其实不仅是操作系统,一些广泛使用的软件程序也可能引发4k对不齐现象。因此,对齐技术的存在确有其必要性。尽管4k必然取代512b,但冰冻三尺非一日之寒,全行业仍需要一个时间来进行技术的全面推广。

    后记

    一些经常被问到的关于GPT的问题:

    1. Q:怎么知道我的硬盘是MBR的还是GPT的?

    A: windows自带个非常好用的工具-diskpart,简单几条命令即可,如图:

     

    2. Q:如何将GPT转换为MBR?

    A: 还是diskpart,(警告:请先备份内容),通过convert mbr指令

     

    不过我还是建议你不要这样做,毕竟MBR是个被淘汰的技术。在转换之前要删除所有分区或者直接用clean。如果不想丢失内容,推荐使用AOMEI Partition Assistant Standard,它是个免费软件。非常好用。为谨慎起见还是建议提前备份内容。

    3. Q:GPT真好,我想立刻使用,可是如何将MBR转换为GPT?

    A:这是个好主意,答案还是Diskpart

    在转换之前要删除所有分区或者直接用clean。如果不想丢失内容,我推荐使用AOMEI Partition Assistant Standard,它是个免费软件。非常好用。为谨慎起见还是建议提前备份内容。
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  • MBR和GPT.txt

    2021-02-20 10:11:40
    MBR和GPT.txt
  • 硬盘分区那点事儿(MBR和GPT

    万次阅读 多人点赞 2019-01-03 12:07:18
    首先介绍一下MBR和GPT(以及UEFI) 关于MBR和GPT网上有大佬简述的很清晰 什么是MBRMBR的意思是“主引导记录”,是IBM公司早年间提出的。它是存在于磁盘驱动器开始部分的一个特殊的启动扇区。 这个扇区包含了...

    一.首先介绍一下MBR和GPT(以及UEFI)

    关于MBR和GPT网上有大佬简述的很清晰

    什么是MBR:

    MBR的意思是“主引导记录”,是IBM公司早年间提出的。它是存在于磁盘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系统信息,并用一小段代码来启动系统。如果你安装了Windows,其启动信息就放在这一段代码中——如果MBR的信息损坏或误删就不能正常启动Windows,这时候你就需要找一个引导修复软件工具来修复它就可以了。

    Linux系统中MBR通常会是GRUB加载器。我们经常能看到一台电脑启动时,会先第一个看到的画面就是主板启动的画面,电脑会先启动主板自带的BIOS系统,然后bios加载MBR,MBR再启动Windows,这就是电脑开机时bios到mbr到系统的启动过程。

    什么是GPT:

    GPT的意思是GUID Partition Table,即“全局唯一标识磁盘分区表”。他是另外一种更加先进新颖的磁盘组织方式,一种使用UEFI启动的磁盘组织方式。

    最开始是为了更好的兼容性,后来因为其更大的支持内存(mbr分区最多支持2T的磁盘),更多的兼容而被广泛使用,特别是苹果的MAC系统全部使用gpt分区。

    gtp不在有分区的概念,所有CDEF盘都在一段信息中存储。可以简单的理解为更先进但是使用不够广泛的技术。

    MBR和GPT的区别

    1、分区:mbr最多支持四个主分区,gpt没有限制。如果你想跑多系统,mbr最多4个而gpt没有限制。

    2、系统:win7只能用mbr分区(也可以但是很麻烦,不建议),从Win8开始微软建议你使用gpt。

    3、其它:gpt是由uefi启动的,而uefi是后来才提出的概念,兼容性和稳定性不如bios+mbr。

    因为兼容问题,gpt其实在引导的最开始部分也有一段mbr引导,也叫做“保护引导”,为了防止设备不支持uefi 区别内存支持:mbr最多支持2T,而gpt理论上是无限制的。

    二.MBR格式与GPT格式硬盘重装系统的区别

    1.MBR格式的磁盘

    这是很成熟的一种硬盘格式了,以前的甚至现在大部分电脑都是用的MBR格式的硬盘(以前还接触过并分析过一些MBR病毒的样本,感觉不是很安全),我的电脑硬盘以前也是用的这种格式的,硬盘采用这种格式的话,重新分区与重装系统比较传统。

    首先制作一个启动U盘,然后电脑以U盘启动,进入WINPE,然后在PE系统里面选择镜像文件,重新装系统就可以。

    这种方式对分区也没有什么特殊要求,但是主分区限制最多四个,使用分区工具随便分几个区,就可以重新装系统。

    2.GPT格式的磁盘

    这是一种对大家比较新的东西(其实很早就有了,只是没有普及),我以前也对这种格式的接触不多,就是最近在更换了联想的Y7000之后才开始接触,因为更换了NVME的固态,就把硬盘改为GPT格式,这种格式分区的话要注意,可不能随便分几个就去装系统(我刚开始就是这样,结果是装了系统,系统识别不出来,引导不了,进不去系统)。

    GPT格式硬盘分区要有两个分区ESP和MSR,其中ESP分区为UEFI的引导分区,MSR分区为GPT分区表下Windows系统的保留分区,这两个分区都不可以删除(我就是把这两个分区都删除了,按照MBR分区方式,分了3个分区,装系统引导不了),

    如果删除了可以使用分区工具快速分区,选择GPT格式,会自动加上这两个分区,也可以手动自己分。只有这两个分区存在,然后才能装系统,而且要制作以UEFI启动的启动U盘,然后 就很轻松就装好了。

     

    以上是自己对经历过的事情的一些总结,GPT这个还真没少折腾,有问题或错误的地方请指正。

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  • 主要介绍了Linux系统MBR和GPT分区的区别介绍,非常不错,具有参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
  • MBR和GPT表你在用哪一样?.docx
  • MBR和GPT的区别!自己选择!

    万次阅读 2019-08-07 21:25:54
    MBR和GPT的区别!自己选择!装机时候如何分区?选择MBR or GPT? BIOS模式是不是UEFI? 装机时候如何分区?选择MBR or GPT? BIOS模式是不是UEFI? 最近很多对电脑不太熟悉的人问我MBR和GPT还有uefi究竟是什么东西,...

    装机时候如何分区?选择MBR or GPT? BIOS模式是不是UEFI?

    最近在实验室捣鼓装机换系统,重拾了之前的一些东西。MBR和GPT还有UEFI、Legacy究竟是什么东西,怎么选择?为什么安装系统的时候会出现硬盘格式?下边我先简单介绍下MBR和GPT的问题

    1. MBR分区
      MBR的意思是“主引导记录”,是IBM公司早年间提出的。它是存在于磁盘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系统信息,并用一小段代码来启动系统。如果你安装了Windows,其启动信息就放在这一段代码中——如果MBR的信息损坏或误删就不能正常启动Windows,这时候你就需要找一个引导修复软件工具来修复它就可以了。Linux系统中MBR通常会是GRUB加载器。MBR。当一台电脑启动时,它会先启动主板自带的BIOS系统,bios加载MBR,MBR再启动Windows,这就是mbr的启动过程。
    2. GPT分区
      GPT的意思是GUID Partition Table,即“全局唯一标识磁盘分区表”。它是另外一种更加先进新颖的磁盘组织方式,一种使用UEFI启动的磁盘组织方式。最开始是为了更好的兼容性,后来因为其更大的支持内存(mbr分区最多支持2T的磁盘,GPT支持2T以上的),更多的兼容而被广泛使用,特别是苹果的MAC系统全部使用gpt分区。gtp不再有分区的概念,所有CDEF盘都在一段信息中存储。可以简单的理解为更先进但是使用不够广泛的技术。因为兼容问题,gpt其实在引导的最开始部分也有一段mbr引导,也叫做“保护引导”,为了防止设备不支持UEFI
    3. 区别
      内存支持:mbr最多支持2T,而gpt理论上是无限制的。
      分区:mbr最多支持四个主分区,gpt没有限制。如果你想跑多系统,mbr最多4个而gpt没有限制。
      系统:win7只能用mbr分区(也可以gpt但是很麻烦,不建议),从Win8开始微软建议你使用gpt。
      其它:gpt是由uefi启动的,而uefi是后来才提出的概念,兼容性和稳定性不如bios+mbr
    4. 实际选择
      如果你的硬盘超过2T,那么你必须选择GPT+UEFI,2t以下就无所谓了;
      如果你对电脑不太懂,那么我建议你使用MBR,因为大多数电脑默认都是MBR bios启动,如果你选择了gpt那么你必须在bios下设置启动项,对于一个新人来说比较复杂,每家电脑的主板还有不同无疑增加了难度。
      如果你比较精通,建议gpt。毕竟gpt代表了未来,可以预见早晚uefi会会替代掉bios。
      从系统多方面来说,win7用户建议mbr简单易操作,8和10的用户还是花点力气学习一下gpt吧毕竟是一种趋势。苹果用户就不用说了,gpt没得选,不满意可以晚上找老乔说道说道。
    5. 如何查看自己的磁盘格式?
      右键“我的电脑”–点击“管理”–点击“磁盘管理”–右键“磁盘0”–点击“属性”–点击“卷”–查看磁盘分区形式
      MBR or GPT
    6. 什么是BIOS,什么是UEFI?
      BIOS和UEFI都是引导操作系统启动的必须介质,目前在Windows下广泛采用的引导方案仍然是BIOS引导,但不容怀疑UEFI是今后的趋势。
      BIOS
      Legacy+BIOS+MBR
      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MBR主引导记录中),然后从活动分区中引导启动操作系统,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(DiskGenius)对硬盘进行配置以达到启动要求(即建立MBR硬盘主引导和活动分区)。
      传统BIOS的过程好像也不算复杂,但是由于BIOS的资源控制采用了中断向量的方式,所它在扩展性方面以及安全性上都不能有所保障。除此之外,有些电脑的BIOS的硬件自检时间非常长,这个时间大概就是我们的任务管理器显示的BIOS时间。
      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。
      BIOS方式启动过程看起来不够好,它要不断交接电脑控制权和读取引导记录并尝试引导,屏幕要闪很多次,还要看一段时间的Windows窗口的加载图标。
      UEFI
      UEFI+GPT
      在UEFI下启动操作系统,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。
      UEFI在开机方面相比BIOS少了自检这一步,它把硬件信息存在了硬盘里,直接读取,因此它的启动速度更快;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(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)的支持,它能够直接读取FAT分区中的文件;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。
      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方式启动过程以SSD中启动WIN10为例,按下电源键,过1-2秒,然后出现主板的标志,过1-2秒,标志下出现转圈的点(表示正在加载Windows,这和BIOS启动完全不一样),过5-7S,黑一下,过1-2S,到开机锁屏界面;中间没有出现Windows窗口的加载图标,开机全程给人一种行云流水的感觉。
    7. 时间上真有差别吗?
      BIOS时间就是通过BIOS引导至UEFI的这段的时间,这段时间包括BIOS启动时间,索引引导条目的时间,引导至指定引导条目的时间,电脑上BIOS中显示的可引导的条目越少这个时间就越短。
      如果是UEFI启引导动模式请关闭BIOS的Legacy引导启动模式,这样会减少许多可引导条目,会大大缩短BIOS时间。
      当开启Legacy引导时,BIOS时间是16S,开机时间为35S;关闭Legacy引导后,BIOS时间是8S,开机时间是14S。如果没有注意到这一点那么即便是换成GPT+UEFI启动也不能加快启动速度,因为BIOS的时间并没有缩短,这就是为什么网上许多人说换成GPT+UEFI启动比MBR+BIOS启动快不了几秒的原因了。

    希望本篇对您有用!~

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空空如也

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