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UEFI+GPT引导基础

简介:

目前在Windows下广泛采用的磁盘分区方案仍然是MBR分区结构,但不容怀疑GPT是今后的趋势。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):

MBR分区结构MBR分区结构

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)。

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):

GPT分区结构GPT分区结构

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。

Windows操作系统对GPT磁盘的支持

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。

下表列出了Windows各版本操作系统对GPT磁盘的支持程度:

32位Windows对GPT分区支持情况32位Windows对GPT分区支持情况64位Windows对GPT分区支持情况64位Windows对GPT分区支持情况

使用Windows安装程序默认创建的分区

当我们在GPT中安装Windows8/7,并且使用Windows安装程序对硬盘进行重分区操作时默认将创建下表所示的几个分区。

分区 大小 类型 文件系统
恢复分区(WinRE) 300MB 主分区 NTFS
EFI系统分区 100MB EFI FAT32
MSR保留分区 128MB MSR
Windows安装分区 用户指定大小 主分区 NTFS

下面来简单说说这些分区的作用:

第一个恢复分区是存放WinRE映像的分区,这一分区只在安装Windows8时默认被创建。WinRE是Windows恢复环境的简称,包含系统还原点还原、系统映像恢复(据目前了解的情况,这一功能将在Windows 8.1中被移除)、系统刷新、系统重置等功能。当Windows 8 系统无法正常启动时也会自动故障转移至WinRE。

在Windows7中WinRE和Windows安装分区在同一个分区,并没有单独拿出来。Win8中微软默认将WinRE和Windows 安装分区分离,目的应该是最大程度保证WinRE的可靠性。在MBR硬盘上安装Windows 8时,你会发现系统保留分区的大小由Win7时的100MB扩大到了350MB,这多出来的空间就是用于保存WinRE映像的。

第二个分区是存放系统引导文件的分区,这是实现UEFI引导所必须的分区。

第三个MSR分区,这是微软保留分区,目前尚不清楚其具体作用。已知将基本磁盘转换为动态磁盘是该分区将发挥作用。

第四个就是我们安装系统是要选择的目标分区。其实际容量=你指定的容量-前面几个分区容量。

如果只考虑系统的正常启动,那么EFI系统分区(第二个)和Windows安装分区(第四个分区)这两个分区是必须的。

预装Windows 8的品牌机默认分区(以联想某型号为例)

在预装Win8的品牌机中同样会看到上表中所示的这些分区,不过其大小可能会有所不同,同时你可能还会看到其他的隐藏分区。下表是联想某一型号预装Win8电脑默认的分区情况。

分区 大小 类型 文件系统
恢复分区(WinRE) 1000MB 主分区 NTFS
EFI系统分区 260MB EFI Fat32
MSR保留分区 128MB MSR
OEM分区 1000MB

Windows安装分区 用户指定大小 主分区 NTFS
恢复分区(系统备份) 20000MB

对比第一个表中的分区情况,第二个表格中多出来的分区是用于品牌机一键恢复的。其中的OEM分区是品牌机用于存放一键恢复工具的,而容量较大的恢复分区则是用于存放系统备份映像的。

以上就是对用于引导Windows的GPT分区结构的磁盘中一些特殊分区作用的简单解释,接下来将对GPT、UEFI、以及UEFI+GPT引导进行更为详尽的解释。

目前几乎所有支持UEFI的个人电脑都是64位UEFI系统,仅支持64位Vista、64位Win7以及64位Win8/8.1。所以你只能从这几个操作系统中选择。切记,只有原版镜像支持光盘UEFI启动,一定要选择下载微软原版系统!建议选择的版本:不管是Win7、Win8或Win8.1,都建议选择专业版;激活都选择KMS激活方式。

提示:已经下载了Win7旗舰版镜像的朋友,如采用U盘安装或从硬盘引导安装(后面会讲到),在准备好安装介质后只需要删除sources文件夹下面的ei.cfg文件即可选择安装除企业版之外任意版本,包括专业版。













本文转自lq201151CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/liuqun/1982612 ,如需转载请自行联系原作者




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