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UEFI+GPT引導基礎

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目前在Windows下廣泛采用的磁盤分區方案仍然是MBR分區結構,但不容懷疑GPT是今後的趨勢。我們可將MBR磁盤分區結構用下圖簡單表示(Windows下基本磁盤、4個主分區):

技術分享MBR分區結構

為了方便計算機訪問硬盤,把硬盤上的空間劃分成許許多多的區塊(英文叫sectors,即扇區),然後給每個區塊分配一個地址,稱為邏輯塊地址(即LBA)。

在MBR磁盤的第一個扇區內保存著啟動代碼和硬盤分區表。啟動代碼的作用是指引計算機從活動分區引導啟動操作系統(BIOS下啟動操作系統的方式);分區表的作用是記錄硬盤的分區信息。在MBR中,分區表的大小是固定的,一共可容納4個主分區信息。在MBR分區表中邏輯塊地址采用32位二進制數表示,因此一共可表示2^32(2的32次方)個邏輯塊地址。如果一個扇區大小為512字節,那麽硬盤最大分區容量僅為2TB。

GPT磁盤分區結構可用下圖簡單表示(Windows下基本磁盤):

技術分享GPT分區結構

可以看到,在GTP磁盤的第一個數據塊中同樣有一個與MBR(主引導記錄)類似的標記,叫做PMBR。PMBR的作用是,當使用不支持GPT的分區工具時,整個硬盤將顯示為一個受保護的分區,以防止分區表及硬盤數據遭到破壞。UEFI並不從PMBR中獲取GPT磁盤的分區信息,它有自己的分區表,即GPT分區表。

GPT的分區方案之所以比MBR更先進,是因為在GPT分區表頭中可自定義分區數量的最大值,也就是說GPT分區表的大小不是固定的。在Windows中,微軟設定GPT磁盤最大分區數量為128個。另外,GPT分區方案中邏輯塊地址(LBA)采用64位二進制數表示,可以計算一下2^64是一個多麽龐大的數據,以我們的需求來講完全有理由認為這個大小約等於無限。除此之外,GPT分區方案在硬盤的末端還有一個備份分區表,保證了分區信息不容易丟失。

Windows操作系統對GPT磁盤的支持

因為BIOS無法識別GPT分區,所以BIOS下GPT磁盤不能用於啟動操作系統,在操作系統提供支持的情況下可用於數據存儲。

UEFI可同時識別MBR分區和GPT分區,因此UEFI下,MBR磁盤和GPT磁盤都可用於啟動操作系統和數據存儲。不過微軟限制,UEFI下使用Windows安裝程序安裝操作系統是只能將系統安裝在GPT磁盤中。

下表列出了Windows各版本操作系統對GPT磁盤的支持程度:

技術分享32位Windows對GPT分區支持情況技術分享64位Windows對GPT分區支持情況

使用Windows安裝程序默認創建的分區

當我們在GPT中安裝Windows8/7,並且使用Windows安裝程序對硬盤進行重分區操作時默認將創建下表所示的幾個分區。

分區大小類型文件系統
恢復分區(WinRE)300MB主分區NTFS
EFI系統分區100MBEFIFAT32
MSR保留分區128MBMSR
Windows安裝分區用戶指定大小主分區NTFS

下面來簡單說說這些分區的作用:

第一個恢復分區是存放WinRE映像的分區,這一分區只在安裝Windows8時默認被創建。WinRE是Windows恢復環境的簡稱,包含系統還原點還原、系統映像恢復(據目前了解的情況,這一功能將在Windows 8.1中被移除)、系統刷新、系統重置等功能。當Windows 8 系統無法正常啟動時也會自動故障轉移至WinRE。

在Windows7中WinRE和Windows安裝分區在同一個分區,並沒有單獨拿出來。Win8中微軟默認將WinRE和Windows 安裝分區分離,目的應該是最大程度保證WinRE的可靠性。在MBR硬盤上安裝Windows 8時,你會發現系統保留分區的大小由Win7時的100MB擴大到了350MB,這多出來的空間就是用於保存WinRE映像的。

第二個分區是存放系統引導文件的分區,這是實現UEFI引導所必須的分區。

第三個MSR分區,這是微軟保留分區,目前尚不清楚其具體作用。已知將基本磁盤轉換為動態磁盤是該分區將發揮作用。

第四個就是我們安裝系統是要選擇的目標分區。其實際容量=你指定的容量-前面幾個分區容量。

如果只考慮系統的正常啟動,那麽EFI系統分區(第二個)和Windows安裝分區(第四個分區)這兩個分區是必須的。

預裝Windows 8的品牌機默認分區(以聯想某型號為例)

在預裝Win8的品牌機中同樣會看到上表中所示的這些分區,不過其大小可能會有所不同,同時你可能還會看到其他的隱藏分區。下表是聯想某一型號預裝Win8電腦默認的分區情況。

分區大小類型文件系統
恢復分區(WinRE)1000MB主分區NTFS
EFI系統分區260MBEFIFat32
MSR保留分區128MBMSR
OEM分區1000MB

Windows安裝分區用戶指定大小主分區NTFS
恢復分區(系統備份)20000MB

對比第一個表中的分區情況,第二個表格中多出來的分區是用於品牌機一鍵恢復的。其中的OEM分區是品牌機用於存放一鍵恢復工具的,而容量較大的恢復分區則是用於存放系統備份映像的。

以上就是對用於引導Windows的GPT分區結構的磁盤中一些特殊分區作用的簡單解釋,接下來將對GPT、UEFI、以及UEFI+GPT引導進行更為詳盡的解釋。

目前幾乎所有支持UEFI的個人電腦都是64位UEFI系統,僅支持64位Vista、64位Win7以及64位Win8/8.1。所以你只能從這幾個操作系統中選擇。切記,只有原版鏡像支持光盤UEFI啟動,一定要選擇下載微軟原版系統!建議選擇的版本:不管是Win7、Win8或Win8.1,都建議選擇專業版;激活都選擇KMS激活方式。

提示:已經下載了Win7旗艦版鏡像的朋友,如采用U盤安裝或從硬盤引導安裝(後面會講到),在準備好安裝介質後只需要刪除sources文件夾下面的ei.cfg文件即可選擇安裝除企業版之外任意版本,包括專業版。


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