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BIOS/UEFI模式下如何分区 uefi分区教程

csdh11 2024-12-16 11:42 4 浏览

1,硬盘结构:由多个盘片组成,划分成扇区、磁道、柱面三元素组成(盘片划分成一圈一圈的磁道,每个磁盘划分成一个一个扇区,盘片相同磁道为柱面)。

存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

2,操作系统读取单位:硬盘的基本读写单位是“扇区”,扇区又分成物理扇区和逻辑扇区。逻辑扇区是与操作系统交互的基本单位,硬盘固件负责逻辑扇区与物理扇区之间进行转换(如4096字节大小扇区逻辑上划分成8个512字节的逻辑扇区)。操作系统读写文件是以簇/块(IO Block)进行的,1个簇大小是扇区的2的N次方扇区大小(1、2,4、8、16扇区)。页是内存的最小存储单元,页的大小为磁盘块大小的 2^n 倍。簇/块过大,浪费空间,簇/块过小影响性能(硬盘读写比较频繁)。

3,分区及其格式化:分区是指将磁盘上一大片连续的扇区为划分为1个分区;格式化是将分区内扇区进行规划,如用FAT、NTFS、EXT3等文件系统格式来规划文件的存储结构。

常用分区工具:fdisk、diskpart 、parted、gdisk,常用格式工具:format、mkfs

4,4K对齐:传统机械硬盘1个扇区为512字节,由于磁盘容量的不断增加和读写效率需求提,也将每个扇区的大小调整为4096个字节,也就是4KB,目的是让分区的起始扇区位于某一个4K扇区的起始位置,增加读写效率(如一个簇/块等于4KB里(正好一个扇区))。但为了兼容以前的标准,保证依靠扇区识别的旧的系统不会出错,把一个物理扇区虚拟成8个512B逻辑扇区(从这8个扇区中的第一个扇区开始的分区,就是4K对齐,从其他7个扇区开始的分区,就是4K没有对齐的)。固态硬盘由于采用闪存颗粒,最小单位是页(4KB),4K对齐对其速度影响比较大。只要对齐到8个扇区的整倍数(512B*8),都属于4K对齐,对于物理扇区大小与逻辑扇区大小不一致的磁盘,分区4K对齐才能充分发挥磁盘的读写性能。

5,MBR(Master Boot Record)分区:MBR是硬盘上第1个扇区,总计512字节(由引导程序446字节和分区表及分隔标识组成),开机BIOS自检后,下一步会用MBR进行引导,MBR引导成功后,下一步会进入激活的主分区,然后引导操作系统(Windows2003及以前版本,引导根目录下的NTLDR(8扇区);Windows VIsta/7及以上引导根目录下的BootMRG(NTFS下NTLDR优先)(12扇区)),加载BCD,执行\winload.exe。

6,GPT(GUID Partition Table)分区:4K物理扇区的出现,为了兼容以前的模式,分成8个逻辑扇区(512KB),GPT采用逻辑区块地址LBA(Logical Block Address,LBA)来规划硬盘。第1个扇区用LBA0表示,使用34个LBA区块记录分区信息,并且把整个磁盘的最后34个LBA也拿来做一个备份。为了与MBR兼容,LBA0内容是保护性MBR内容(446字节启动引导程序,余下的空间是一个特殊标识符用于表示该磁盘为GPT格式)。

7,开机CMOS选项:BIOS(Basic Input Output System)和UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)启动:

7.1, BIOS + MBR:传统启动方式,MBR可以找到活动(acitve)分区,并由活动分区内的引导程序启动系统。

BIOS -> MBR记录 -> 激活的分区 -> PBR记录


7.2,BIOS + GPT:一般情况不能启动系统,可以作为资料盘;但BIOS + GPT + GRUB 是可以启动系统的。

7.3,UEFI + Legacy + MBR:CSM兼容模块可以启动系统

efi + gpt; legay(CSM) + mbr;

7.4,UEFI + MBR:UEFI启动的必要条件是1个100M的FAT16或FAT32分区,ESP不是必须和GPT绑定的,也可以是MBR。(步聚:建立一个FAT16 的主分区,分区类型设置为EFI(分区标识为0xEF))

bcdboot c:\windows /f UEFI /s X: /l zh-cn(写启动文件到FAT分区中)

UEFI -> ESP分区/激活的FAT分区 -> 默认的efi可执行程序(/EFI/BOOT/BOOTX64.efi)

7.5,UEFI + GPT:可以启动系统,GPT分区模式下有ESP(EFI system partition)分区(FAT格式),UEFI启动时需要ESP分区,并利用EFI分区内的程序(.efi)启动系统;efi引导必须有单独的分区存放引导文件。

UEFI -> ESP分区(必须为FAT) -> efi可执行程序

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