主引導記錄
主引導記錄 (MBR) 通常位於傳統的硬碟驅動器上,是計算機儲存裝置的一個微小但至關重要的組成部分。它包含啟動計算機啟動過程和引導作業系統的關鍵資料。MBR 的三個主要部分是引導程式碼、分割槽表和磁碟簽名。
MBR 結構和組織
主啟動記錄 (MBR) 是管理儲存裝置和計算機啟動過程的一個關鍵元素。它位於儲存裝置(如硬碟或固態硬碟)的開頭,包含四個主要元件。
引導載入程式程式碼 − 引導載入程式程式碼負責啟動作業系統。MBR 的前 446 位元組用於儲存此引導載入程式程式碼。為此,計算機的韌體在啟動時執行此程式。這將作業系統的引導載入程式載入到記憶體中。
分割槽表 − 分割槽表是佔用 MBR 後 64 位元組的資料結構。它包含有關硬碟分割槽物理佈局的資訊,包括每個分割槽的起始和結束扇區號。利用此資訊,計算機可以識別和定位磁碟上的不同分割槽。
磁碟簽名 − 磁碟簽名儲存在 MBR 的接下來的四個位元組中,它是分配給硬碟的唯一標識程式碼。它允許以獨特的方式區分硬碟和其他連線的儲存裝置。
MBR 引導過程和載入順序
主引導記錄 (MBR) 啟動過程和載入順序是計算機引導過程的一個重要部分。MBR 是儲存裝置(如硬碟或固態硬碟)開頭的一個短的 512 位元組扇區。可以使用以下步驟來描述 MBR 引導過程和載入順序:
BIOS 韌體初始化 − 當計算機開啟時,會初始化基本輸入/輸出系統 (BIOS) 韌體。BIOS 韌體處理初始硬體檢查和為引導準備系統環境。
MBR 載入 − BIOS 韌體將位於引導裝置第一個扇區的 MBR 載入到記憶體中。然後,BIOS 韌體執行 MBR 中的引導載入程式程式碼。
引導載入程式程式碼執行 − MBR 的引導載入程式程式碼負責將作業系統載入到記憶體中。引導載入程式程式碼透過搜尋 MBR 中的分割槽表來定位包含可引導作業系統的活動分割槽。然後,引導載入程式將活動分割槽的引導扇區載入到記憶體中,並將控制權交給引導扇區程式碼。
引導扇區程式碼執行 − 引導扇區程式碼負責將作業系統的其餘部分載入到記憶體中。通常,引導扇區程式碼配置系統資源、從作業系統的檔案系統載入其他程式碼和資料,並初始化硬體。
作業系統載入 − 引導扇區程式碼完成其初始化任務後,將作業系統核心載入到記憶體中,並將控制權交給核心。核心繼續引導過程,初始化系統服務、裝置驅動程式和其他作業系統執行所需的元件。
分割槽表和分割槽方案
分割槽表和分割槽方案是主引導記錄 (MBR) 和硬碟整體設定的一個重要組成部分。分割槽表列出了每個分割槽的起始和結束扇區號,並描述了硬碟的分割槽佈局。分割槽方案控制硬碟如何劃分為邏輯儲存單元。
使用 MBR,分割槽表最多隻能包含四個主分割槽,或三個主分割槽和一個擴充套件分割槽。這是因為分割槽表本身儲存在 MBR 中。因此,透過將擴充套件分區劃分為邏輯分割槽,硬碟上可以有超過四個分割槽。每個分割槽都有其自己的唯一分割槽型別識別符號,並且可以使用 NTFS 或 FAT32 等檔案系統進行設定以儲存資料。
使用 MBR,可以有多種分割槽方案,例如:
MBR 分割槽方案是 MBR 常用的分割槽方法。最多可以有四個主分割槽,或者三個主分割槽加一個擴充套件分割槽。
擴充套件分割槽方法克服了 MBR 分割槽方案四個主分割槽的限制。它允許建立一個擴充套件分割槽,該分割槽稍後可以進一步劃分為多個邏輯分割槽。
更現代的 GUID 分割槽表 (GPT) 分割槽方案已取代 MBR 分割槽方案。它支援更大的硬碟,並允許建立多達 128 個分割槽。但是,它僅支援基於 UEFI 的系統;不支援傳統的基於 BIOS 的系統。
結論
主引導記錄 (MBR) 是計算機引導過程中的關鍵步驟之一。在本文中,我們瞭解到,儲存裝置(如固態硬碟或硬碟)開頭的小型 512 位元組扇區包含引導載入程式程式碼、分割槽表、磁碟簽名和 MBR 簽名。瞭解 MBR 的結構和組織對於執行諸如故障排除和設定計算機引導過程等操作非常重要。這是因為主引導記錄將作業系統載入到記憶體中。
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