太原市城鄉(xiāng)建設(shè)局網(wǎng)站,網(wǎng)站定制興田德潤i在哪里,國家級(jí)示范職業(yè)學(xué)校 建設(shè)網(wǎng)站,網(wǎng)站框架分類一、傳統(tǒng) BIOS 與現(xiàn)代 UEFI 的對比BIOS 的工作流程簡單介紹如下。首先電腦通電之后會(huì)進(jìn)行開機(jī)自檢#xff0c;檢查 CPU、內(nèi)存、硬盤等關(guān)鍵硬件是否正常。隨后開始初始化硬件#xff0c;加載顯卡#xff0c;硬盤等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。最后按照設(shè)定的啟動(dòng)順序讀取硬盤的第一個(gè)扇區(qū)檢查 CPU、內(nèi)存、硬盤等關(guān)鍵硬件是否正常。隨后開始初始化硬件加載顯卡硬盤等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。最后按照設(shè)定的啟動(dòng)順序讀取硬盤的第一個(gè)扇區(qū)MBR512 字節(jié)將控制權(quán)交給 MBR 里的引導(dǎo)程序如GRUB、Windows Boot Manager由引導(dǎo)程序去加載操作系統(tǒng)。BIOS 具有的主要局限性包括MBR 分區(qū)表對分區(qū)數(shù)4個(gè)和磁盤容量2.2 TB的限制工作在16位實(shí)模式下無法使用64位保護(hù)模式性能上會(huì)落后由于 BIOS 啟動(dòng)是順序執(zhí)行的不能充分利用多核 CPU 的優(yōu)勢啟動(dòng)速度會(huì)慢UI 界面簡陋無法使用鼠標(biāo)安全性差如果磁盤 MBR 頭部代碼被病毒修改直接導(dǎo)致無法啟動(dòng)。相比之下 UEFI 支持 GPT 分區(qū)打破了 MBR 2.2 TB 的容量限制幾乎支持無限大小的硬盤和幾乎無限數(shù)量的分區(qū)Windows 128個(gè)。UEFI 可以并行初始化硬件并且跳過了 BIOS 中一些不必要的自檢步驟實(shí)現(xiàn)了快速啟動(dòng)。UEFI 可以只加載被數(shù)字證書簽名的操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序從而有效防止惡意軟件在系統(tǒng)啟動(dòng)前感染電腦。這是 Windows 8 及以上版本系統(tǒng)的默認(rèn)要求。UEFI的驅(qū)動(dòng)和程序不存放在狹小的 ROM 中而是放在一個(gè)獨(dú)立的EFI系統(tǒng)分區(qū)里。這允許它擁有華麗的圖形界面、鼠標(biāo)支持甚至可以在不進(jìn)入操作系統(tǒng)的情況下運(yùn)行一些小程序如診斷工具、瀏覽器。核心區(qū)別對比表格特性 BIOS UEFI全稱 基本輸入輸出系統(tǒng) 統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口誕生年代 1975年非常古老 2005年左右現(xiàn)代程序模式 16位實(shí)模式 32位/64位保護(hù)模式用戶界面 通常是藍(lán)底白字的純文本界面只能用鍵盤操作 圖形化界面支持鼠標(biāo)操作更友好磁盤分區(qū) 使用 MBR 主引導(dǎo)記錄 使用 GPT GUID 分區(qū)表最大磁盤容量 2.2 TB 近乎無限理論 9.4 ZB啟動(dòng)過程 從 MBR 讀取代碼啟動(dòng)引導(dǎo)程序 直接從 EFI 分區(qū)中的文件啟動(dòng)啟動(dòng)速度 較慢需要自檢所有硬件 更快支持并行初始化、跳過自檢安全性 幾乎無安全啟動(dòng)機(jī)制 支持 安全啟動(dòng)防止惡意軟件在啟動(dòng)前加載擴(kuò)展性 差固件容量有限 好驅(qū)動(dòng)和程序可存儲(chǔ)在EFI系統(tǒng)分區(qū)中網(wǎng)絡(luò)功能 無或非?；A(chǔ) 在預(yù)啟動(dòng)環(huán)境中有較好的網(wǎng)絡(luò)支持怎么查看自己的電腦是不是 UEFI 呢Win R 搜索 msinfo32在打開的窗口中查看 BIOS模式 一項(xiàng)如果顯示 UEFI 就說明使用的是 UEFI 模式。二、MBR 與 GPT 分區(qū)表的對比什么是分區(qū)呢相信大家都很熟悉我們新買的硬盤在裝機(jī)之后通常都至少會(huì)分為C盤、D盤兩個(gè)盤分別用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)和軟件安裝數(shù)據(jù)或者再分個(gè)E盤用于存放個(gè)人數(shù)據(jù)等。這個(gè)將物理上一整塊硬盤分為邏輯上的幾個(gè)區(qū)塊的操作就是分區(qū)。MBR 或者 GPT 就是記錄了我們磁盤是如何分區(qū)的一種規(guī)則比如我們的磁盤分了幾個(gè)盤每個(gè)盤的起始扇區(qū)和結(jié)束扇區(qū)是什么。MBR/GPT 本質(zhì)上是一種規(guī)范模式或者規(guī)則。在新磁盤到手之后我們在使用磁盤管理工具進(jìn)行磁盤初始化的時(shí)候通常就要選擇分區(qū)模式和文件系統(tǒng)。MBR和GPT是一套規(guī)則是藏在硬盤最前端的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。而你在圖形界面上看到的操作新建簡單卷、壓縮卷、格式化都是根據(jù)這套規(guī)則在“填寫表格”和“執(zhí)行命令”。它們就是讓一塊物理硬盤能夠被操作系統(tǒng)識(shí)別、管理和使用的“靈魂”。2.1 MBR 分區(qū)表MBR主引導(dǎo)記錄是一種在硬盤驅(qū)動(dòng)器第一個(gè)扇區(qū)得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)它告訴計(jì)算機(jī)硬盤是如何分區(qū)的以及如何引導(dǎo)操作系統(tǒng)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 MBR 包含三個(gè)部分引導(dǎo)代碼占用前 440 字節(jié)。BIOS 在完成自檢之后會(huì)讀取并執(zhí)行這段代碼隨后這段代碼會(huì)去查找活動(dòng)分區(qū)并加載該分區(qū)中的更復(fù)雜的引導(dǎo)程序最終啟動(dòng)操作系統(tǒng)。如果這段代碼被破壞電腦將無法從硬盤啟動(dòng)。磁盤分區(qū)表隨后的 64 字節(jié)。這是 MBR 的核心記錄了磁盤的分區(qū)信息。其只能定義 4 個(gè)分區(qū)表項(xiàng)每個(gè)表項(xiàng) 16 字節(jié)對應(yīng)一個(gè)主分區(qū)。引導(dǎo)簽名最后的 2 字節(jié)magic number 0x55AABIOS 讀取它用于驗(yàn)證 MBR 是否有效。MBR 的分區(qū)表只有一份且存放在磁盤的最開頭。如果這個(gè)區(qū)域損壞整個(gè)磁盤的分區(qū)信息都會(huì)丟失。并且 MBR 不內(nèi)置任何安全功能無法防止MBR被惡意軟件篡改如MBR病毒。2.2 GPT 分區(qū)表GPT全局唯一標(biāo)識(shí)分區(qū)表用于取代傳統(tǒng) MBR 分區(qū)方案的新一代磁盤分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)源自 UEFI。相比于 MBRGPT 主要有如下特性近乎無限大的容量。充足的分區(qū)數(shù)量。更高的安全性GPT 在磁盤的開頭和末尾都存儲(chǔ)了分區(qū)表和 GPT 頭的備份冗余如果主分區(qū)表損壞可以使用備份進(jìn)行恢復(fù)。GPT 包含 CRC32 校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)可以檢查分區(qū)表數(shù)據(jù)的完整性及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。GPT 磁盤結(jié)構(gòu)保護(hù)性 MBR (Protective MBR)位于磁盤的第一個(gè)扇區(qū) (LBA 0)為了兼容性和安全考慮而存在。它包含一個(gè)特殊的 MBR 分區(qū)條目類型為 0xEE用來告訴不支持 GPT 的舊系統(tǒng)或工具這塊磁盤已經(jīng)被占用是 GPT 磁盤從而防止它們錯(cuò)誤地將其識(shí)別為未分區(qū)磁盤并進(jìn)行格式化等破壞性操作。GPT 頭 (GPT Header)位于磁盤的第二個(gè)扇區(qū) (LBA 1)。定義了分區(qū)表的位置和大小并包含 GPT 頭和分區(qū)表的 CRC32 校驗(yàn)和。分區(qū)表項(xiàng) (Partition Entries)緊隨 GPT 頭之后。包含了每個(gè)分區(qū)的詳細(xì)信息如分區(qū)類型 GUID (全局唯一標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)分區(qū)用途例如 EFI 系統(tǒng)分區(qū)、基本數(shù)據(jù)分區(qū))分區(qū)唯一 GUID (每個(gè)分區(qū)的獨(dú)立標(biāo)識(shí))分區(qū)起始/結(jié)束的 LBA邏輯塊地址分區(qū)名稱等。GPT 分區(qū) (GPT Partitions)實(shí)際的存儲(chǔ)區(qū)域。備份 GPT (Backup GPT)位于磁盤的尾部存儲(chǔ)了 GPT 頭和分區(qū)表的完整備份用于數(shù)據(jù)恢復(fù)。方面 MBR舊 GPT新最大磁盤容量 ~2.2 TB 近乎無限理論 9.4 ZB分區(qū)數(shù)量 4個(gè)主分區(qū)或3主1擴(kuò)展 理論上無限制Windows限制為128個(gè)安全性 無 支持 CRC32校驗(yàn) 和利用UEFI的安全啟動(dòng)防止篡改數(shù)據(jù)冗余 分區(qū)表只有一份易丟失 在磁盤開頭和末尾都存有分區(qū)表副本更健壯依賴的固件 BIOS UEFI查看我們的電腦磁盤使用的是什么分區(qū)右鍵開始圖標(biāo)或者win x打開磁盤管理右鍵點(diǎn)擊窗口底部磁盤左側(cè)的標(biāo)簽如“磁盤0”選擇“屬性”。切換到“卷”標(biāo)簽頁在“分區(qū)樣式”一項(xiàng)中即可看到是 “主引導(dǎo)記錄” 還是 “GUID 分區(qū)表”。2.3 BIOS / UEFI 如何識(shí)別分區(qū)形式BIOS 的尋找方法。電腦啟動(dòng)之后BIOS 會(huì)無條件地直接去讀取硬盤的第一個(gè)扇區(qū)512字節(jié)隨后查看這個(gè)扇區(qū)的最后兩個(gè)字節(jié)看是否是目標(biāo)的魔數(shù)如果是就會(huì)執(zhí)行這個(gè)扇區(qū)前 440 字節(jié)的引導(dǎo)程序去查找活動(dòng)分區(qū)并加載分區(qū)里面更復(fù)雜的引導(dǎo)程序如果不是就認(rèn)為這個(gè)設(shè)備不可引導(dǎo)。UEFI 的尋找方法。UEFI 會(huì)直接讀取磁盤的第二個(gè)扇區(qū)因?yàn)?GPT 規(guī)則中第一個(gè)扇區(qū)存放的是保護(hù)性 MBR。第二個(gè)扇區(qū)才是 GPT 主頭。GPT主頭包含了分區(qū)表的位置、大小以及一個(gè)非常重要的 CRC32校驗(yàn)和UEFI會(huì)自己根據(jù)分區(qū)表的數(shù)據(jù)重新計(jì)算一遍校驗(yàn)和。如果計(jì)算出的結(jié)果和GPT頭里記錄的值匹配UEFI就認(rèn)為這個(gè)GPT分區(qū)表是完整、有效的。如果不匹配說明分區(qū)表可能已損壞。這時(shí)UEFI會(huì)去讀取硬盤末尾的GPT備份頭嘗試用副本來修復(fù)主頭。這體現(xiàn)了GPT的健壯性。在確認(rèn)GPT分區(qū)表有效后UEFI不會(huì)去執(zhí)行什么扇區(qū)里的代碼。而是在GPT分區(qū)表中查找一個(gè)具有特定 GUID類型 的分區(qū)EFI系統(tǒng)分區(qū)。進(jìn)入這個(gè)分區(qū)它是一個(gè)使用 FAT32 文件系統(tǒng)的獨(dú)立分區(qū)在里面找到并直接運(yùn)行位于 EFIBootootx64.efi 或其他廠商指定路徑的 .efi可執(zhí)行文件從而啟動(dòng)操作系統(tǒng)。附錄實(shí)模式與保護(hù)模式如果大家之前有學(xué)過操作系統(tǒng)會(huì)對物理地址和虛擬地址的概念很熟悉。前面我們說過 BIOS / UEFI 分別工作在16位實(shí)模式和保護(hù)模式下。x86 的實(shí)模式和保護(hù)模式有一個(gè)核心區(qū)別就是尋址方式。實(shí)模式使用的是物理尋址段基址偏移地址受到段基址和偏移地址的限制最大只能訪問字節(jié)即 1MB 內(nèi)存。并且無保護(hù)。 任何程序都可以訪問和修改內(nèi)存中的任何位置包括操作系統(tǒng)核心區(qū)域。保護(hù)模式使用的是虛擬尋址或稱邏輯尋址通過轉(zhuǎn)換后才得到物理地址。CPU 使用 段選擇符 去查表GDT/LDT獲取 段基址然后將 段基址 加上 偏移地址 得到 線性地址虛擬地址。如果開啟了分頁線性地址再通過頁表轉(zhuǎn)換為物理地址?？梢栽L問高達(dá)32位系統(tǒng)或字節(jié)64位系統(tǒng)的內(nèi)存。有內(nèi)存保護(hù)操作系統(tǒng)可以限制程序訪問自己的內(nèi)存區(qū)域防止一個(gè)程序的錯(cuò)誤破壞其他程序或內(nèi)核數(shù)據(jù)。引入了四個(gè)特權(quán)級(jí)Ring 0 到 Ring 3Ring 0 權(quán)限最高留給操作系統(tǒng)內(nèi)核從而實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的隔離和保護(hù)。