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硬件自检…传统BIOS启动流程 1. BIOS
BIOS 启动BIOS程序是烧进主板自带的ROM里的所以无硬盘也可以启动。BIOS先进行自检检查内存、显卡、磁盘等关键设备是否存在功能异常会有蜂鸣器汇报错误无错误自检飞快结束。
硬件自检完成后BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。需要有一个外部储存设备的排序排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做启动顺序。可以在BIOS中设置。
2. 主引导
BIOS按照启动顺序读取第一位的储存设备。判断有没有MBR如果有就读取。MBR存储设备中的第一个扇区磁盘最前面的512Byte称为“主引导扇区”Master boot record缩写为MBR
MBR很小只有512字节存放程序很小其主要作用是告诉计算机在哪一个位置去找操作系统。
MBR由三个部分组成调用操作系统的机器码、硬盘分区表Partition table、主引导记录签名0x55和0xAA用于判断这段程序是不是主引导不是的话就按启动顺序往下继续找
3. 硬盘启动
这时计算机的控制权就要转交给硬盘的某个分区了。分成三种情况情况A卷引导记录、情况B扩展分区和逻辑分区、情况C启动管理器。
Linux环境中目前最流行的启动管理器是Grub。Windows是Windows Boot Manager。
4. 操作系统
控制权转交给操作系统后操作系统的内核首先被载入内存。最后完成所有启动流程。
UEFI启动
UEFIUEFI 是 BIOS 的升级版本是一种更现代的固件接口逐渐取代传统 BIOS。现在的华硕主板的BIOS界面都很好看还能支持鼠标操作这就是UEFI了。
UEFI 使用 GPT 分区标准取代了旧的 MBR 标准。这让 UEFI 可以从超过 2TB 的大容量硬盘启动而且理论上也没有磁盘大小限制。它支持 32 位和 64 位系统启动并提供了安全启动 (Secure Boot) 等功能不仅启动速度更快还能检测恶意软件确保启动过程未被篡改。
UEFI与BIOS的主要区别
区别BIOSUEFI分区表使用主引导记录 (MBR)使用全局唯一标识分区表 (GPT)数据存储存储在主板的 BIOS 芯片上存储在存储设备的 EFI 文件中运行模式只能在 16 位模式下工作可以在 64 位模式下运行可寻址内存更大用户界面仅支持键盘导航的文本界面提供更直观的图形界面支持鼠标操作网络支持无网络功能有些具备网络功能可在线更新固件远程排除故障
UEFI 最终也是需要启动一个引导程序如 GRUB 或 Windows Boot Manager来完成操作系统的启动过程。
在启动了GRUB之后是可以编辑启动配置项的。比如可以禁用一些驱动例如nouvea来解决bug。
UEFI是怎么处理双系统的
在UEFI系统的硬盘上有一个专门的分区叫做 EFI 系统分区ESP这里存放着每个操作系统的引导程序比如 Windows 的 bootmgfw.efi 和 Linux 的 grubx64.efi。
如果你的电脑装了双系统比如 Windows 和 Linux当你安装操作系统时它们都会在 ESP 中添加自己的引导程序同时告诉 UEFI 固件这个启动文件的位置。Windows 会创建自己的引导程序 bootmgfw.efi默认直接启动 Windows。而 Linux 安装时通常会使用 GRUB 作为引导程序并把 GRUB 设置为默认的启动项。GRUB 很强大它不仅能加载 Linux 系统还能自动检测到 Windows 的存在并在启动时提供一个菜单让你选择启动 Windows 或 Linux。
如果安装顺序是先装 Windows 再装 LinuxLinux 的 GRUB 通常会接管启动流程。这意味着当你开机时电脑会优先加载 GRUB然后你可以从菜单里选择想进入的操作系统。但如果 Windows 后来更新系统它可能会覆盖 GRUB把自己设为默认启动项。这时你会发现电脑直接进入 Windows而看不到 GRUB 的菜单。这种情况下可以通过调整 UEFI 的启动顺序或者用 Linux 的工具比如 sudo update-grub重新修复启动菜单。
如果先装 Linux 再装 Windows大概率会把 Linux 的引导程序通常是 GRUB覆盖掉导致开机时直接进入 Windows 系统而无法看到 Linux 的启动菜单。这是因为 Windows 安装程序在处理引导设置时不会主动识别或保留其他操作系统的引导程序。Windows 安装完成后会覆盖原来的引导加载程序GRUB导致无法直接启动 Ubuntu。这时需要修复 GRUB 来恢复双系统启动选项。可以使用 Ubuntu 安装介质U盘启动计算机进入 Ubuntu 的 “试用” 模式在安装界面选择 “试用 Ubuntu” 而不是 “安装 Ubuntu”。然后打开终端使用命令来重新安装和修复 GRUB。例如在终端中输入 “sudo mount /dev/sdaX/mnt”其中 sdaX 是 Ubuntu 系统分区的设备名称需要根据实际情况替换将 Ubuntu 分区挂载到 /mnt 目录下接着输入 “sudo grub - install – root - directory/mnt/dev/sda”假设硬盘设备名称是 sda来重新安装 GRUB这样就可以恢复双系统启动选项在启动时可以选择进入 Ubuntu 或者 Windows。
