【干货】BIOS、UEFI、MBR、GPT、GRUB 到底是什么意思?
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2021-02-09 13:28
01 前言
在学习 Linux 系统启动原理之前,我们先了解下与操作系统启动相关的几个概念。
02 与操作系统启动相关的几个概念
不管是 Windows 还是 Linux 操作系统,底层设备一般均为物理硬件,操作系统启动之前会对硬件进行检测,然后硬盘引导启动操作系统,以下是与操作系统启动相关的几个概念。
2.1 BIOS
BIOS(Basic Input Output System),直译成中文名称就是"
基本输入输出系统
"。它是一组固化到主板中一个ROM芯片上的程序,它可以从CMOS中读写系统设置的具体信息。此程序保存着计算机最重要的基本输入输出程序、开机后的自检程序和系统自启动程序。
简单来说,BIOS是一个控制电脑中所有输入输出的程序,它可以对主板上的键盘、鼠标、外部接口、频率、电源、磁盘驱动器等方面进行参数控制和调整。
2.2 UEFI
UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)则是取代传统BIOS的,相比传统BIOS来说,它更易实现,容错和纠错特性也更强。
传统BIOS主要支持MBR引导,UEFI则是取代传统BIOS,它加入了对新硬件的支持,其中就有支持2TB以上硬盘。
2.3 MBR与GPT
全新硬盘在使用之前必须进行分区格式化,硬盘分区初始化的格式主要有两种,分别为
MBR
格式和GPT
格式。
2.3.1 MBR
MBR是传统的分区表类型,当一台电脑启动时,它会先启动主板上的BIOS系统,BIOS再从硬盘上读取MBR主引导记录,硬盘上的MBR运行后,就会启动操作系统,但最大的缺点则是不支持容量大于2T的硬盘。
如下图,查询到小编的磁盘分区类似为:MBR
查询方法如下,感兴趣的同学可以查询下自己电脑的磁盘分区类型。
1、win+R,输入diskmgmt.msc,回车,打开磁盘管理器。
2、在磁盘上点右键,选属性。
3、在卷这一页,可以看到是GTP还是MBR。
2.3.2 GPT
而GPT是另一种更先进的磁盘系统分区方式,它的出现弥补了MBR这个缺点,最大支持
18EB
的硬盘,是基于UEFI
使用的磁盘分区架构。
目前所有Windows系统均支持
MBR
,而GPT
只有64
位系统才能支持。BIOS只支持MBR引导系统,而GPT仅可用UEFI引导系统
。正因为这样,现在主板大多采用BIOS集成UEFI,或UEFI集成BIOS,以此达到同时兼容MBR和GPT引导系统的目的。
2.3.3 总结
BIOS+MBR:
这是最传统的,系统都会支持;唯一的缺点就是
不支持容量大于2T的硬盘
。BIOS+GPT:
BIOS是可以使用GPT分区表的硬盘来作为数据盘的,但不能引导系统;若电脑同时带有容量小于2T的硬盘和容量大于2T的硬盘,
小于2T的可以用MBR分区表安装系统,而大于2T的可以使用GPT分区表来存放资料
。但系统须使用64位系统。UEFI+MBR:
可以把UEFI设置成
Legacy模式
(传统模式)让其支持传统MBR启动,效果同BIOS+MBR
;也可以建立FAT分区,放置UEFI启动文件来,可应用在U盘和移动硬盘上实现双模式启动。UEFI+GPT:
如果要把大于2T的硬盘作为系统盘来安装系统的话,就必须
UEFI+GPT
。而且系统须使用64位系统,否则无法引导。但系统又不是传统在PE下安装后就能直接使用的,引导还得经过处理才行。
2.4 GRUB
GRUB(GRand unified bootloader),多操作系统启动程序。它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统,并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。
GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核,也可用于向这些内核传递启动参数。它是一个多重操作系统启动管理器,用来引导不同系统
,如Windows、Linux。Linux常见的引导程序包括LILO、GRUB、GRUB2。如下图所示为GRUB加载引导流程。
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Centos 7 默认使用GRUB2引导系统启动
,GRUB2 是基于 GRUB 开发成更加安全强大的多系统引导程序,最新Linux发行版都是使用GRUB2作为引导程序
。同时GRUB2采用了模块化设计,使得GRUB2核心更加精炼,使用更加灵活,同时也就不需要像GRUB分为 stage 1、stage 1.5、stage 2三个阶段。
操作系统启动相关的几个概念了解后,明天再跟大家一起探讨 Linux 操作系统的启动流程。
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