Linux系統(tǒng)安裝前的一些預(yù)備知識(shí)

本文會(huì)介紹一些Linux系統(tǒng)安裝前的一些預(yù)備知識(shí)，會(huì)涉及到MBR、BIOS和Boot loader等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概念。

硬盤(pán)的第一扇區(qū)

在眾多設(shè)備中，與系統(tǒng)安裝關(guān)系最密切的就要數(shù)硬盤(pán)了。因?yàn)樵诎惭b操作系統(tǒng)時(shí)，我們要做的一個(gè)最重要的事就是對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行分區(qū)，以便我們可以更加方便和高效的使用電腦。

在Linux系統(tǒng)中，一切設(shè)備都是以文件的形式存在的，所有設(shè)備對(duì)應(yīng)的文件都存儲(chǔ)在复制/dev路徑下。硬盤(pán)對(duì)應(yīng)的文件名通常都是复制/dev/sd[a-p]，但如果你使用的是虛擬機(jī)，那么硬盤(pán)對(duì)應(yīng)的文件名很可能是复制/dev/vd[a-p]。

在整個(gè)硬盤(pán)的存儲(chǔ)空間中，它的第一個(gè)扇區(qū)是特別重要的。硬盤(pán)的一個(gè)扇區(qū)是512字節(jié)大小，在第一個(gè)扇區(qū)的512字節(jié)空間中，存儲(chǔ)了下面兩個(gè)東西。

**1. **主引導(dǎo)記錄(Master Boot Record, MBR)：安裝啟動(dòng)引導(dǎo)程序的地方，有446字節(jié)；

**2. **分區(qū)表(partition table)：記錄硬盤(pán)的分區(qū)狀態(tài)，有64字節(jié)。

分區(qū)表

由于分區(qū)表僅擁有64字節(jié)的存儲(chǔ)空間，因此最多僅能有存儲(chǔ)四組分區(qū)信息，每組分區(qū)信息記錄了對(duì)應(yīng)分區(qū)在硬盤(pán)上的起始與結(jié)束的柱面號(hào)。假設(shè)硬盤(pán)設(shè)備文件名為/dev/sda，那么這四個(gè)分區(qū)在Linux系統(tǒng)中的設(shè)備文件名如下所示：

复制P1：/dev/sda1
P2：/dev/sda2
P3：/dev/sda3
P4：/dev/sda4

這四個(gè)分區(qū)可以作為主(Primary)分區(qū)，也可以作為擴(kuò)展(Extended)分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)的作用是使用額外的扇區(qū)來(lái)記錄分區(qū)信息，以使我們可以擁有超過(guò)4個(gè)的分區(qū)數(shù)量。

擴(kuò)展分區(qū)本身并不能被用來(lái)格式化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。我們可以通過(guò)擴(kuò)展分區(qū)所指向的那個(gè)區(qū)塊繼續(xù)存儲(chǔ)其它分區(qū)信息。從擴(kuò)展分區(qū)中切割出來(lái)的分區(qū)叫做邏輯(Logical)分區(qū)。由于邏輯分區(qū)是由擴(kuò)展分區(qū)繼續(xù)劃分出來(lái)的，所以邏輯分區(qū)可以使用的硬盤(pán)柱面范圍就是擴(kuò)展分區(qū)所設(shè)置的范圍。

主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)之間的關(guān)系如下圖所示：

圖中分區(qū)在Linux系統(tǒng)中的設(shè)備文件名分別如下：

复制P1：/dev/sda1
P2：/dev/sda2
L1：/dev/sda5
L2：/dev/sda6
L3：/dev/sda7
L4：/dev/sda8

注意到這次的文件中不包含/dev/sda3和/dev/sda4。因?yàn)榍八膫€(gè)號(hào)碼都是保留給主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)用的，邏輯分區(qū)的設(shè)備號(hào)碼只能由5開(kāi)始。

下面我們對(duì)硬盤(pán)分區(qū)做一個(gè)總結(jié)：

1. 所謂的分區(qū)只是針對(duì)那個(gè)64字節(jié)的分區(qū)表進(jìn)行設(shè)置而已；
2. 硬盤(pán)默認(rèn)的分區(qū)表僅能存儲(chǔ)四組分區(qū)信息，這四組分區(qū)可以是主分區(qū)或擴(kuò)展分區(qū)；
3. 擴(kuò)展分區(qū)最多只能有1個(gè)；
4. 邏輯分區(qū)是由擴(kuò)展分區(qū)二次劃分出來(lái)的分區(qū)；
5. 主分區(qū)和邏輯分區(qū)可以被格式化后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，擴(kuò)展分區(qū)不能被格式化。

BIOS&MBR

軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，沒(méi)有運(yùn)行任何軟件的硬件是沒(méi)有用的，操作系統(tǒng)就是用來(lái)管理計(jì)算機(jī)中各個(gè)硬件的軟件。

但是在電腦開(kāi)機(jī)前，操作系統(tǒng)也只是躺在硬盤(pán)上的一組數(shù)據(jù)而已，那么計(jì)算機(jī)要如何讀取操作系統(tǒng)文件并運(yùn)行它呢？這就涉及到計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)程序了。

BIOS是寫(xiě)入到計(jì)算機(jī)主板上的一個(gè)固件(固件就是寫(xiě)入到硬件上的一個(gè)軟件程序)。這個(gè)BIOS就是計(jì)算機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候所執(zhí)行的第一個(gè)程序。BIOS會(huì)根據(jù)用戶的設(shè)置找到能夠啟動(dòng)的設(shè)備(硬盤(pán)或U盤(pán))，如果啟動(dòng)的設(shè)備是硬盤(pán)，BIOS會(huì)從該硬盤(pán)的第一個(gè)扇區(qū)中讀取MBR中的啟動(dòng)引導(dǎo)程序。至此，BIOS的工作就結(jié)束了，節(jié)下來(lái)就是MBR內(nèi)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序的工作了。

MBR內(nèi)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序的任務(wù)就是加載操作系統(tǒng)內(nèi)核文件，這個(gè)啟動(dòng)引導(dǎo)程序是操作系統(tǒng)在安裝的時(shí)候所提供的，所以它知道如何加載操作系統(tǒng)內(nèi)核。

接下來(lái)就是操作系統(tǒng)內(nèi)核開(kāi)始接管計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)引導(dǎo)程序的任務(wù)至此也圓滿完成了。

整個(gè)啟動(dòng)流程到操作系統(tǒng)之前的過(guò)程總結(jié)如下：

1. BIOS：計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后會(huì)主動(dòng)執(zhí)行的固件，它會(huì)找到一個(gè)可啟動(dòng)的設(shè)備；
2. MBR：位于可啟動(dòng)設(shè)備的第一個(gè)扇區(qū)內(nèi)的一塊存儲(chǔ)空間，只有446字節(jié)，用于存儲(chǔ)啟動(dòng)引導(dǎo)程序；
3. 啟動(dòng)引導(dǎo)程序(boot loader)：一個(gè)可以加載操作系統(tǒng)內(nèi)核文件的程序；