记录磁盘分区及系统引导等

说明

整理手机照片时，找到之前折腾黑苹果时看的资料截图，打算整理、记录下一些磁盘分区及系统引导等PC底层知识。

BIOS

BIOS 全称 "Basic Input Output System"，中文译作“基本输入输出系统”，功能包括硬件设置、硬件控制、参数存储、系统引导、开机时的硬件检测、硬件初始化、参数存储等。BIOS 是计算机开机加载的第一个程序。

BIOS 存储在主板的一块特殊的存储器上，我们一般称该存储器为“BIOS芯片”，以前的计算机 BIOS 是写死在 ROM(Read Only Memory只读存储器) 里的，程序烧录进 ROM 以后就不能进行修改了；现在的新型计算机主板都是使用闪存 (Flash) 存储 BIOS 程序，这为 BIOS 的更新、更换提供了可行性。

EFI 和 UEFI

EFI 全称 Extensible Firmware Interface，中文译作“可拓展固件接口”，是 Intel 发明的一套规范，用于规范化 BIOS 的设计和开发。后来 Intel 将其交由 “统一可扩展固件接口论坛”（Unified EFI Forum）来推广与发展，EFI 也从此更名为 UEFI。

我们一般把实现 UEFI 规范的 BIOS 直接称为 “UEFI”，下文也是如此。

在网上常常可以看到类似 “UEFI vs BIOS” 这样的标题，其实这样说并不妥当，因为 “UEFI” 本身就是新型的 “BIOS”，如此就好像是用“白马”和“马”来作比较。这类的文章，其实都是用 “UEFI” 和传统的（Legacy）“BIOS” 进行比较。

这里我并不是在钻牛角尖，而是想让大家明白“UEFI” 和 “BIOS” 并不是对立的，对立面的双方应该是“UEFI”这种新型的 BIOS 和 “传统的（Legacy）BIOS”。

NVRAM

一、关于 NVRAM，有一说是指 “NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory 非易失性随机访问存储器)”，是一种存储器的类型。

二、有一些说法，说 NVRAM 是某些主板上的具体的一块芯片。比如 Mac 电脑，Mac 的 NVRAM 用来存储屏幕亮度、音响音量、启动硬盘等等参数，有时候电脑出故障，可以通过重置 NVRAM 进行修复。参考——关于模拟与原生NVRAM的分析与讨论，终结贴

三、在 UFEI 规范中，NVRAM 是 BIOS 芯片中的一块区域。参考——关于Windows Boot Manager、Bootmgfw.efi、Bootx64.efi、bcdboot.exe 的详解

磁盘分区、分区表、MBR、GPT

一块磁盘在出厂后，并不能直接使用，必须先进行分区和格式化。磁盘分区是指使用软件（程序），按照一定的格式，对整块磁盘划分为一个或多个逻辑部分，每一个部分称为一个“分区”。可参考——Partitioning (简体中文)

分区表用于存储各个分区在磁盘上的起始地址、分区大小等等的描述性信息。不同的分区方案，对应不同类型的分区表。比较常见的分区方案有 MBR 和 GPT 两种。也可以直接说“比较常见的磁盘分区格式有 MBR 和 GPT 两种”。关于“分区表”的更多信息可参考维基百科——Partition table

需要声明的是，“磁盘分区格式” 和 “分区的文件系统格式” 是两码事，不能混为一谈。

“磁盘分区格式”是指按照何种方式（格式）把一整块磁盘分成不同的分区，采用何种格式的分区表。
“文件系统格式”是指在一个分区上，采用哪种文件系统，即用什么格式去组织、处理文件。

所谓“格式化”就是指，把一个分区设定成特定的格式（文件系统）。常见的文件系统包括 Win 下的 NTFS ；Mac 下的 APFS、HFS；Linux 常用的 Ext；还有其它的 Fat16、Fat32 等等。

MBR

MBR 是 (Main Boot Record) 的缩写，即“主引导记录”。MBR 并不是一种“分区表”的类型。MBR 在搜狗百科上的解释是“包括硬盘的一系列参数和一段主引导程序，即为位于磁盘最前边的一段引导代码。”

扇区和 MBR 扇区

磁盘上的每个磁道被等分成若干“弧段”，这些的“弧段”被称为“扇区”，“扇区”是磁盘驱动器读取和写入数据的基本单位。

包含 MBR 代码的扇区被称为 MBR 扇区。MBR 扇区中，用于引导操作系统启动的代码占绝大多数的空间，所以，该扇区也称为主引导扇区。不过，大家还是习惯性地称之为 MBR 扇区。MBR 扇区包含如下的三部分：

主引导程序，即主引导记录(MBR) （占446字节）
用于硬盘启动时将系统的控制转给用户指定的，并在分区表中登记了的某个操作系统。
磁盘分区表项（DPT，Disk Partition Table）
负责说明磁盘上的分区情况。只有64字节，所以最多只能有四个表项。
结束标志
用于标识 MBR 的结束。

MBR 分区方案的分区结构

鉴于 MBR 扇区的大小限制，MBR 方案的分区情况也会相应地被限制。

MBR 方案下的分区包含三种类型:

主分区
主分区可以被直接划分，然后格式化使用，主分区的数量不能超过4个。系统只能装在
拓展分区
拓展分区可以直接划分，但不能直接使用，需要在拓展分区上建立逻辑分区，然后使用逻辑分区。一块磁盘上最多只能有一块拓展分区，同时，拓展分区和主分区的数量不能超过4。
逻辑分区
逻辑分区是无法直接划分的，是在拓展分区上建立的。

除此之外，MBR 分区方案，无法识别大于2T的磁盘空间，也不能有大于2T的分区。