多系统引导原理

1.数据在磁盘上的存储

硬盘是现在计算机上最常用的存储器。我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。而这些数据都被以文件的形式存储在硬盘里。不过，计算机可不像人那么聪明。在读取相应的文件时，你必须要给出它相应的规则。这就是分区概念的形成。 分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录(即MasterBootRecord，一般简称为MBR)和引导记录备份的存放位置。而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过之后的高级格式化，即Format命令来实现。

硬件分区后，将会被划分为面、磁道和扇区。需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划道子^_^。先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。我们所说，每个圆形薄膜都有两个"面"(Side)，这两个面都是用来存储数据的。按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读写磁头，也常用0头(head)、1头……称之。按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数（或头数）也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面。

上面我们提到了磁道的概念。那么究竟何为磁道呢？大家都知道，读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米（约为头发直径的百分之一）。由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。我们称这样的圆周为一个磁道（Track）。（见图2）如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。

根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区（Sector）。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区。。。。这里需要注意的是，硬盘在划分扇区时，和一般的软盘有一定的区别。软盘的一个磁道中，扇区号依次编排，即2号与1号相邻，3号与2号相邻，以此类推。而在硬盘的一个磁道中，扇区号是按照某个间隔跳跃着编排的。我们举一个例子来说明：在某个硬盘上，以实际存储位置而论，2号扇区并不是1号扇区后的第一个，而是第5个，3号扇区又是2号扇区后的第5个，以此类推。这个"5"就是我们说的交叉因子。（见图3）当然，这个交叉因子的设定并不是绝对的，

每个种类的硬盘为根据自身的情况加以变化。选择适当的交叉因子，可使硬盘驱动器读写扇区的速度与硬盘的旋转速度相匹配，提高存储数据的速度。

计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节。不过，在上文中我们也提到，硬盘上面、磁道、扇区的划分表面上是看不到任何痕迹的，虽然磁头可以根据某个磁道的应有半径来对准这个磁道，但怎样才能在首尾相连的一圈扇区中找出所需要的某一扇区呢？原来，每个扇区并不仅仅是由512个字节组成的，在这些由计算机存取的数据的前、后两端，都另有一些特定的数据，这些数据构成了扇区的界限标志，标志中含有扇区的编号和其他信息。计算机就凭借着这些标志来识别扇区。





2.多系统引导原理

操作系统的更新是相当快速的，从DOS到WIN32、95、98、ME、XP。虽然说系统一直在不断进步发展着，但其实每个操作系统都有各自的发展空间，也各有其的优势和劣势。比如WIN98和WIN ME，它们的普遍特点是多媒体性能佳，支持软硬件多，但缺点是系统不够稳定；而诸如WINNT、WIN2000等系统，则有比较好的稳定性和操作性，但对系统要求比较高，不适合一般的初级使用。这时候，很多朋友都会有"鱼和熊掌不可兼得"的感叹。那么，能否将各种操作系统都安装在一台计算机上，并根据自己的需要任意选择呢？当然可以呀，这就是我们接下去要讲的多系统共存。

要让多系统共存，首先要了解一些基本的原理。在上文的分区篇中，我们大概的谈了一下，这里再做一番比较深入的剖析：

操作系统是如何引导的呢？当系统加电自检通过以后，硬盘被复位，BIOS将根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱进行启动。以从硬盘启动为例，系统BIOS将主引导记录读入内存。然后，将控制权交给主引导程序，然后检查分区表的状态，寻找活动的分区。最后，由主引导程序将控制权交给活动分区的引导记录，由引导记录加载操作系统。

对于DOS和WIN9X等操作系统而言，分区引导记录将负责读取并执行IO.sys(Windows9x的IO.sys)。

首先要初始化一些重要的系统数据，然后就会出现我们非常熟悉的蓝天白云。这时候，Windows将继续进行DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始化工作。如果系统中安装有引导多种操作系统的工具软件，通常主引导记录将被替换成该软件的引导代码。这些代码将允许用户选择一种操作系统，然后读取并执行该操作系统的基本代码。

对于WINNT/2000来说，则由是NTLDR这个程序负责将其装入内存，或者让用户选择非WINNT/2000操作系统。引导装入程序和多重引导都由一个具有隐含属性的初始化文件boot.ini控制。在boot.ini中包含有控制计算机可用的操作系统的设置，引导的缺省操作系统以及应当等待多少时间等信息。

那么，我们的机会在哪里呢？俗话说的好，见缝插针。从计算机引导过程的描述中大家可以发现，我们可以人为的加一干预的地方只有两处，一是设置物理盘的引导次序，二是修改主引导程序的分区表。

（1）多硬盘的多系统共存：如果你采用的是多硬盘的计算机，而且每块硬盘都安装有不同操作系统时，建议你通过在CMOS中指定硬盘的启动次序，实现多操作系统的共存。由于操作系统之间互不影响，所以这种方法完全不受兼容性等其他因素的影响。

（2）单硬盘的系统共存：而如果你只有一块硬盘，并也想在上面安装多个操作系统而相互不受影响，你则必须采用修改主引导程序和分区表的方法来实现。一般有两种方法。一是修改主引导记录，在主引导记录的最后用JMP指令跳到自己的代码上来，从而控制计算机的引导过程；另外一种方法是修改主分区第一个扇区的引导代码，以实现多系统的共存。

注意事项：接下去，我们将教大家如何进行多系统共存的设置。不过，在开讲之前，有一些基本的准则还是要告诉大家的：

1．在计算机上安装另外一个操作系统之前，最好能先制作一张启动盘以备意外之需。
2．每个操作系统必须安装在一个独立的磁盘驱动器或者分区上。
3．如果你要在DOS、WIN95和WIN 2000之间进行多重启动配置，应该最后安装WIN 2000。否则，启动WIN 2000所需要的一些重要文件可能会被覆盖。对于WIN 98和2000之间的双重启动配置，安装操作系统不必按照特定的顺序，对于在WIN 2000和LINUX之间的双重启动配置，应当先安装WIN 2000，并为LINUX保留所需要的磁盘分区。
4．要进行双重启动配置，应该使用FAT文件系统。尽管支持在双重启动中使用NTFS，但这样会提高文件系统的复杂程度。
5．不要在压缩盘上安装WIN 2000，除非该压缩盘是由WIN 2000完成的；如果计划建立WIN 95或WIN 98的双重启动，则不必要对已经压缩的盘进行解压缩。
6．在设置了双重启动的计算机上，如果希望应用程序在两种操作系统上都可以运行，必须在两种操作系统中都进行安装，无法在操作系统之间共享应用程序。