萬(wàn)振環(huán)　洪艷坤

摘要：隨著硬盤容量需求的擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)步，僅支持最大2TB左右的傳統(tǒng)MBR分區(qū)格式正被GPT分區(qū)格式所替代。UE-FI和GPT是相輔相成的，使用GPT分區(qū)表一般在UEFIBIOS環(huán)境下引導(dǎo)啟動(dòng)系統(tǒng)。微機(jī)操作系統(tǒng)安裝在SSD固態(tài)硬盤中，可以充分發(fā)揮SSD的讀寫(xiě)速度、降低功耗和噪音，機(jī)械硬盤中的操作系統(tǒng)遷移到固態(tài)硬盤是系統(tǒng)維護(hù)中較為常見(jiàn)的需求。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)遷移；GPT分區(qū)；UEFIBIOS；SSD固態(tài)硬盤

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）08-0223-02

預(yù)裝了Windows 8/10的筆記本電腦或臺(tái)式電腦，越來(lái)越多的使用了UEFI+GPT的啟動(dòng)模式。相比于傳統(tǒng)的BIOS+MBR模式，UEFI+GPT模式具有支持硬盤容量大，跨平臺(tái)可底層開(kāi)發(fā)，解決了對(duì)新硬件的支持等特點(diǎn)。

1 MBR和GPT分區(qū)表

硬盤在安裝系統(tǒng)前須分區(qū)并對(duì)齊，硬盤初始化的格式常見(jiàn)有MBR和GPT兩種。

MBR（Master Boot Record，主引導(dǎo)記錄）分區(qū)，在驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始的第一扇區(qū)512字節(jié)中包含了已安裝的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)管理器和驅(qū)動(dòng)器的邏輯分區(qū)信息，這個(gè)主引導(dǎo)扇區(qū)由三個(gè)部分組成：主引導(dǎo)記錄MBR、硬盤分區(qū)表DPT和硬盤的有效標(biāo)志，見(jiàn)圖1。而MBR的啟動(dòng)管理器就是一段代碼，啟動(dòng)Windows系統(tǒng)的初始信息就存放在這個(gè)區(qū)域，一旦MBR信息被破壞就會(huì)導(dǎo)致Windows不能啟動(dòng)，此時(shí)就需使用Windows的MBR修復(fù)功能來(lái)恢復(fù)。硬盤分區(qū)表DPT偏移地址為01BEH至01FDH，分區(qū)表項(xiàng)長(zhǎng)共64字節(jié)，其中每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)長(zhǎng)16字節(jié)，對(duì)應(yīng)一個(gè)主分區(qū)，共計(jì)四個(gè)主分區(qū)，最大支持2.2TB容量的磁盤。

GPT（Globally Unique Identifier Partition Table，GUID分區(qū)表）分區(qū)，它的出現(xiàn)最主要的目的是突破磁盤2.2TB的限制，理論上GPT可以支持無(wú)限個(gè)磁盤分區(qū)，結(jié)合Windows系統(tǒng)的限制，可以支持不超過(guò)128個(gè)磁盤分區(qū)，理論上最大支持磁盤容量18EB。GPT改變了MBR中分區(qū)信息與啟動(dòng)信息保存在一起的做法，在磁盤上保存了多個(gè)分區(qū)表信息副本，GPT還用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼以保證這些信息的完整和正確。GPT磁盤分區(qū)結(jié)構(gòu)由6個(gè)部分組成，如圖2所示。

2 Legacy BIOS和UEFI BIOS

Legacy BIOS只能引導(dǎo)MBR分區(qū)啟動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)法識(shí)別GPT分區(qū)表格式。Legacy BIOS引導(dǎo)系統(tǒng)的基本過(guò)程是：Legacy BI-OS→MBR→活動(dòng)的主分區(qū)→＼bootmgr→＼Boot＼BCD→＼Win-dows＼system32＼winload.exe。MBR磁盤格式下只有一個(gè)活動(dòng)的主分區(qū)，bootmgr（啟動(dòng)管理器）導(dǎo)人了boot文件夾里的BCD文件，BCD文件記錄了啟動(dòng)設(shè)置數(shù)據(jù)，根據(jù)記錄再加載Windows下的啟動(dòng)文件winload.exe啟動(dòng)系統(tǒng)。多系統(tǒng)啟動(dòng)其實(shí)就是BCD文件記錄的條目有多條，指向的啟動(dòng)文件可以不在主分區(qū)中，原版Windows系統(tǒng)安裝，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)隱藏的活動(dòng)主分區(qū)用來(lái)存放啟動(dòng)文件，采用其它形式安裝的系統(tǒng)，活動(dòng)主分區(qū)一般是系統(tǒng)盤。

UEFI BIOS引導(dǎo)啟動(dòng)系統(tǒng)，UEFI的全稱是Unified Extensi-ble Firmware Interface，即統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口，它棄用了中斷和硬件端口的操作方法，采用Driver/protocol新方式，支持第三方開(kāi)發(fā)，采用Flat mode，彌補(bǔ)了對(duì)新硬件的支持。UEFI BIOS引導(dǎo)基本過(guò)程是：UEFIBIOS→EFI系統(tǒng)分區(qū)→＼efi＼Micro-soft＼boot＼bootmgfw.efi（或者UEFIBIOS→EFI系統(tǒng)分區(qū)→＼efi＼boot＼bootx64.efi）→efi＼Microsoft＼boot＼BCD，再根據(jù)BCD文件記錄加載＼Windows＼system32＼winload.efi啟動(dòng)系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，UEFI+GPT模式引導(dǎo)windows系統(tǒng)，并不需要MBR主引導(dǎo)記錄，也不需要活動(dòng)分區(qū)，只需要一個(gè)包含了引導(dǎo)啟動(dòng)文件的Fat格式分區(qū)就可以了，這個(gè)分區(qū)（常常命名為EsP1可以從硬盤劃分也可以直接使用外接U盤引導(dǎo)。

3 GPT分區(qū)+UEFI引導(dǎo)下系統(tǒng)遷移至SSD

固態(tài)硬盤（Solid State Drives，SSD）具有讀寫(xiě)速度快，防震抗摔，低能耗無(wú)噪音等特點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)硬盤應(yīng)用范圍變得越來(lái)越常見(jiàn)，價(jià)格也在變得可以接受。在原有機(jī)械硬盤計(jì)算機(jī)上添加一塊固態(tài)硬盤，系統(tǒng)安裝在固態(tài)硬盤上以提升計(jì)算機(jī)的性能，而大容量機(jī)械硬盤用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是一種性價(jià)比較高的搭配。出于系統(tǒng)環(huán)境及應(yīng)用程序重裝工作量的考量，更多的時(shí)候我們并不想全新安裝操作系統(tǒng)，希望將操作系統(tǒng)從機(jī)械硬盤直接遷移到固態(tài)硬盤。

從微軟或網(wǎng)絡(luò)下載與系統(tǒng)一致的WinPE，使用UhraISO等合適的工具，制作WinPE啟動(dòng)工具盤，設(shè)置BIOS從工具盤引導(dǎo)啟動(dòng)進(jìn)入WinPE系統(tǒng)。UEFI BIOS下如果制作的WinPE啟動(dòng)盤不是UEFI引導(dǎo)盤，就需要在UEFI BIOS下設(shè)置Security選項(xiàng)的Secure Boot項(xiàng)為Disable，禁用安全啟動(dòng)以便調(diào)整Startup中的Boot項(xiàng)為L(zhǎng)egacy Boot或Both，使用Legacy BIOS的形式引導(dǎo)進(jìn)入WinPE，見(jiàn)圖3。

使用WinPE系統(tǒng)自帶的DiskGenius工具對(duì)SSD固態(tài)硬盤進(jìn)行分區(qū)和對(duì)齊操作。在建立第一個(gè)新分區(qū)前，工具會(huì)提醒建立一個(gè)ESP（EFI）分區(qū)以便存放引導(dǎo)文件，如圖4所示，也可以自行新建一個(gè)FAT格式的分區(qū)存放引導(dǎo)文件。使用DiskGe-nius工具的“克隆分區(qū)”選項(xiàng)，或者使用“傲梅分區(qū)助手”將機(jī)械硬盤的系統(tǒng)分區(qū)克隆遷移到固態(tài)硬盤相應(yīng)分區(qū)。也可以使用Ghost工具將即系硬盤系統(tǒng)分區(qū)克隆或備份還原到固態(tài)硬盤相應(yīng)分區(qū)，再將機(jī)械硬盤相應(yīng)分區(qū)隱藏。

在UEFI引導(dǎo)系統(tǒng)下，ESP（EFI）系統(tǒng)分區(qū)是磁盤上使用GUID分區(qū)表（GPT）格式的系統(tǒng)分區(qū)，本質(zhì)是一個(gè)FAT16/32格式分區(qū)，對(duì)于UEFI啟動(dòng)來(lái)說(shuō)，ESP分區(qū)不是必需的，但是一個(gè)FAT分區(qū)確是必需的，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)查找第一個(gè)能正確引導(dǎo)的FAT分區(qū)。ESP系統(tǒng)分區(qū)目錄結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5，其中efi＼boot目錄下的bootx64.efi與efi＼microsoft＼boot下的Bootmgfw.efi文件是文件名不同的相同文件，分別是計(jì)算機(jī)默認(rèn)引導(dǎo)和Windows默認(rèn)引導(dǎo)，對(duì)應(yīng)BCD啟動(dòng)選項(xiàng)中的磁盤啟動(dòng)項(xiàng)和Windows Boot Manager啟動(dòng)項(xiàng)。手動(dòng)復(fù)制相應(yīng)的目錄和文件到FAT系統(tǒng)分區(qū)目錄下，修改BCD文件啟動(dòng)路徑即可修復(fù)系統(tǒng)引導(dǎo)。也可在WinPE中使用微軟BCDboot工具或者Bootice工具在EFI分區(qū)中自動(dòng)復(fù)制創(chuàng)建＼Efi＼Microsoft＼Boot目錄。在默認(rèn)ESP分區(qū)中創(chuàng)建從E盤引導(dǎo)的BCDboot命令為：bcdboot E：＼windows/l zh-cn，指定在自行創(chuàng)建的H分區(qū)中創(chuàng)建從E盤引導(dǎo)的BCDboot命令為：bcdbootE：＼windows/l zh-cn/s H：，修復(fù)后所有需要的引導(dǎo)環(huán)境文件都會(huì)復(fù)制到EFI分區(qū)目錄中，重啟即可UEFI引導(dǎo)進(jìn)入遷移后的系統(tǒng)，再在磁盤管理中對(duì)機(jī)械硬盤重新分區(qū)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，UEFI BIOS相對(duì)Legacy BIOS具有明顯的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)遷移的關(guān)鍵是對(duì)系統(tǒng)引導(dǎo)的修復(fù)。隨著技術(shù)的日益進(jìn)步和完善，GPT分區(qū)+UEFI引導(dǎo)+SSD硬盤是最優(yōu)的組合，能最大限度發(fā)揮硬件的性能。遷移系統(tǒng)至舊設(shè)備增加的SSD硬盤，可以讓舊設(shè)備性能得到提升，節(jié)省全新購(gòu)置設(shè)備的成本，減少軟件維護(hù)管理的工作量。