第11课 硬盘分区、系统安装与备份（一）

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课题硬盘分区、系统安装与备份（一）课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）了解VMwareWorkstation虚拟机软件的功能和作用（2）掌握创建和设置虚拟机的操作（3）能够在实践中根据需要创建和设置虚拟机（4）了解硬盘分区的作用、分类及常见的分区文件系统（5）能够在实践中规划硬盘分区，并利用第三方软件创建并格式化硬盘分区（6）掌握制作U盘启动盘的操作，并能利用它启动计算机，进入WinPE系统（7）能够在实践中利用操作系统安装光盘安装Windows操作系统（8）能够在实践中利用U盘快速安装Windows操作系统素质目标：（1）学习树立起更高的起点和追求（2）培养学生的科学精神、价值取向、工匠精神、家国情怀教学重难点教学重点：VMwareWorkstation虚拟机软件的功能和作用；硬盘分区的作用、分类及常见的分区文件系统；安装Windows操作系统教学难点：创建和设置虚拟机；规划硬盘分区，并利用第三方软件创建并格式化硬盘分区；利用U盘快速安装Windows操作系统教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：→→→传授新知（13min）→课堂实训（25min）第2节课：→传授新知（10min）→课堂实训（25min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，预习本节课要学习的知识【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生预习本节课要学习的知识，增加学生的学习兴趣考勤（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（5min）【教师】提出以下问题：什么是虚拟机？通过问题导入，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（13min）【教师】通过学生的回答引入新知，介绍虚拟机、硬盘分区及分区类型、常见的分区文件系统、创建分区的工具和创建顺序、硬盘分区方案等知识虚拟机简介VMwareWorkstation是由美国VMware公司开发的虚拟机软件，利用该软件可以在一台计算机上虚拟出多台计算机，虚拟出的各计算机可以运行自己的操作系统而互不干扰。安装虚拟机软件VMwareWorkstation的计算机被称为VMware主机，虚拟出的计算机被称为虚拟机或VMware客户机。每台虚拟机拥有独立的内存、硬盘空间、BIOS和操作系统，对虚拟机硬盘进行分区、格式化等操作不会对VMware主机产生任何影响。✈【教师】随机邀请学生回答以下问题：虚拟机一般应用于哪些方面？✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答基于以上特点，虚拟机经常被用在教学、程序开发等领域。例如，在教学领域，当进行硬盘分区、安装操作系统、配置网络服务器等试验时，可首先创建虚拟机，然后在其上进行与真实主机一样的相关操作，还不影响真实主机的正常使用。一、硬盘分区及分区类型硬盘分区是指将硬盘的整体存储空间划分成相互独立的多个区域（即C盘、D盘、E盘、F盘等），这些区域可以用来安装不同的操作系统、存储文件和安装应用程序等。在Windows操作系统中，目前主要有MBR（Windows7及以前版本默认格式）和GUID（Windows8及以后版本默认格式）两种硬盘分区表格式。1．MBR分区表MBR分区表格式的主要特点如下：（1）硬盘分区类型。采用MBR分区表格式的硬盘分区有主分区、扩展分区和逻辑分区3种类型，并且最多支持4个主分区或3个主分区+1扩展分区。主分区：指包含操作系统启动时所需的文件和数据的硬盘分区，它是硬盘上最重要的分区，在一般情况下，系统默认C盘为主分区。启动操作系统的文件都放在主分区上，所以要在硬盘上安装操作系统，必须要创建一个主分区。一块硬盘上最多能创建4个主分区，但为了避免发生启动冲突，通常只建立一个主分区。扩展分区：扩展分区用来存放逻辑分区，在“计算机”或“此电脑”窗口中并不能看到扩展分区，通常在建立分区时，需要将主分区之外的硬盘空间都划分为扩展分区。逻辑分区：逻辑分区需要建立在扩展分区上，我们在“计算机”或“此电脑”窗口中看到的D、E、F等盘一般便是逻辑分区。一般最多允许建立23个逻辑分区，即盘符从D到Z。（2）只能支持磁盘容量2.2T以下的硬盘分区。（3）启动条件是：要有引导扇区（MBR），并要有一个被激活的主分区（一般为操作系统所在分区）。（4）支持32位系统和64位系统。（5）一般的组合是：BIOS+MBR。【提示】现在一般新主板支持新型UEFIBIOS，在这种情况下，只能安装64位系统，且只能安装在GPT磁盘上。如果想用传统MBR磁盘模式，必须到主板BIOS中，将UEFIBIOS支持改为传统BIOS（LegacyBIOS）。以传统的BIOS方式启动计算机，你的系统只能安装在MBR分区的硬盘中，要是你的硬盘是GPT分区，无法进行下一步。以UEFI方式启动计算机，你的系统只能安装在GPT分区中，要是你的硬盘是MBR分区，则无法进行下一步。DiskGenius专业版可以无损相互转换GPT和MBR分区表（所谓的无损不是绝对的，在转换之前最好将重要数据备份到U盘或移动硬盘中）。2．GUID分区表GUID（简称GPT）分区表的主要特点如下：（1）最多支持128个主分区，没有扩展分区，也没有逻辑分区。（2）支持2.2T以上的硬盘分区。（3）启动条件是：要有一个EFI（ESP）分区，要有一个主分区。（4）一般的组合是：UEFI+GPT。（5）只支持Windows7及以后版本的64位系统，不支持32位系统。二、常见的分区文件系统文件系统是操作系统在磁盘分区上存储文件的方法。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。不同的操作系统使用的文件系统不尽相同，常见的分区文件系统包括FAT16，FAT32，NTFS，REFS，EXFAT，Ext2和Ext3等，下面分别予以介绍。1．FAT16和FAT32文件系统FAT（FileAllocationTable）是“文件分配表”的意思，顾名思义，就是用来记录文件所在位置的表格，它对于硬盘的使用是非常重要的，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。早期的个人计算机操作系统，像MS-DOS，Windows95等系统都采用了FAT16文件系统。在Windows9X下，FAT16支持的分区最大为2GB。随着计算机硬件和应用水平的不断提高，FAT16文件系统已不能很好地适应系统的要求。在这种情况下，推出了FAT32文件系统。同FAT16相比，FAT32支持的分区容量最高能达到128GB。2．NTFS文件系统NTFS是WindowsNT及之后的Windows2000，WindowsXP，WindowsServer2003，WindowsServer2008，Windows7，Windows8和Windows10的标准文件系统。NTFS对FAT作了若干改进，主要表现在以下几个方面。（1）NTFS支持的分区大小可以达到2TB。（2）NTFS是一个可自动恢复的文件系统。当发生系统失败事件时，NTFS将使用日志文件和检查点信息自动恢复文件系统。（3）NTFS采用了更小的簇，可以更有效率地管理磁盘空间。在Windows2000中采用FAT32文件系统时，分区大小在2GB～8GB时簇的大小为4KB，分区大小在8GB～16GB时簇的大小为8KB，分区大小在16GB～32GB时，簇的大小则达到了16KB；而采用NTFS文件系统时，当分区的大小在2GB以上时（2GB～2TB），簇的大小都为4KB。因此，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盘空间，最大限度地避免了磁盘空间的浪费。【知识库】“簇”是Windows系统进行硬盘空间分配的最小单位。在硬盘上储存文件时，一个文件占一个或多个簇，但至少一个簇。对于大文件来说，簇越大，其读写数据的速度就越快，因为簇越大，就会减少磁头的寻道和等待时间。但簇越大也可能造成存储空间的浪费，比如一个只有l字节数据的文件也要占用一簇，而一个簇分配给一个文件后就不能再存放其他文件了。因此，从节约磁盘的空间角度来考虑，簇越小越好；而从文件读写速度的角度来讲，簇越大读写速度越快。（4）在NTFS分区上，可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限，从而保证了文件的安全性。3．REFS文件系统从Windows10开始，微软推出了REFS文件系统，也叫做“弹性文件系统”用于替换NTFS。REFS支持的磁盘分区容量更大，可靠性也更高，但由于REFS暂时还不能引导系统，因此主要应用在大规模数据存储方面，微软也主要在服务端应用中进行推广和普及。4．EXFAT文件系统EXFAT（ExtendedFileAllocationTableFileSystem，扩展FAT，即扩展文件分配表），是一种适合于闪存的文件系统，为了解决FAT不支持大文件而推出。5．Ext2，Ext3和Ext4文件系统这几类文件系统都是Linux操作系统使用的标准文件系统，其分区在Windows操作系统中不能被识别。其中，Ext4文件系统的性能最好，且向下兼容Ext2和Ext3文件系统。三、创建分区的工具和创建顺序建立MBR硬盘分区的顺序是建立主分区→建立扩展分区→建立逻辑分区→激活主分区→格式化分区（也可在建立过程中格式化）。如果在此之前硬盘已经建立了分区，在新建之前，需要删除原有分区后再创建新的分区。建立GUID硬盘分区的顺序是建立主分区→格式化分区（也可在建立过程中格式化）。用户可以使用专用的分区工具，如ParagonPartitionMagic、DiskGenius、PartitionAssistant、傲梅分区助手等创建和调整分区，也可在安装Windows操作系统的过程中创建分区，还可使用Windows10的磁盘管理功能创建和调整分区。四、硬盘分区方案在建立分区时应遵循实用性、合理性和安全性原则，提高硬盘的使用效率和寿命，方便管理数据。例如，以容量为1000GB的硬盘为例，如果计算机为家庭应用，其分区方案可参考表5-1所示。✈【教师】通过多媒体展示“家用计算机硬盘分区方案”表格，介绍相关知识表5-1家用计算机硬盘分区方案盘符容量分区文件系统存储内容C盘100GBNTFSWindows10系统D盘100GBNTFS应用程序及软件安装E盘400GBNTFS影音娱乐及个人文件F盘400GBNTFS资料备份【学生】聆听、思考、记录通过教师的讲解和演示，使学生了解虚拟机、硬盘分区及分区类型、常见的分区文件系统、创建分区的工具和创建顺序、硬盘分区方案等知识课堂实训（25min）【教师】演示创建和设置虚拟机，使用DiskGenius创建硬盘分区，以及使用Windows10的磁盘管理功能创建和调整分区的步骤，然后组织学生以小组为单位参照演示步骤进行操作一、创建虚拟机步骤1启动VMwareWorkstation程序，单击软件界面“主页”中的“创建新的虚拟机”选项，或者选择“文件”>“新建虚拟机”菜单步骤2弹出“新建虚拟机向导”对话框的欢迎界面，询问安装配置，选择“典型”单选钮，单击“下一步”按钮步骤3出现“安装客户机操作系统”界面，选择“稍后安装操作系统”单选钮，单击“下一步”按钮……（详见教材）二、设置虚拟机下面设置虚拟机的光驱类型和将虚拟机设置为光驱启动。步骤1在VMwareWorkstation程序的“主页”中单击“编辑虚拟机设置”选项步骤2弹出“虚拟机设置”对话框，在“设备”列表中选择“CD/DVD（SATA）”选项，在右侧选择“启动时连接”复选框，并在“连接”设置区选择光驱连接方式……（详见教材）三、使用DiskGenius创建硬盘分区DiskGenius是一款功能非常强大的磁盘分区和数据恢复软件，利用它可以创建、调整、删除和隐藏磁盘分区，备份及还原分区表，检查分区表错误，搜索已经丢失的分区，重建MBR主引导记录，检测与修复硬盘坏道等。使用DiskGenius管理MBR或GUID硬盘分区的主要操作类似，不同的是创建GUID分区时全部磁盘分区都为主分区，没有扩展分区和逻辑分区，也不需要激活分区。下面，我们以使用DiskGenius软件管理MBR分区为例，介绍创建硬盘分区的具体操作。在任务一的操作中我们已经创建了虚拟机，其配有一块60GB的空白硬盘，下面，在虚拟机中对该硬盘进行分区。用户也可在真实主机中进行操作，方法与在虚拟机中的操作完全相同。1．启动DiskGenius步骤1准备一张带分区工具DiskGenius的Windows10Ghost版安装光盘，将其放入光驱；也可参考任务一的操作，在虚拟机中将Windows10Ghost版安装光盘镜像文件挂载为光驱，然后将虚拟机设置为光驱启动。步骤2启动虚拟机，在显示的Windows10Ghost启动界面中选择“DiskGenius分区”或类似选项2．创建硬盘分区为一块新硬盘创建MBR分区的顺序是：创建主分区>创建扩展分区>创建逻辑分区>格式化分区>设置活动分区。下面是具体操作。（1）创建主分区。使用DiskGenius创建主分区的具体操作步骤如下。步骤1启动DiskGenius后，在其主界面中显示了计算机中的硬盘和硬盘分区情况。本例由于是新硬盘，所以整块硬盘都是自由区域，单击工具栏中的“新建分区”按钮步骤2弹出“建立新分区”对话框，在“请选择分区类型”下选择“主磁盘分区”单选钮，在“请选择文件系统类型”下拉列表中选择NTFS，在“新分区大小”编辑框中输入20，保持单位GB不变，单击“确定”按钮……（详见教材）（2）创建扩展分区。步骤1在硬盘图示上单击选中剩下的空间，单击工具栏中的“新建分区”按钮。步骤2弹出“建立新分区”对话框，选择分区类型为“扩展磁盘分区”，系统默认已经剩下的磁盘空间规划为扩展分区，因此直接单击“确定”按钮……（详见教材）（3）创建逻辑分区。步骤1逻辑分区需要在扩展分区的基础上创建，为此，单击创建好的扩展分区，再单击工具栏中的“新建分区”按钮，弹出“建立新分区”对话框，选择文件系统为NTFS，设置新分区大小为20GB，单击“确定”按钮步骤2参考步骤1的操作，将扩展分区剩下的空间创建为1个逻辑分区，文件系统为NTFS……（详见教材）（4）保存更改并格式化分区。步骤1利用DiskGenius创建硬盘分区时并没有立即对硬盘执行操作，要使创建的分区生效，还需要单击“保存更改”按钮，在弹出的对话框中单击“是”按钮，使更改生效步骤2保存更改完毕后，系统会自动弹出对话框，询问是否格式化新建的分区，单击“是”按钮，格式化新建的分区……（详见教材）3．设置活动分区对于用来安装操作系统的主分区（一般为C盘），还需要将其设置为活动状态，才能使用它启动系统。利用DiskGenius创建硬盘分区时已自动将第一个主分区设置为活动分区。如果还没有设置，可在硬盘图示上选择要设置为活动分区的主分区，再选择“分区”>“激活当前分区”菜单即可4．设置分区卷标分区卷标即分区在Windows系统中显示的磁盘名称。为了方便分类管理文件，可为分区设置一个能体现其存储内容的卷标，为此，可选择要设置卷标的分区，再选择“分区”>“设置卷标”菜单，在打开的对话框中输入卷标名称，单击“确定”按钮……（详见教材）四、使用Windows10的磁盘管理功能创建和调整分区利用Windows10自带的磁盘管理工具可以轻松创建和调整磁盘分区。1．创建磁盘分区步骤1进入Windows10系统后，右击桌面上的“此电脑”图标，在弹出的快捷菜单中选择“管理”菜单项，在打开的“计算机管理”窗口中单击“磁盘管理”选项，在右侧窗格中可以看到硬盘的分区状态步骤2在“未分配”图示上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“新建简单卷”菜单项……（详见教材）2．格式化磁盘分区如果在创建分区时没有对创建的分区进行格式化，或在使用计算机的过程中需要将某个磁盘上的文件全部清除，可以使用Windows系统中的“格式化”命令格式化磁盘分区。具体操作如下。步骤1打开“此电脑”窗口，在要格式化的磁盘分区上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“格式化”菜单项步骤2打开“格式化新加卷”对话框，在该对话框中的“文件系统”下拉列表中选择分区的文件系统（如NTFS），然后选中“快速格式化”复选框，最后单击“开始”按钮，开始格式化磁盘分区……（详见教材）3．动态调整磁盘分区如果创建好磁盘分区后，发现分区过少，此时可使用Windows10的动态调整分区功能，将某些容量较大的磁盘分区的空间分割出一部分，然后在压出的剩余空间基础上再创建磁盘分区，此功能不会影响磁盘分区中保存的数据，因此无需转移数据。具体操作如下。步骤1打开“计算机管理”窗口，单击“磁盘管理”选项，然后在要分割磁盘空间的分区上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“压缩卷”项步骤2打开“压缩”对话框，在“输入压缩空间量”组合框中输入压缩空间量，即要将该磁盘分区分割出去的容量，其值应小于“可用压缩空间大小”的值，接着单击“压缩”按钮，创建未分配磁盘空间……（详见教材）【学生】观看、思考，参照演示步骤创建和设置虚拟机，使用DiskGenius创建硬盘分区，以及使用Windows10的磁盘管理功能创建和调整分区，如遇问题可询问教师或扫码观看视频【教师】巡堂指导，及时解决学生的问题通过课堂实训，巩固所学知识，并将所学的理论知识与实践相结合，使学生掌握创建和设置虚拟机，使用DiskGenius创建硬盘分区，以及使用Windows10的磁盘管理功能创建和调整分区的具体步骤第二节课问题导入（5min）【教师】提出以下问题：常见的Windows操作系统有哪些版本？【学生】思考、举手回答通过问题导入，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（10min）【教师】通过学生的回答引入新知，介绍Windows操作系统的版本，操作系统的安装方式，以及操作系统的安装流程等知识一、Windows操作系统的版本Windows个人版操作系统有WindowsXP，WindowsVista，Windows7，Windows8和Windows10等。其中，WindowsXP和WindowsVista已逐渐被淘汰；Windows7和Windows10是目前的主流；Windows8由于用户使用习惯的原因，没有真正流行。Windows10操作系统按功能分为4个版本：家庭版、专业版、企业版、教育版、移动版、移动企业版和物联网版，其中使用家庭版和专业版的用户较多。此外，根据CPU一次处理数据的能力是32位还是64位，Windows系统还分为32位和64位两种类型。32位的支持的最大内存为4GB；64位的支持的最大内存可以很大。由于目前CPU都是64位，支持64位的操作系统，因此如果内存大于4GB，应安装64位的Windows操作系统，充分利用内存。需要注意的是，许多应用软件也有32位和64位之分，如果安装的是64位操作系统，那么安装应用软件时，也应选择64位的应用软件。二、操作系统的安装方式安装操作系统主要有以下3种方式。1．原装光盘引导安装此方式是使用Windows原版（非Ghost版）安装光盘进行安装。安装时，需要将计算机设置光驱启动，然后将安装光盘放入光驱，重新开机引导系统，安装程序会自动启动，用户可根据安装程序的提示一步一步进行安装。安装过程中可进行硬盘分区、选择安装位置（磁盘分区）、设置用户等操作。2．安装Ghost版的操作系统用户也可从网上下载Ghost版的Windows操作系统ISO镜像文件，将其刻录到光盘或U盘中；或直接购买Ghost版的Windows操作系统安装光盘。安装此类操作系统时，首先需要将计算机设置为光驱或U盘启动，然后选择相应选项进行安装。Ghost版的Windows操作系统安装速度很快，且用户无需在安装过程中进行任何设置。三、操作系统的安装流程下面是安装操作系统的基本流程。（1）准备好操作系统的安装光盘或Ghost镜像文件。（2）在BIOS程序中将计算机设置从光驱或U盘启动。（3）开始安装操作系统。（4）操作系统安装完成后，需安装某些硬件的驱动程序。（5）安装应用软件和游戏等。【学生】聆听、理解、记录通过教师的讲解、演示和课堂互动等方式，使学生了解Windows操作系统的版本，操作系统的安装方式，以及操作系统的安装流程等知识课堂实训（25min）【教师】演示使用光盘安装Windows10，制作U盘启动盘，以及使用U盘安装Windows10的步骤，然后组织学生以小组为单位参照演示步骤进行操作一、使用光盘安装Windows10下面使用Windows10的原版安装光盘安装Windows10。用户可在虚拟机中安装，也可在真实的主机中安装，二者安装方法完全相同。安装前，请首先准备好Windows10原版安装光盘（如果在虚拟机中安装，只需准备Windows10原版安装镜像文件即可）。下面是在虚拟机安装Windows10的具体操作步骤。步骤1确保已将VMware虚拟机设置为光驱启动，并设置好了光驱连接类型（参考任务一的操作）。本例设置光驱连接类型为Windows10安装镜像文件步骤2重新启动虚拟机，当显示器屏幕上出现“PressanykeytobootfromCDorDVD..”字样时按任意键……（详见教材）二、制作U盘启动盘目前制作U盘启动盘的工具软件有很多，如老毛桃、大白菜、深度等，使用这些工具制作的U盘启动盘功能都很相似，都携带WindowsPE系统和很多实用的小工具。步骤1从网上下载老毛桃U盘启动盘制作工具，双击启动（如果需要安装，则安装后再启动），然后插入U盘，在“选择设备”下拉列表框中选择U盘盘符，单击“一键制作”按钮步骤2在弹出的信息提示对话框中单击“确定”按钮，开始制作U盘启动盘……（详见教材）三、使用U盘安装Windows10