信息技术导论课外资料系列-14.ppt

1、Master Boot Record,Agenda,Version,2,1. Whats MBR?,Version,3,MBR全称为Master Boot Record，中文常称作主引导记录。可以从以下两个方面来看待MBR： 一般将MBR分为广义和狭义两种：广义的MBR包含整个扇区（引导程序、分区表及分隔标识），也就是上面所说的主引导记录；而狭义的MBR是基本磁盘的引导文件。我们日常生活、工作中所接触到的电脑，基本上都是基本磁盘，它们的引导文件都是MBR。 基本磁盘上的操作系统在启动过程中不止会用到主引导记录，也会用到次引导记录(PBR, Partition Boot Record)*。,Wh

2、eres MBR?,MBR位于磁盘的第一个扇区，并使用该扇区的全部空间(512B)。 以CHS的寻址方式来表示MBR的位置的话，MBR位于第0柱面第0磁道第1扇区，可以将它表示成(0,0,1)。 以LBA的寻址方式来表示MBR的位置的话，MBR位于LBA=0的扇区。 MBR不在任何一个分区内。 CHS：Cylinder Head Sector柱面/磁头/扇区 LBA： Logical Block Addressing逻辑块寻址模式,How does MBR works?,MBR在系统启动过程中起到的作用如下： 电脑开机后，首先启动的是BIOS，BIOS会执行开机自检(POST)，然后读取CMO

3、S里的设置，选择从硬盘启动。BIOS读取硬盘的MBR到内存中去，然后将系统的控制权交给MBR。 MBR读取它内部的分区表(partition table)，找到其中的活动分区，并确认其他的分区都不是活动分区。然后MBR根据分区表所提供的分区信息找到活动分区的第一个分区，也就是次引导记录(PBR)，并把它加载到内存中去。 次引导记录开始控制后面的引导过程。,2. MBR structure,MBR可以分成3部分： 0001BD为Boot loader 1BE1FD为Disk Partition table，这里是该硬盘的分区表； 1FE1FF为Magic number，它以55AA表示MBR的结

4、束。,2. MBR實例,以16进制工具HxD打开硬盘，第一个扇区即为MBR。下列蓝色背景部分是分区表，在它之前的内容是Boot loader，在它之后的55AA是Magic Number。,0001BD为 Boot loader,1BE1FD为 Partition table,1FE1FF为 Magic number,2.1 Boot loader解釋,Boot loader是MBR中使用空间最大的一块(0001BD，共466B)，同时也是非常重要的一块。 不同的OS，它们的MBR也会不同，其实也就是Boot loader不同造成的。MBR的另外两部分Partition table和Magic

5、 number对不同的OS来说，都是相同的。,2.1 Boot loader structure,Boot loader也可以分成3部分：Boot code，Error message和Disk signature (1B81BB)。如下图所示：,Boot code,Error message,Disk Signature,2.1.1 Boot loader,Boot loader是用汇编语言写的引导代码，不同的boot loader长度一般不一样。 Boot loader的工作是查找分区表(partition table)中的活动分区(active partition)，然后将系统控制权转移

6、给活动分区的次引导记录(PBR)。就工作性质而言，MBR算是一种链式引导器(chain loader)。,2.1.2 Error message,Boot loader在执行过程中，如果遇到问题，会根据情况引用不同的Error message并反馈在屏幕上。在Windows 7中，Error message共有三种 Invalid partition table; Error loading operating system; Missing operating system;,2.1.3 Disk signature,磁盘签名(Disk Signature)位于1B81BB的位置，长度为4B

7、。 对Windows系统来说，以ntldr为引导器的系统(比如Windows XP)，磁盘签名的完整性不是至关重要。但以bootmgr为引导器的系统(比如Windows Vista和Windows 7)，如果磁盘签名被改掉或找不到，系统将无法启动。 开机在BIOS画面后按下F10，可以看到Windows Vista和Windows 7的磁盘签名。,2.2 Partition table（分区表）,分区表共64B，它包含该硬盘上的4个主分区的分区信息，每个分区各占16B。如果不足4个主分区，则剩余部分数据为0。 一个分区表的16B与它的功能的对应关系如下表:,2.2.1 扩展分区和逻辑分区,扩展

8、分区和逻辑分区 除了主引导区和主分区外，常见分区类型还有扩展分区、逻辑分区。扩展分区的产生是由于分区表只能识别四个分区，这显然不能满足使用需求，为了解决此问题，磁盘分区命令允许用户创建一个扩展分区，在扩展分区内可以建立最多23个逻辑分区，其中每个分区都单独分配一个盘符(DZ)，可以被计算机作为独立的物理设备使用(见图2)。逻辑分区的信息都被保存在扩展分区内，而扩展分区信息都被保存在MBR中，然后通过连接的形式交给DPT分区表中4个独立主分区信息的其中一个来管理，从而占据DPT中的一个16字节的主分区信息存储空间。因此，一个硬盘可以有14个主分区，01个扩展分区，两者总和只能为4。除了主分区外，其余部分可以就是扩展分区，但扩展分区是不能直接用的，它必须分成单个或若干个逻辑分区(123个)，它们之间关系是包含的关系，所有的逻辑分区都是扩展分区的一部分。仅当逻辑分区数量为有1个时，逻辑分区才等于扩展分区。,2.2.2 和引导区接头的活动分区,通常一个分区的状态包括活动、非活动(即“无”状态)和隐藏等三种状态，其中活动分区就是指当前系统所在的分区，引导区中的引导程序自动搜索硬盘中的活动