Windows和Linux多操作系统的安装

常常有网友对自己的文章冠以“大全”之谓，其实世界之大，生活之丰富绝非一人能详，更别说短短一文了。

今就多操作系统安装问题发表一点自己的见解，或者说是贡献自己的一点经验和思想，或详或略，望其能对大家有所帮助。不到之处，望请各位指正！

多操作系统安装涉及到的内容也是方方面面，现列举一二：

一、操作系统的选择

二、机器的启动过程

三、实现多操作系统的思路

四、硬盘的数据结构

五、硬盘的分区方案及文件格式

六、引导程序的选择及多重引导的实现

等等

现分述如下：

一、操作系统的选择

不说老古董级的MSDOS，只说微软推出Windows系统，也可以数上几个吧：除了大家非常熟悉的Windows 98，还不断推出新版本的操作系统，例如目前最流行的Windows XP和Windows Server 2003，当然还有网管朋友比较熟悉的Windows NT及Windows 2000系列。当然也不能忘记最近青云直上的Linux，即Unix系列，但对于个人用户来说，还是以Linux作为代表吧。但问题接着出现：那红旗、红帽、蓝点之类又是何物？当然这些问题只是针对刚接触Linux的用户才会有的，多看两篇有关Linux的文章，问题就解决了，这里不在赘述。至于计算机中的“贵宾”—苹果机及其操作系统，普遍用户接触相对较少，笔者也无过多接触，理应不在此讨论之列。

我们回头看一下，要选择的操作系统其实只有两在系列，即Windows系列和Linux系列。针对你的需要，你作出选择了吗？另外给你提个醒，不要只是心想如何如何，要注意你的机器配置如何。

系统对机器配置的要求 ：

安装Windows2000 professional需要奔腾166以上，2G硬盘，最少32M内存，并且应有625M自由磁盘空间。我建议最好是128M内存。

Windows2000 server至少应该有128M内存，建议256M。至于Windows2000 advanced server，呵呵，最好不要装在个人pc上。

Redhat Linux7.3安装需要大约2G左右。

二、机器的启动过程

当系统加电时，首先进行自检，POST(Power On Self Test，系统加电自检)是计算机执行内存FFFFOH处的程序(一段固化的ROM程序)，对系统硬件(包括CPU、内存、外设)进行检查的过程。当计算机检查到硬件正常并与BIOS设置相符后，即自检通过。

自检通过以后，此时硬盘被复位，系统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。

如果为硬盘启动系统，BIOS会将主引导记录(MBR)读入内存，计算机正确读取分区记录和主引导记录后，如果主引导记录和分区表校验正确，则将控制权交给主引导程序，接下来检查分区表(DPT)的状态，寻找活动的分区，然后由主引导程序将控制权交给活动分区的引导记录(位于该分区的第一个扇区)，最后再由分区的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。

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。这其实就是多重引导程序，引导装入程序和多重引导是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。

如果你安装其他多重引导程序，主引导记录将会被替换成该软件的引导代码，这些引导代码可以允许你从中选择一种操作系统，然后才会读取并执行该操作系统的基本代码。

三、实现多操作系统的思路

从上面的系统引导流程中可以看出，实现多操作系统有两种思路，一种是设置物理盘的引导顺序，另一种是修改主引导程序。

对于多硬盘用户，如果你的计算机中安装了多块硬盘，那就简单多了，你只需要在不同硬盘上安装相应的操作系统，然后在BIOS中指定硬盘的启动顺序即可。这种方法完全不存在兼容性方面的问题，而且各操作系统之间相互独立。 如果安装时制作启动软盘，每次启动时用相应软盘，问题也简单一些。

事实上，绝大多数的用户恐怕只有一块硬盘，而你却同样希望实现多操作系统并存。这时，我们主要通过修改主引导记录或者修改主分区第一个扇区引导代码的方法来实现。当然这些过程一般是由Windows及Linux提供的多重引导程序或者第三方工具软件完成的。

另外还有一种思想，即创建虚拟机：我们还可以利用VMware、Virtual PC等工具软件从原有硬盘中划分出一部分空间和内存容量，在现有操作系统下创建若干虚拟机，从而在虚拟机中进行分区、格式化、安装操作系统等。这样做的好处是不会影响原有的系统，而且可以真正做到同时运行不同的操作系统（这种思想不在我们今天的讨论之列）！

今天我们就单硬盘用户安装多个操作系统，并用硬盘的情况进行简单的总结，当然我们要简单认识一下硬盘的数据结构，因为我们要安装多系统必然想要有相合理的分区。

四、硬盘的数据结构

初买来一块硬盘，我们是没有办法使用的，你需要将它分区、格式化，然后再安装上操作系统才可以使用。一个完整硬盘的数据应该包括五部分：MBR，OBR，FAT，DIR区和DATA区。其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数的增加而增加。

主引导扇区

每个硬盘都有一个主引导扇区，即该盘的第0柱面第0磁头的第1扇区，上面保存着关于这个硬盘的一些至关重要的信息。其结构为：主引导记录MBR(Main Boot Record)+ 硬盘分区表DPT(Disk Partition Table)+ 主引导扇区生效标志。其中，MBR是用来存储引导程序的；生效标志占两个字节，其值一般为AA55（16进制），表示这个硬盘是可用的，为其它值时系统将视此硬盘不存在，也就不能访问。如图1所示。

其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序(也就是操作系统引导扇区)调入内存加以执行。至于分区表，很多人都知道，以80H或00H为开始标志，以55AAH为结束标志，共64字节，位于本扇区的最末端。值得一提的是，MBR是由分区程序(例如DOS 的Fdisk.exe)产生的，不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自己去编写一个，只要它能完成前述的任务即可，这也是为什么能实现多系统启动的原因(说句题外话:正因为这个主引导记录容易编写，所以才出现了很多的引导区病毒)。

硬盘分区表分为四个记录项，分别记录硬盘上四个分区的信息，也就是说一个硬盘可以分为1～4个逻辑分区。这四个分区相互独立，每个都占据一段完整的连续区域，分区内的逻辑扇区号都是从0开始连续编址的，就像一个独立的硬盘一样，这样就可以把一个硬盘当作多个硬盘使用了。每个分区内都可以装入不同的文件系统（如FAT、FAT32、NTFS、Linux Ext2等）和操作系统（如DOS、Windows 98/NT、Linux等)。每个分区记录项中都有一个活动标志（可引导标志）位，这个位为1时表示系统从该分区引导，即开机时启动该分区中的操作系统，而四个记录项中只能有一个活动标志为1；当四个活动标志都为0时，系统将无法引导，但如果从软盘、光盘、其它硬盘、网卡、优盘等启动系统后，这个硬盘还是可以访问的。

我们平时说到的分区概念，不外乎三种：主分区、扩展分区和逻辑分区。主分区是一个比较单纯的分区，通常位于硬盘的最前面一块区域中，构成逻辑C磁盘。在主分区中，不允许再建立其它逻辑磁盘。

扩展分区的概念则比较复杂，也是造成分区和逻辑磁盘混淆的主要原因。由于硬盘仅仅为分区表保留了64个字节的存储空间，而每个分区的参数占据16个字节，故主引导扇区中总计可以存储4个分区的数据。操作系统只允许存储4个分区的数据，如果说逻辑磁盘就是分区，则系统最多只允许4个逻辑磁盘。对于具体的应用，4个逻辑磁盘往往不能满足实际需求。为了建立更多的逻辑磁盘供操作系统使用，系统引入了扩展分区的概念。

所谓扩展分区，严格地讲它不是一个实际意义的分区，它仅仅是一个指向下一个分区的指针，这种指针结构将形成一个单向链表。这样在主引导扇区中除了主分区外，仅需要存储一个被称为扩展分区的分区数据，通过这个扩展分区的数据可以找到下一个分区(实际上也就是下一个逻辑磁盘)的起始位置，以此起始位置类推可以找到所有的分区。无论系统中建立多少个逻辑磁盘，在主引导扇区中通过一个扩展分区的参数就可以逐个找到每一个逻辑磁盘。这样你就可以根据你的需要对你的硬盘进行分区，以便安装你想要安装的系统，多数网友建议把不同的系统安装在不同的分区或逻辑盘上，这也是笔者推荐的，这样你对文件的处理会更大胆一些，你对各个系统的认识会更清楚一些。

在上述四个分区中，有一个可以设置为扩展分区，相应地另三个一般就称作主分区。在扩展分区内，可以设置逻辑驱动器。扩展分区的第一个扇区和主引导扇区类似，只是没有MBR。这个扇区中的DPT结构与主引导扇区中的相同，只是四个记录项中存储的内容是逻辑驱动器的信息罢了。其实我们也可以将逻辑驱动器看作和分区一样，这样一个硬盘最多就可以分为7个分区了。

下面我们接着说我们的硬盘数据结构。

操作系统引导扇区

OBR(OS Boot Record)即操作系统引导扇区，通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区(这是对于DOS来说的，对于那些以多重引导方式启动的系统则位于相应的分区（主或扩展）的第一个扇区，即是操作系统可直接访问的第一个扇区，它也包括一个引导程序和一个被称为BPB(BIOS Parameter Block)的本分区参数记录表。其实每个逻辑分区都有一个OBR，其参数视分区的大小、操作系统的类别而有所不同。引导程序的主要任务是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件(例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是，就把第一个文件读入内存，并把控制权交予该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元(Allocation Unit，以前也称之为簇)的大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生(例如DOS 的Format.com)。

文件分配表（FAT）

FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系统的文件寻址系统，为了数据安全起见，FAT一般做两个，第二FAT为第一FAT的备份， FAT区紧接在OBR之后，其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。关于FAT的格式历来有很多选择，Microsoft 的DOS及Windows采用我们所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非没有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。

目录（Dir）区

DIR是Directory即根目录区的简写，DIR紧接在第二FAT表之后，只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置，FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件(目录)的起始单元(这是最重要的)