计算机系统维护与管理：BIOS与磁盘分区

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常用的子母缩写含义

OS：操作系统或输出系统
ROM:（Read-Only Memory）只读内存，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。
RAM:（random access memory）随机存储内存，断电丢失其存储内容

BIOS

BIOS是英文Basic Input Output System的缩写，即“基本输入输出系统”，是固化到计算机内主板上的一个ROM芯
片上的一组程序，它保存着计算机最重要的基本输入/输出程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。 其主要功能是为计算机提供底层的、最直接的硬件设置和控制。

• 主要BIOS生产厂家为AMI、Insyde、Phonenix、南京百敖。

四 大 功 能 { P O S T 上 电 自 检 对应的设备检测代码(POST CODE)写在80H,若不通过停止并报警  B I O S 系 统 启 动 自 举 程 序 B I O S 中 断 B I O S 设 置 系统启动的优先级在此设置  四大功能\begin{cases} POST上电自检& \text{对应的设备检测代码(POST CODE)写在80H,若不通过停止并报警 }\\ BIOS系统启动自举程序\\ BIOS中断 \\ BIOS设置 &\text{系统启动的优先级在此设置 }\\ \end{cases} 四大功能⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​POST上电自检BIOS系统启动自举程序BIOS中断BIOS设置​对应的设备检测代码(POST CODE)写在80H,若不通过停止并报警 系统启动的优先级在此设置 ​

CMOS

• 用于保存电脑重要信息
• 有时候需要主动清除CMOS中的信息，如忘记开机密码而无法启动程序，一般主板上有专门的跳线来解决这个问题。
  
  B I O S 改 为 U E F I { 硬 件 接 口 方 法 × 驱 动 / 协 议 √ 编 码 99 % 都 由 C 语 言 完 成 U E F I 概 念 划 分 { U E F I 实 体 { U E F I   A p p l i c a t i o n O S   L o a d e r U E F I   D r i v e r 初 始 化 平 台 框 架 ： P E I + D X E BIOS改为UEFI\begin{cases} 硬件接口方法 ×\\ 驱动/协议√&编码99\% 都由C语言完成 \\ \end{cases}\\ UEFI概念划分\begin{cases}UEFI实体\begin{cases}UEFI\ Application\\OS\ Loader \\UEFI \ Driver\end{cases}\\ \\ 初始化平台框架：PEI+DXE \\ \end{cases} BIOS改为UEFI{硬件接口方法×驱动/协议√​编码99%都由C语言完成​UEFI概念划分⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​UEFI实体⎩⎪⎨⎪⎧​UEFI ApplicationOS LoaderUEFI Driver​初始化平台框架：PEI+DXE​

SATA

Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术附件）
S A T A 接 口 选 择 { 独 立 冗 余 磁 盘 阵 列 R A I D { R A I D 0 R A I D 1 R A I D 10 ( 两 个 1 组 成 0 ) R A I D 5 I D E SATA接口选择\begin{cases}独立冗余磁盘阵列RAID\begin{cases} RAID0 \\ RAID1 \\RAID10(两个1组成0) \\RAID5 \end{cases}\\ \\ IDE \\ \end{cases} SATA接口选择⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​独立冗余磁盘阵列RAID⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​RAID0RAID1RAID10(两个1组成0)RAID5​IDE​

Raid 10其实结构非常简单，首先创建2个独立的Raid1，然后将这两个独立的Raid1组成一个Raid0，
虽然Raid10方案造成了50%的磁盘浪费，但是它提供了200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一Raid1中，就能保证数据安全性。假如磁盘中的某一块盘坏了，整个逻辑磁盘仍能正常工作的。

RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。

∗ 进 入 B I O S 设 置 ： 开 机 在 B I O S 自 检 画 面 出 现 时 按 D e l e t e ∗ R A I D 逻 辑 硬 盘 组 建 ： B I O S 中 S A T A 接 口 设 置 为 R A I D ∗ 检 测 U E F I 是 否 启 动 ： w i n + R 启 动 c m d 输 入 m s i n f o 32 查 看 *进入BIOS设置：开机在BIOS自检画面出现时按Delete\\*RAID逻辑硬盘组建：BIOS中SATA接口设置为RAID\\*检测UEFI是否启动：win+R启动cmd输入msinfo32查看 ∗进入BIOS设置：开机在BIOS自检画面出现时按Delete∗RAID逻辑硬盘组建：BIOS中SATA接口设置为RAID∗检测UEFI是否启动：win+R启动cmd输入msinfo32查看

磁盘分区

磁 盘 分 区 的 意 义 { A . 有 利 于 管 理 B . 技 术 限 制 C . 多 文 件 系 统 D . 隔 离 故 障 E . 基 于 安 全 考 虑 磁盘分区的意义\begin{cases} A. 有利于管理 \\B. 技术限制 \\C. 多文件系统\\D. 隔离故障 \\E. 基于安全考虑 \end{cases}\\ 磁盘分区的意义⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​A.有利于管理B.技术限制C.多文件系统D.隔离故障E.基于安全考虑​
•磁盘分区有哪三种类型？
磁 盘 分 区 { 主 分 区 ( 一 块 磁 盘 最 少 有 一 个 ) 主 分 区 中 不 能 再 划 分 其 他 类 型 的 分 区 ， 因 此 每 个 主 分 区 都 相 当 于 一 个 逻 辑 磁 盘 扩 展 分 区 ( 一 块 磁 盘 最 多 有 一 个 ) 逻 辑 分 区 磁盘分区\begin{cases} 主分区(一块磁盘最少有一个)\tiny主分区中不能再划分其他类型的分区，因此每个主分区都相当于一个逻辑磁盘\\ 扩展分区(一块磁盘最多有一个)\\ 逻辑分区 \\ \end{cases}\\ 磁盘分区⎩⎪⎨⎪⎧​主分区(一块磁盘最少有一个)主分区中不能再划分其他类型的分区，因此每个主分区都相当于一个逻辑磁盘扩展分区(一块磁盘最多有一个)逻辑分区​
L u n i x 系 统 常 常 在 根 目 录 “ / ” 以 外 ， 划 分 一 个 “ 交 换 分 区 ” （ 挂 载 " S W A P " ） ， 相 当 于 W i n d o w s 系 统 的 虚 拟 内 存 \tiny Lunix系统常常在根目录“/”以外，划分一个“交换分区”（挂载"SWAP"），相当于Windows系统的虚拟内存 Lunix系统常常在根目录“/”以外，划分一个“交换分区”（挂载"SWAP"），相当于Windows系统的虚拟内存

磁 盘 { 转 速 恒 定 容 量 = 柱 面 数 ∗ 扇 区 数 ∗ 512 B ∗ 磁 头 数 S S D 固 态 硬 盘 { 读 / 写 ： 的 单 位 “ 页 ” 擦 除 ( 不 能 覆 盖 写 入 ) ： 的 单 位 “ 块 ” > " 页 " 磁盘\begin{cases} 转速恒定\\ 容量=柱面数*扇区数*512B*磁头数\\ \end{cases}\\ SSD固态硬盘\begin{cases} 读/写：的单位“页”\\ 擦除(不能覆盖写入)：的单位“块”>"页"\\ \end{cases}\\ 磁盘{转速恒定容量=柱面数∗扇区数∗512B∗磁头数​SSD固态硬盘{读/写：的单位“页”擦除(不能覆盖写入)：的单位“块”>"页"​

主引导扇区

主 引 导 扇 区 ( 磁 盘 上 第 一 个 扇 区 不 属 于 任 一 分 区 ) { M B R 主 引 导 记 录 ( 446 B ) D P T 磁 盘 分 区 表 ( 64 B ) 每 个 分 区 16 B ， 则 只 能 有 4 个 主 分 区 ， 或 3 个 主 分 区 1 个 逻 辑 分 区 一 个 分 区 最 大 2 T B ( 分 区 号 1 到 4 是 主 分 区 或 扩 展 分 区 ， 逻 辑 分 区 只 能 从 5 开 始 ) 2 个 签 名 字 节 \begin{array}{c}\begin{array}{c}主引导\\扇区\\(磁盘上第一个扇区\\ 不属于任一分区) \end{array}\end{array}\left\{\begin{array}{l}MBR主引导记录(446B)\\ DPT 磁盘分区表(64B)\tiny \begin{array}{c}\begin{array}{c}每个分区16B，则只能有4个主分区，或3个主分区1个逻辑分区\\一个分区最大2TB\\(分区号1到4是主分区或扩展分区，逻辑分区只能从5开始)\end{array} \end{array} \\2个签名字节 \end{array}\right. 主引导扇区(磁盘上第一个扇区不属于任一分区)​​⎩⎪⎨⎪⎧​MBR主引导记录(446B)DPT磁盘分区表(64B)每个分区16B，则只能有4个主分区，或3个主分区1个逻辑分区一个分区最大2TB(分区号1到4是主分区或扩展分区，逻辑分区只能从5开始)​​2个签名字节​
主 引 导 扇 区 读 取 流 程 ： P O S T 上 电 自 检 ， 读 取 M B R ， 检 查 M B R 是 否 有 效 ， 根 据 M B R 中 的 代 码 启 动 引 导 程 序 主引导扇区读取流程：\\ POST上电自检，读取MBR，检查MBR是否有效，根据MBR中的代码启动引导程序 主引导扇区读取流程：POST上电自检，读取MBR，检查MBR是否有效，根据MBR中的代码启动引导程序

文件系统

磁 盘 文 件 系 统 ( F A T 32 & N T F S ) 磁盘文件系统(FAT32\&NTFS) 磁盘文件系统(FAT32&NTFS)

• 文件系统由哪三个部分组成？
  文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性
• NTFS相对于FAT32的优点：
  支 持 2 G B 更 大 分 区 加 密 更 安 全 簇 更 小 ， 产 生 的 碎 片 更 小 支持2GB更大分区\\加密更安全\\簇更小，产生的碎片更小 支持2GB更大分区加密更安全簇更小，产生的碎片更小

整 数 分 区 ( N T F S / F A T 格 式 ) ： N T F S （ F A T ） 在 分 区 时 ， 所 选 取 的 柱 面 的 个 数 为 整 数 整数分区(NTFS/FAT格式)：NTFS（FAT）在分区时，所选取的柱面的个数为整数 整数分区(NTFS/FAT格式)：NTFS（FAT）在分区时，所选取的柱面的个数为整数

•当一个文件被删除后，操作系统其实并没有删除数据 ，只是在硬盘前的索引区里标记 这块文件占用的区域为可覆盖的，因此在固态硬盘上，当全部闪存被写满一遍后，没有 空余 （从未写过）的块可以被使用的情况下，每次写入新的数据都需要先擦再写，导 致了写入速度下降。请提出一种方法，如何最大程度避免写入速度的下降？
第 一 个 就 是 定 期 运 行 垃 圾 回 收 程 序 ( G C ) 第 二 个 更 好 的 途 径 就 是 当 数 据 删 除 时 候 让 系 统 告 诉 S S D 数 据 没 了 ， 让 S S D 立 即 擦 掉 那 些 数 据 占 用 的 块 第一个就是定期运行垃圾回收程序(GC)\\ 第二个更好的途径就是当数据删除时候让系统告诉SSD数据没了，让SSD立即擦掉那些数据占用的块 第一个就是定期运行垃圾回收程序(GC)第二个更好的途径就是当数据删除时候让系统告诉SSD数据没了，让SSD立即擦掉那些数据占用的块

为 减 轻 磁 盘 I / O 负 担 ， 扇 区 对 齐 的 字 节 数 应 该 ≥ 文 件 系 统 的 文 件 蔟 大 小 ， 相 对 的 对 齐 字 节 数 越 大 ， 浪 费 空 间 为减轻磁盘I/O负担，扇区对齐的字节数应该\geq 文件系统的文件蔟大小，相对的对齐字节数越大，浪费空间 为减轻磁盘I/O负担，扇区对齐的字节数应该≥文件系统的文件蔟大小，相对的对齐字节数越大，浪费空间

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