多操作系統獨立分區的方法

摘 要：在計算機實驗室管理中，出于對設備充分合理利用的目的，經常要給計算機安裝多個操作系統，以滿足不同課程的需要。以往，多操作系統的安裝是基于系統引導文件的修改，通過軟件的手段來實現安裝配置。本文提出通過硬件手段來實現真正的多系統分區，完全的獨立分區，相互直接沒有共享，系統的運行將更加穩定，維護和管理更加方便。

關鍵詞：多系統；操作系統；啟動

計算機科學技術的不斷進步發展，多種操作系統相繼出現，從最早的純文字DOS操作系統到圖形界面的Windows 98，Windows 2000，Windows 2003，Windows XP，Windows 7，Windows Vista以及Unix和Linux等其他操作系統。計算機硬件的不斷發展，計算機的性能越來越好。

在以往的多操作系統的安裝中，往往利用軟件的設置，在不同的分區上安裝系統，在引導區進行引導文件的修改，實現多操作系統的安裝。這樣的操作，不能完全的將不同的系統隔離開來，一個系統出現問題是，容易相互感染引起系統的癱瘓。本文提出采用硬件的方法，將分區物理的隔離，實現系統的獨立。

1 正常的系統引導

在進行多操作系統的安裝前，我們必需先了解操作系統正常的引導過程。在這之前，我們先要了解和熟悉一個概念BIOS（Basic Input Output System）也就是通常我們所說的“基本輸入輸出系統”。它是計算機最基本的一個輸入輸出系統，該系統的程序代碼被固化到主板的ROM芯片上，在計算機通電啟動時能夠實現對計算機最底層的硬件的直接控制。同時程序里還保存著各種重要的系統設置信息。

在計算機主機接通電源后，BIOS系統開始工作，先是對各項硬件進行檢測，主要檢測硬件是否完好。檢測發現錯誤時，系統給出報警，比較嚴重的故障則停機。檢測正常時BIOS會顯示啟動畫面和系統的檢測內容，如CPU的頻率、內存的大小、硬盤的參數等等，同時依照CMOS設置的參數對系統進行引導。

BISO將讀取硬盤的0柱面、0磁頭、1扇區，也就是主引導記錄MBR，全稱Master Boot Record。從主引導記錄中查找第一個活動分區，讀取并運行該分區的分區引導記錄。不同的操作系統使用不同的啟動引導文件，進行加載。如DOS和WINDOWS 9X，BISO首先查找兩個操作系統文件IO.SYS和MSDOS.SYS，并根據這兩個配置文件進行系統的引導。

2 傳統的多系統安裝

安裝操作系統之前需要對硬盤進行分區格式化。不同的系統采用不同的分區格式、文件系統。分區格式進行操作系統的安裝，針對不同的操作系統需采用不同的方法，以下分別介紹。

2.1 常見的分區機制

美國微軟公司出產的操作系統使用的分區機制將分區設定為三種形式：主分區、擴展分區和非DOS分區。可以通過FDISK命令進行分區，可以創建一個分區C作為主分區，根據需要創建擴展分區并在擴展分區之上建立邏輯分區。邏輯分區可劃分D、E、F等。同時設定其中一個分區為活動分區，可以是分區C也可以是分區D。分區創建后進行文件系統的格式化，如FAT32、NTFS等文件系統格式。UNIX和LINUX操作系統的分區機制和微軟的完全不一樣，在系統安裝前，需要對硬盤進行創建分區，如/、/BOOT、/USR、/HOME和SWAP等分區，并采用EXT2、EXT3等文件格式。

2.2 多個微軟操作系統的安裝方法

一般安裝一個新的操作系統時，安裝程序會重新改寫硬盤活動分區的MBR也就是主引導扇區，從而是BISO系統可以加載系統程序，引導系統。微軟操作系統一般使用NTLDR作為啟動加載程序，在同類別系統安裝時，通過修改替換NTLDR文件可以實現多系統安裝。

2.3 UNIX操作系統和微軟操作系統的多系統安裝方法

由于UNIX操作系統和微軟的操作系統無論在分區格式還是在文件系統上都完全不同，無法采用先安裝先后安裝兩個操作系統，再修改配置文件進行引導的辦法。在實際運用中，通常采用軟件的方法來實現。

⑴修改主引導記錄。修改主引導記錄中的引導程序，接管系統的引導。例如安裝LINUX和WINDOWS操作系統時，在安裝完成WINDOWS操作系統后，再安裝LINUX提供的工具軟件LILO，最后依照提示安裝LINUX系統。

⑵使用引導管理程序。在給硬盤進行分區時，選工具軟件進行分區。工具軟件單獨的劃分出一個區作為引導區，在引導區中加以設置，提供用戶選擇菜單，二次引導進入用戶需要的系統。如Boot Manager工具軟件。

⑶虛擬系統的方法。出來利用工具軟件修改硬盤的主引導記錄外，還可以利用軟件虛擬一個環境，進行系統的安裝，實現多個系統的并存。

2.4 利用多硬盤實現多系統安裝的方法

在計算機只有單個硬盤時，我們通過修改系統啟動文件、安裝工具軟件、專業軟件來實現多系統的安裝。當計算機有多個硬盤是，我們可以通過設置CMOS參數來實現多系統的啟動。我們可以在第一個硬盤上安裝WINDOWS操作系統，在第二硬盤上安裝UNIX操作系統，每個系統都能獨立的運行。在CMOS參數中設置第一硬盤啟動，就實現WINDOWS系統的引導，設置從第二硬盤啟動，就可以實現UNIX的啟動。

3 利用增霸卡進行多系統分區

傳統的多系統的安裝方法，如修改系統啟動文件、采用工具分區、使用多硬盤啟動等等。在可以方便使用多個操作系統的同時，也存在不少問題。如修改系統引導文件，安裝多個系統，當引導文件出錯、損壞、被誤刪除時，所有的系統將無法啟動；采用工具分區時，引導工具在分區時進行了特殊的操作，修改了主引導記錄，容易被殺毒軟件檢測認為是病毒而刪除，引起啟動故障；使用多硬盤啟動，每次選擇啟動系統時，需要進入CMOS設置參數，操作麻煩。

利用增霸卡進行多系統的分區可很好的解決以上問題。增霸卡是一塊PCI接口的小卡，可以輕松的查找主板插槽內。增霸卡自帶引導程序寫在卡上的ROM芯片內。在計算機通電啟動是該程序將最新取得系統控制權，接管BISO的INT13中斷。同時將系統信息寫入硬盤的隱藏扇區中，從最底層控制硬盤。卡內帶有分區工具，可以方便靈活的將硬盤從底層劃分分區，可以真正的實現分區和分區之間的底層隔離。 增霸卡最多支持20個操作系統的安裝，每個操作系統可以支持10個分區。

為了驗證增霸卡的功效，我們選擇了DELL OPTIPLEX 360進行實例安裝。計算機主要配置為：CPU Intel E5300 2.6G；內存DDR2 2G；主板G31；硬盤160G。在系統啟動后自動進入增霸卡的安裝界面，依據提示選擇全新安裝，重新對硬盤進行分區。因為教學需要我們需要安裝WINDOWS XP而計算機等級考試服務器需要安裝WINDOWS 2003，并要求有獨立的數據分區。具體分區大小、格式、文件系統如表1所示。

作為教學的WINDOWS XP系統，采用還原保護，使用啟動分區設置，擁有獨立的數據分區；作為服務器的WINDOWS 2003，采取開放模式，使用啟動分區設置，同樣也擁有獨立的數據分區；同時提供一個公共數據分區共享數據。分區完成后各自安裝操作系統，經過測試分區相互無影響、無干擾，運行正常。

4 結束語

在詳細了解了系統的引導過程后，對傳統的多操作系統的安裝進行了分析。在實際使用中的缺點也顯而易見：多系統公用一個分區，容易造成文件的混亂、引發錯誤，甚至系引起崩潰；當一個系統出現錯誤時，其他系統往往也受影響；無法隨心所欲的進行系統的引導選擇，管理不方便。利用增霸卡我們真正的實現了分區的硬件隔離，各個操作系統相互不影響、不干擾，完全獨立的運行。在節省硬件投入、合理利用計算機資源的同時也方便進行管理。

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