操作系统

计算机按下电源键之后，到操作系统登录界面出现，中间到底发生了什么？ 为什么有的硬盘用 MBR，有的用 GPT？ 装系统时总会看到 ESP 分区、EFI 分区，这又是什么东西？ 这篇文章尝试用相对直白的语言，系统地梳理 BIOS / UEFI、MBR / GPT、ESP 等概念，以及它们之间是如何配合完成“从按电源到进入系统”这一过程的。 1. 启动流程概览 先从整体流程看一下，一台现代 PC 从按下电源到进入操作系统，大致可以分成几步： 上电自检（POST）：主板固件初始化硬件（CPU、内存、显卡等），检查是否正常。 寻找可启动设备：按启动顺序在硬盘、U 盘、网络等设备里找“可启动介质”。 加载启动加载程序： 传统：BIOS 从硬盘读取 MBR（磁盘开头 512 字节），跳转到其中的引导代码。 现代：UEFI 直接从指定分区（通常是 ESP）加载 .efi 启动程序。 启动加载程序接管：比如 GRUB、Windows Boot Manager、systemd-boot 等，负责展示启动菜单、加载内核。 加载操作系统内核：内核开始运行，并进一步初始化系统、挂载根文件系统，最终进入图形界面或登录界面。 接下来，我们按几个关键概念拆开讲。 2. BIOS：传统固件时代 BIOS（Basic Input/Output System） 是最早期 PC 上的固件接口，存放在主板的 ROM / Flash 芯片中。 上电后，由 CPU 固定从某个地址执行 BIOS 里的初始化代码。 核心职责： 硬件自检（POST） 提供简单的中断服务（读键盘、磁盘 IO 等） 在磁盘中寻找可启动设备，读取 MBR，执行其中的引导代码。 BIOS 的局限： 只能以传统的 16 位实模式 启动，内存寻址受限。 启动磁盘通常采用 MBR 分区表，单磁盘最大约 2TB、最多 4 个主分区。 扩展性、安全性（比如安全启动）、图形化配置等都比较弱。 这也是为什么后来出现了新的标准 —— UEFI。...