摘 要：在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中，出于對設(shè)備充分合理利用的目的，經(jīng)常要給計(jì)算機(jī)安裝多個操作系統(tǒng)，以滿足不同課程的需要。以往，多操作系統(tǒng)的安裝是基于系統(tǒng)引導(dǎo)文件的修改，通過軟件的手段來實(shí)現(xiàn)安裝配置。本文提出通過硬件手段來實(shí)現(xiàn)真正的多系統(tǒng)分區(qū)，完全的獨(dú)立分區(qū)，相互直接沒有共享，系統(tǒng)的運(yùn)行將更加穩(wěn)定，維護(hù)和管理更加方便。

關(guān)鍵詞：多系統(tǒng)；操作系統(tǒng)；啟動

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，多種操作系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，從最早的純文字DOS操作系統(tǒng)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(tǒng)。計(jì)算機(jī)硬件的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的性能越來越好。

在以往的多操作系統(tǒng)的安裝中，往往利用軟件的設(shè)置，在不同的分區(qū)上安裝系統(tǒng)，在引導(dǎo)區(qū)進(jìn)行引導(dǎo)文件的修改，實(shí)現(xiàn)多操作系統(tǒng)的安裝。這樣的操作，不能完全的將不同的系統(tǒng)隔離開來，一個系統(tǒng)出現(xiàn)問題是，容易相互感染引起系統(tǒng)的癱瘓。本文提出采用硬件的方法，將分區(qū)物理的隔離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的獨(dú)立。

1 正常的系統(tǒng)引導(dǎo)

在進(jìn)行多操作系統(tǒng)的安裝前，我們必需先了解操作系統(tǒng)正常的引導(dǎo)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(tǒng)”。它是計(jì)算機(jī)最基本的一個輸入輸出系統(tǒng)，該系統(tǒng)的程序代碼被固化到主板的ROM芯片上，在計(jì)算機(jī)通電啟動時能夠?qū)崿F(xiàn)對計(jì)算機(jī)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(tǒng)設(shè)置信息。

在計(jì)算機(jī)主機(jī)接通電源后，BIOS系統(tǒng)開始工作，先是對各項(xiàng)硬件進(jìn)行檢測，主要檢測硬件是否完好。檢測發(fā)現(xiàn)錯誤時，系統(tǒng)給出報(bào)警，比較嚴(yán)重的故障則停機(jī)。檢測正常時BIOS會顯示啟動畫面和系統(tǒng)的檢測內(nèi)容，如CPU的頻率、內(nèi)存的大小、硬盤的參數(shù)等等，同時依照CMOS設(shè)置的參數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行引導(dǎo)。

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

2 傳統(tǒng)的多系統(tǒng)安裝

安裝操作系統(tǒng)之前需要對硬盤進(jìn)行分區(qū)格式化。不同的系統(tǒng)采用不同的分區(qū)格式、文件系統(tǒng)。分區(qū)格式進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝，針對不同的操作系統(tǒng)需采用不同的方法，以下分別介紹。

2.1 常見的分區(qū)機(jī)制

美國微軟公司出產(chǎn)的操作系統(tǒng)使用的分區(qū)機(jī)制將分區(qū)設(shè)定為三種形式：主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和非DOS分區(qū)?？梢酝ㄟ^FDISK命令進(jìn)行分區(qū)，可以創(chuàng)建一個分區(qū)C作為主分區(qū)，根據(jù)需要創(chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)并在擴(kuò)展分區(qū)之上建立邏輯分區(qū)。邏輯分區(qū)可劃分D、E、F等。同時設(shè)定其中一個分區(qū)為活動分區(qū)，可以是分區(qū)C也可以是分區(qū)D。分區(qū)創(chuàng)建后進(jìn)行文件系統(tǒng)的格式化，如FAT32、NTFS等文件系統(tǒng)格式。UNIX和LINUX操作系統(tǒng)的分區(qū)機(jī)制和微軟的完全不一樣，在系統(tǒng)安裝前，需要對硬盤進(jìn)行創(chuàng)建分區(qū)，如/、/BOOT、/USR、/HOME和SWAP等分區(qū)，并采用EXT2、EXT3等文件格式。

2.2 多個微軟操作系統(tǒng)的安裝方法

一般安裝一個新的操作系統(tǒng)時，安裝程序會重新改寫硬盤活動分區(qū)的MBR也就是主引導(dǎo)扇區(qū)，從而是BISO系統(tǒng)可以加載系統(tǒng)程序，引導(dǎo)系統(tǒng)。微軟操作系統(tǒng)一般使用NTLDR作為啟動加載程序，在同類別系統(tǒng)安裝時，通過修改替換NTLDR文件可以實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)安裝。

2.3 UNIX操作系統(tǒng)和微軟操作系統(tǒng)的多系統(tǒng)安裝方法

由于UNIX操作系統(tǒng)和微軟的操作系統(tǒng)無論在分區(qū)格式還是在文件系統(tǒng)上都完全不同，無法采用先安裝先后安裝兩個操作系統(tǒng)，再修改配置文件進(jìn)行引導(dǎo)的辦法。在實(shí)際運(yùn)用中，通常采用軟件的方法來實(shí)現(xiàn)。

⑴修改主引導(dǎo)記錄。修改主引導(dǎo)記錄中的引導(dǎo)程序，接管系統(tǒng)的引導(dǎo)。例如安裝LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)時，在安裝完成WINDOWS操作系統(tǒng)后，再安裝LINUX提供的工具軟件LILO，最后依照提示安裝LINUX系統(tǒng)。

⑵使用引導(dǎo)管理程序。在給硬盤進(jìn)行分區(qū)時，選工具軟件進(jìn)行分區(qū)。工具軟件單獨(dú)的劃分出一個區(qū)作為引導(dǎo)區(qū)，在引導(dǎo)區(qū)中加以設(shè)置，提供用戶選擇菜單，二次引導(dǎo)進(jìn)入用戶需要的系統(tǒng)。如Boot Manager工具軟件。

⑶虛擬系統(tǒng)的方法。出來利用工具軟件修改硬盤的主引導(dǎo)記錄外，還可以利用軟件虛擬一個環(huán)境，進(jìn)行系統(tǒng)的安裝，實(shí)現(xiàn)多個系統(tǒng)的并存。

2.4 利用多硬盤實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)安裝的方法

在計(jì)算機(jī)只有單個硬盤時，我們通過修改系統(tǒng)啟動文件、安裝工具軟件、專業(yè)軟件來實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的安裝。當(dāng)計(jì)算機(jī)有多個硬盤是，我們可以通過設(shè)置CMOS參數(shù)來實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的啟動。我們可以在第一個硬盤上安裝WINDOWS操作系統(tǒng)，在第二硬盤上安裝UNIX操作系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都能獨(dú)立的運(yùn)行。在CMOS參數(shù)中設(shè)置第一硬盤啟動，就實(shí)現(xiàn)WINDOWS系統(tǒng)的引導(dǎo)，設(shè)置從第二硬盤啟動，就可以實(shí)現(xiàn)UNIX的啟動。

3 利用增霸卡進(jìn)行多系統(tǒng)分區(qū)

傳統(tǒng)的多系統(tǒng)的安裝方法，如修改系統(tǒng)啟動文件、采用工具分區(qū)、使用多硬盤啟動等等。在可以方便使用多個操作系統(tǒng)的同時，也存在不少問題。如修改系統(tǒng)引導(dǎo)文件，安裝多個系統(tǒng)，當(dāng)引導(dǎo)文件出錯、損壞、被誤刪除時，所有的系統(tǒng)將無法啟動；采用工具分區(qū)時，引導(dǎo)工具在分區(qū)時進(jìn)行了特殊的操作，修改了主引導(dǎo)記錄，容易被殺毒軟件檢測認(rèn)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(tǒng)時，需要進(jìn)入CMOS設(shè)置參數(shù)，操作麻煩。

利用增霸卡進(jìn)行多系統(tǒng)的分區(qū)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(nèi)。增霸卡自帶引導(dǎo)程序?qū)懺诳ㄉ系腞OM芯片內(nèi)。在計(jì)算機(jī)通電啟動是該程序?qū)⒆钚氯〉孟到y(tǒng)控制權(quán)，接管BISO的INT13中斷。同時將系統(tǒng)信息寫入硬盤的隱藏扇區(qū)中，從最底層控制硬盤?？▋?nèi)帶有分區(qū)工具，可以方便靈活的將硬盤從底層劃分分區(qū)，可以真正的實(shí)現(xiàn)分區(qū)和分區(qū)之間的底層隔離。 增霸卡最多支持20個操作系統(tǒng)的安裝，每個操作系統(tǒng)可以支持10個分區(qū)。

為了驗(yàn)證增霸卡的功效，我們選擇了DELL OPTIPLEX 360進(jìn)行實(shí)例安裝。計(jì)算機(jī)主要配置為：CPU Intel E5300 2.6G；內(nèi)存DDR2 2G；主板G31；硬盤160G。在系統(tǒng)啟動后自動進(jìn)入增霸卡的安裝界面，依據(jù)提示選擇全新安裝，重新對硬盤進(jìn)行分區(qū)。因?yàn)榻虒W(xué)需要我們需要安裝WINDOWS XP而計(jì)算機(jī)等級考試服務(wù)器需要安裝WINDOWS 2003，并要求有獨(dú)立的數(shù)據(jù)分區(qū)。具體分區(qū)大小、格式、文件系統(tǒng)如表1所示。

作為教學(xué)的WINDOWS XP系統(tǒng)，采用還原保護(hù)，使用啟動分區(qū)設(shè)置，擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)分區(qū)；作為服務(wù)器的WINDOWS 2003，采取開放模式，使用啟動分區(qū)設(shè)置，同樣也擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)分區(qū)；同時提供一個公共數(shù)據(jù)分區(qū)共享數(shù)據(jù)。分區(qū)完成后各自安裝操作系統(tǒng)，經(jīng)過測試分區(qū)相互無影響、無干擾，運(yùn)行正常。

4 結(jié)束語

在詳細(xì)了解了系統(tǒng)的引導(dǎo)過程后，對傳統(tǒng)的多操作系統(tǒng)的安裝進(jìn)行了分析。在實(shí)際使用中的缺點(diǎn)也顯而易見：多系統(tǒng)公用一個分區(qū)，容易造成文件的混亂、引發(fā)錯誤，甚至系引起崩潰；當(dāng)一個系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤時，其他系統(tǒng)往往也受影響；無法隨心所欲的進(jìn)行系統(tǒng)的引導(dǎo)選擇，管理不方便。利用增霸卡我們真正的實(shí)現(xiàn)了分區(qū)的硬件隔離，各個操作系統(tǒng)相互不影響、不干擾，完全獨(dú)立的運(yùn)行。在節(jié)省硬件投入、合理利用計(jì)算機(jī)資源的同時也方便進(jìn)行管理。

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