ubuntu实体机安装及其基础知识

前言：

实体机相对于虚拟机而言有自己独特的优势，例如性能更好之类的，于是我们就又写了一篇关于实体机的安装经验。并在文章的结尾加上了原理篇，可能由于笔者水平，写的并不是太好懂，但是这是笔者从许多论坛、电脑杂志、书籍总结出来的经验。遇到安装问题，可以参考着原理去找原因。如果问题还没有解决，欢迎留言。
准备工具：

• ubuntu系统
• 大于4G可被格式化的U盘一只
• 电脑
• rufus烧录软件。官网地址：http://rufus.akeo.ie/

第一步：烧录ubuntu系统。

插上U盘，打开rufus软件，如下图所示，设备选择自己的U盘,。为了保证可以从uefi启动，这里的文件系统选择FAT或者FAT32，其他的保持默认。

选择镜像，点击下图的光碟形状的按钮，选择你的Ubuntu镜像：

然后点击开始按钮，弹出下面界面，选择默认，点击OK

弹出以下界面，点击确定，即可开始烧录：

等待，此间不要拔掉U盘，待显示下图，即可弹出U盘，烧录完成。

第二步：分出一部分磁盘空间用于安装ubuntu系统：

右击我的电脑->管理->存储->磁盘管理(本地),见下图：

右击你要切割的分区，不能是C盘，选择这个操作是无损的：

如下图：输入你要分的大小，这里建议给ubuntu 10G以上的空间，笔者的这个分区可用空间过小，这里用1G举例，然后点击压缩：

切割完以后如下图，后面的那个未分配的1G空间就是我们要装ubuntu的地方：

第三步：进入BIOS：

如果你现在windows系统，请重启，因为如果windows开了快速启动(所谓快速启动就是windows将主要进程打压到硬盘中，下次开机直接从硬盘中读取文件，避免了开机速度慢的现象，现在的windows8及其以上的系统开机很快也是这个原理)，那么关机再开机会直接进入操作系统，不会给你进入BIOS的机会。点击重启后，趁加载windows之前立即反复按下进入BIOS的快捷键。请根据你的电脑品牌选择快捷键，见下图(有部分电脑如果无法进入，则同时按下Fn+下面快捷健)：

第四步：更改BIOS设置：

因为笔者的电脑是神舟的，所以在此以神舟的BIOS设置举例，在这里，我们通常需要设置以下几项，：

boot引导顺序，找到boot选项卡，找到你的U盘，然后设为第一引导。

如在uefi模式下启动，请参考下图将uefi boot 改成enable。如果在legacy模式启动，请改成disabled（如何查看自己电脑模式，请翻看下文原理篇解释）

如果有Secure boot，请更改secure boot 为 disabled 。这个是微软为了保护主板强行让厂商加上的一个主板锁，当这个选项为enabled的时候，主板有可能会拒绝除了windows之外所有的系统的安装。所以这里将他关闭。

神舟BIOS详解：

此外，常见的选项还有

• Reset to Setup Mode恢复bios出厂设置，
• Restore Factory Keys用于清除或恢复内置的安全启动密钥，
• OS Optimized Defaults是一个“顶级”设置选项，开启该选项后，BIOS会自动将所有相关选项恢复为预装Win8/8.1 默认启动方式所要求的标准设置。

设置以上完毕后，进入Exit选项卡，选择保存这是并重启，即可进入ubuntu安装界面。

第五步：开始安装(因为实体机不容易截图，这里用虚拟机模拟实体机安装):

点击install ，进入如下界面，选择语言为English(如果你不想装13…还是选中文ba…)，点击install Ubuntu：

这里什么都不勾选(请根据自己需要修改)，点击Continue

这里选择Something else

如下图所示：选中free space，即你第二步切出来的空闲空间，这里主要不要选错了，否则轻则windows崩溃，重则自己重要数据丢失

点击下图中的“+“号，弹出下图，在其中的Size 框中输入大小，这里建议10G以上。其他的设置请和下图中的一致，然后点击ok

重新选择剩下的free 空间，然后点击”+“号，请根据自己实际情况输入Size大小，然后选择Mount point 为 /home，然后点击ok

重新选择剩下的free space ，点击”+“ ，然后在弹出的界面的Size中按实际情况输入大小，这里建议电脑内存的两倍大小（其实并不需要…）， 选use as 为swap area，然后点击ok

最后的分区情况如图所示：(请按需分配自己每个分区的大小)。下图的Device for boot loader installation默认。然后点击install now

弹出下图，点击 continue

下图选择 shanghai，点击Continue

这里保持默认，选择 Continue

如图，进行用户设定，计算机名 是主机名，用户名 是登录时用的账户名称，密码 则是你所设 用户名 的登录密码，请务必记牢。

配置选择已完成，接下来请耐心等待安装过程，如图，请不要点击 SKIP

耐心等待安装完成。点击Restart Now

然后会重启进入系统，用你上面配置的用户名和密码登录，请注意最好不要登录 root ，你可以用 sudo命令来获取相应的权限。

总结：

安装系统是一件比较简单的事情，但是比较浪费时间，遇到问题大家可以参考下面的原理篇。

和平回答

Ask：什么是从cmos？

Answer：CMOS常指保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启动设置等）的芯片。

Ask：什么是bios？

Answer：BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略词，直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

Ask：bios和cmos的关系：

Answer：CMOS是主板上的一块可读写的并行或串行FLASH芯片，是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定。

Ask：什么是uefi和legacy：

Answer：uefi是新式的BIOS，legacy是传统BIOS。

Ask：怎么区分自己的电脑是legacy和uefi模式：

Answer：
方法一：电脑刚买过来，预装win8、win8.1、win10的，没有拿去电脑店被别人重新装过系统的均是uefi启动，预装win7系统一般是legacy。被电脑店重新装过系统的一般都是legacy。
方法二：见下图：右击我的电脑，点击管理，选择存储，选择磁盘管理(本地)，显示有红色框内的EFI分区的是uefi启动 (原理上fat32分区格式也可以引导uefi，充当EFI分区的功能，详细请看下面的讲解)，没有类似分区的启动方式均为legacy。

Ask：什么是MBR和GPT：

Answer：MBR和GPT均是磁盘的不同分区表格式(什么是分区表，请看我们推送的上一篇文章——Ubuntu 基础知识与虚拟机安装中分区表的介绍)。

Ask：什么是分区：

Answer：是物理磁盘的一部分，其作用如同一个物理分隔单元。可以理解为：比如你买了一间很大的房子(磁盘)，必须用墙分成房子(分区)才能使用。当然你可以只有一个分区，但是不建议。

Ask：什么是主分区和扩展分区：

Answer：
主分区：标记为由操作系统使用的一部分物理磁盘。
扩展分区：因为在MBR分区格式下只能有4个主分区，当超过4个分区的时候，我们就用扩展分区代替主分区进行管理。

Ask：什么是活动分区和非活动分区：

Answer：活动分区是计算机系统分区，启动操作系统的文件都装在这个分区。

Ask：什么是文件系统：

Answer：操作系统组织管理文件的一种方法，直白点说就是把硬盘上的数据以文件的形式呈现给用户。Fat32、NTFS都是常见的文件系统类型)的支持，它能够直接读取FAT分区中的文件。

Ask：MBR和GPT 分区表格式有什么区别：

Answer：

MBR分区结构

我们可将MBR磁盘分区结构用下图简单表示（Windows下基本磁盘、4个主分区）：

为了方便计算机访问硬盘，把硬盘上的空间划分成许许多多的区块（英文叫sectors，即扇区），然后给每个区块分配一个地址，称为逻辑块地址（即LBA）。在MBR磁盘的第一个扇区内保存着启动代码(446bytes)和硬盘分区表(64bytes)。 启动代码(446bytes) 的作用是指引计算机从活动分区引导启动操作系统（BIOS下启动操作系统的方式）；分区表的作用是记录硬盘的分区信息。在MBR中，分区表的大小(64bytes)是固定的，一共可容纳4个主分区信息,每一个都记录区段的开始与结束柱面号码。扩展分区（操作系统限制）最多有一个，扩展分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息 。

在MBR分区表中逻辑块地址采用32位二进制数表示，因此一共可表示2^32（2的32次方）个逻辑块地址。如果一个扇区大小为512字节，那么硬盘最大分区容量仅为2TB.

GPT分区结构

在GTP磁盘的第一个数据块中同样有一个与MBR（主引导记录）类似的标记，叫做PMBR。PMBR的作用是，当使用不支持GPT的分区工具时，整个硬盘将显示为一个受保护的分区，以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。UEFI并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息，它有自己的分区表，即GPT分区表。

GPT的分区方案之所以比MBR更先进，是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值，也就是说GPT分区表的大小不是固定的。在Windows中，微软设定GPT磁盘最大分区数量为128个。另外，GPT分区方案中逻辑块地址（LBA）采用64位二进制数表示，可以计算一下2^64是一个多么庞大的数据，以我们的需求来讲完全有理由认为这个大小约等于无限，所以当硬盘大于2T大小的时候，我们必须采用GPT格式。除此之外，GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表，保证了分区信息不容易丢失。

GPT分区最多有128个主分区，已经足够用了，所以在GPT分区格式下没有扩展分区这一说法。

因为legacy模式下无法识别GPT分区，所以legacy模式下下GPT分区的磁盘不能用于启动操作系统，在操作系统提供支持的情况下可用于数据存储。
UEFI可同时识别MBR分区和GPT分区，因此UEFI下，MBR磁盘和GPT磁盘都可用于启动操作系统和数据存储。

Ask：uefi、legacy与MBR和GPT之间的关系

Answer：
从上面我们已经知道了uefi和legacy是bios的启动方式。MBR和GPT是磁盘的分区格式。
为了简单起见，我们通常将uefi+GPT绑定，即uefi启动方式下你的磁盘必须是GPT格式；legacy和MBR绑定，即当legacy启动方式下你的磁盘必须是MBR格式。实际上uefi+MBR也是可以的，只要含有FAT32格式的分区放引导即可。但是很少有人这样用，想折腾的人可以试试。

Ask：legacy+MBR和uefi+GPT两种模式有什么区别？

Answer：

Legacy+MBR

1.原理：
磁盘起始位置以特定格式描述磁盘上的分区，并包含“启动装载程序 (boot loader)”，BIOS 固件知道如何执行这一小段启动装载程序代码。启动装载程序的职责是启动操作系统（现代启动装载程序的大小通常超出了 MBR 空间所能容纳的范围，因此必须采用多阶段设计，其中 MBR 部分只知道如何从其他位置加载下一阶段）。

2.引导顺序：
bios->mbr(内含引导加载程序)->引导加载程序boot loader(一个可读取内核文件来执行的软件)(作用1提供菜单、作用2载入内核、作用3将控制权转移给其它的loader)。安装系统的时候mbr和boot sector(每一个分区的第一个扇区，文件系统会保留)均放bootloader(所以先装linux后装windows，linux的引导会掉)。但是windows的bootloader没有转移控制权的功能。所以一般mbr放grub引导装载程序(功能1指向linux内核文件、功能2移交控制权给boot sector的windows bootloader)。

3.系统启动时顺序 ：
windows XP：BIOS -> MBR (主引导记录)-> DPT (硬盘分区表)-> PBR -> 寻找根目录下 NTLDR(XP) ->boot.ini(xp)
windows 7及以上：BIOS -> MBR -> DPT -> PBR-> 寻找根目录下bootmgr->\boot\bcd->winload.exe->内核
linux：BIOS -> MBR -> DPT -> PBR-> 寻找根目录下grldr(Grub)->主引导搜索指定位置的Grub.cfg->加载Grub.cfg菜单->linux内核
注意：当xp和win7共存，则bootmgr起作用。Xp显示为早期的windows版本

4.要求：
bios方式只要存在一个非隐藏的活动主分区就能引导系统（必须放在这，如果不放在活动分区，可以进windows PE用ntbootautofix修复，会自动从非活动分区的系统盘复制引导进入活动分区！）所以可以将系统装在任何一个分区。也可以将系统和引导放不同分区。这个主分区的位置不固定。然后安装系统成功后系统自动设置这个活动主分区为隐藏。

uefi+GPT

1.Windows操作系统对GPT磁盘的支持
32位Windows对GPT分区支持情况

64位Windows对GPT分区支持情况

总结：凡是32位的操作系统都不能设置为uefi+GPT启动，另外windows7原生也是不支持uefi启动的，所以需要你添加支持uefi引导文件，感兴趣的可以自己查资料。

2.原理
和legacy启动不同的是，uefi启动的时候会寻找电脑中的ESP分区或者FAT32格式分区下的引导文件，即efi文件引导系统。

在ESP分区下（或者FAT32格式的分区，即使是FAT32分区，放完引导文件之后在windows系统下该分区还不可见），

“√”表示uefi引导系统必不可少的文件，其他可以删除。但是必须是下面的路径！！！，不区分大小写：
EFI/Boot/bootx64.efi(或bootia32.efi)
√ EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
√ EFI/Microsoft/Boot/BCD
EFI/Microsoft/Boot/zh-CN

boot×64是系统引导，凌驾于win引导之上，可以读取开机项。

3.启动顺序：
windows系统
①一般情况下(系统引导和windows引导都管用)
\efi\boot\bootx64.efi->\efi\microsoft\boot\bootmgfw.efi->\efi\microsoft\boot\bcd->winload.efi
②系统引导(windows boot manager不管用了，系统引导管用)
\efi\boot\bootx64.efi->\efi\microsoft\boot\bcd->winload.efi
③windows引导(windows boot manager)
\efi\microsoft\boot\bootmgfw.efi->\efi\microsoft\boot\bcd->winload.efi
这里加载\efi\microsoft\BCD 启动菜单文件是因为当前的efi文件的内容是微软写的，efi内容下一步就指向\efi\microsoft\BCD。我们当然可以创建一个abc.efi,然后改名，bootx64.efi 或者bootia32.efi，让UEFI开机的时候加载，这时候你可以让你自己写的abc.efi指向某个目录的某个CFG文件这都随你愿意，从而实现调用…

linux系统：
\efi\boot\bootx64.efi （grub2.efi改名）—>搜索指定位置的Grub.cfg—>加载Grub.cfg菜单，有用户自行选择启动项。
大家如需自行定制Grub2的话需具备 ubuntu 系统，并且需要BIOS和UEFI版本的各一个，然后使用 grub-mkimage 定制。

4.要求
UEFI+GPT的中ESP分区的位置也是可以随意设置的，在硬盘起始位置、中间位置、末尾，都可以，只要分区属性和其中的引导文件正确，就可以引导启动操作系统
gpt一定要uefi才能引导系统。uefi不一定要gpt只要有一个fat分区即可。
不支持uefi的主板（系统支持uefi文件读取），使用大于2.2T的硬盘，可以用mbr（u盘，另一个硬盘）加gpt。前者放引导。此时系统可以装在gpt与mbr。
uefi加mbr下没有了活动分区，直接引导分区和系统分区。不能把引导放在ESP分区，要放fat里面，并且这个分区一定要是活动分区！！！

5.修复引导
bcdboot.exe 会修复系统引导，而且会同时修复计算机默认引导和Windows 默认引导，即在esp(fat)分区下没有任何文件下的情况下完成所有的文件复制。在ESP分区同时出现bootx64.efi和bootmgfw.efi，并且bootx64.efi是由bootmgfw.efi 改名而来的。与此同时在Boot Menu启动选择菜单那里生成“Windows Boot Manager”，Windows Boot Manager 及其包含的信息是保存在主板上的NVRAM里面的，而不是保存在硬盘上，故删除Windows Boot Manager需要到BIOS设置区删除。

6.UEFI及其优势
仅从系统启动原理方面来做比较。UEFI之所以比BIOS强大，是因为UEFI本身已经相当于一个微型操作系统，其带来的便利之处在于：
首先，UEFI已具备文件系统
其次，可开发出直接在UEFI下运行的应用程序，这类程序文件通常以efi结尾。既然UEFI可以直接识别FAT分区中的文件，又有可直接在其中运行的应用程序。那么完全可以将Windows安装程序做成efi类型应用程序，然后把它放到任意fat分区中直接运行即可，如此一来安装Windows操作系统这件过去看上去稍微有点复杂的事情突然就变非常简单了，就像在Windows下打开QQ一样简单。而事实上，也就是这么一回事。要知道，这些都是BIOS做不到的。因为BIOS下启动操作系统之前，必须从硬盘上指定扇区读取系统启动代码（包含在主引导记录中），然后从活动分区中引导启动操作系统。对扇区的操作远比不上对分区中文件的操作更直观更简单，所以在BIOS下引导安装Windows操作系统，我们不得不使用一些工具对设备进行配置以达到启动要求。而在UEFI下，这些统统都不需要，不再需要主引导记录，不再需要活动分区，不需要任何工具，只要复制安装文件到一个FAT32（主）分区/U盘中，然后从这个分区/U盘启动，安装Windows就是这么简单。

7.经验
当uefi方式启动时，如果系统引导丢了，目前出现了不能关机，但是能重启成功的现象。goto

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