【轉貼】磁碟引導開機 科工所 黃耀輝

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《資訊技術》

磁碟引導開機（上）

科工所 黃耀輝

前言

目前大部份作業系統的安裝步驟都儘量自動化，連開機引導程序
也一併處理了。或許大家似乎感覺不到開機程序的存在，但它仍掌
握著作業系統的命脈，當它真的不見了（如病毒破壞或安裝不當），
可會動彈不得。

再者，如果善用「系統開機程序」，不管是系統啟動或備份將更
容易。故筆者想藉本文與讀者切磋心得，一起討論Windows、DOS環
境下的開機問題。

開機步驟

大致上，硬體（韌體）部份的啟動步驟約略如下（如果發現其中
有錯誤，可參考使用手冊，針對該部份進行檢查）：

當電源供應器啟動且“Microprocessor timer chip”接收到良好
訊號後，CPU開始執行“ROM BIOS”（Basic Input-Output System），
而後執行POST（Power On Self Test，含CMOS、CPU、RAM、KeyBoard、
Video、Disk...），完成後，ROM BIOS將按照CMOS設置中的啟動順
序搜尋軟、硬碟驅動器及CDROM、網路服務器等有效的啟動驅動器，
讀入MBR（Master Boot Record，主系統引導記錄），然後將系統控
制權交給引導記錄，由引導記錄完成系統的啟動。 由於MBR與引導
扇區（boot sector）比較小，通常它主要任務是讀入第二個啟動碼
（loader Code），第二個啟動碼再再讀入第三個啟動碼，直到啟動
操作系統核心程式。

對硬碟而言，如果MBR有正確的引導記錄，即依選項指向至各相對
分割（Partition）；否則尋找PBR（Partition Bot Record）table，
指向設定為active之分割。如果被指定分割之引導扇區有正確之啟
動碼，即載入相對之啟動程式，例如引導扇區為NT之啟動碼，則會
載入根目錄之ntldr引導程式；如引導扇區為9x之啟動碼，則會載入
根目錄之io.sys核心程式。

分割規劃

目前的硬碟容量都很大，妥善規劃是有必要的。筆者常應用SPFDisk
（SPFDisk是一支綜合了『硬碟分割工具』以及『啟動管理程式』的
軟體，請詳見網址http://spfdisk.sourceforge.net/note.htm）來
管理分割。例如：建立、備份、隱藏、設定System ID等。主分割
（Primary）數量可達4個，而其中主分割之一可設為擴充分割
（Extended），建立一個新的邏輯分割（Logic）表；而邏輯分割又
可建立擴充分割，繼續循環延伸，使用者可視實際之需要作合適安
排。

當筆者安裝操作系統前，習慣先備份MBR，且每次只顯示一個主分
割，其餘同類分割都予以隱藏，避免系統互相干擾。等多系統全部
安裝完畢後再回存MBR，並使用多系統開機管理程序啟動作業系統。

（單）多系統開機程序

目前與開機管理（Boot Manager）有關的市售軟體甚多，大部份
必須安裝後才能執行，啟動碼安裝的地方有MBR、分割啟動磁區或分
割，也有些與作業系統混用。有些可能會因重寫MBR而造成某些備份
軟體無法辨識分割表。因需經安裝才能使用，那麼當系統當機後只
能藉該軟體所建立之急救片來應變了。

為避免有侵權嫌疑，故本文避開市售軟體部份，僅將介紹幾個使
用方便的軟體，如：SPFDisk、ntldr、” GRUB for DOS” 等。因
關係系統底層操作，具有相當危險性，若非熟悉，建議不要輕易嘗
試安裝於硬碟。讀者若有興趣，可參考後文之實際演練說明。

(一) SPFDisk

　 使用SPFDisk所建立的多系統開機程序，可安裝在MBR或分割。
安裝在MBR最方便，但相容性較差，可能導致很多軟體無法辨
識分割表（Partition table），而無法做備份。而安裝在啟
動磁區，相容性較高，會佔用一個分割，則該分割之System
ID必須設定成SPF專用，且設為Active。DOS或Windows無法共
用該分割，故無法編輯該開機選單，要修改時仍必須透過
SPFDISK。

　 開機程序為光棒式操作，選單選項可設置隱藏同類主分割。無
法載入『引導碼映像檔』或『可開機磁碟硬像檔』，但SPFDisk
為單一檔案，圖形介面操作，使用容易，可隨時執行備份或重
建，很是方便。

(二) ntldr

　 ntldr是NT系統的開機管理程式，當開機程序被引導至某分割，
而該分割引導扇區為NT引導碼時，會載入根目錄下一個叫ntldr
的隱藏檔。ntldr會尋找並載入Boot.ini、Bootsect.dos、
Bootsect.w40、NTdetect.com、NTbootdd.sys等檔案。

　 其中Bootsect.dos、Bootsect.w40為啟動IO.sys的引導碼映像
檔，需要啟動DOS或9X系統時才需要，檔名可配合Boot.ini更
改；如果有SCSI設備才需要NTbootdd.sys檔。Boot.ini為可編
輯的開機選單，Boot.ini語法請詳
[url]http://support.microsoft.com/?kbid=289022。[/url]

　 ntldr可重新導引至指定分割之引導扇區，或啟動『引導碼映
像檔』與『可開機磁碟硬像檔』，但不能隱藏分割。如果ntldr
是被其他多系統開機程序所引導時，會出現多重多系統開機畫
面，而ntldr也可再繼續引導其他多系統開機程序。

　 由於ntldr、boot.ini、NTdetect.com等檔案容易備份，故重
建很容易。不過引導扇區則必須經由作業系統安裝，或利用修
復控制台【註A】相關指令或bootpart（請詳見網址
http://www.winimage.com/bootpart.htm）等類似軟體安裝引
導碼。

　 至於Bootsect.dos、Bootsect.w40等『引導碼映像檔檔案』，
可使用sys.com、bootpart等類似軟體安裝引導碼於引導扇區
後，再用savepart、winmbr或debug.exe相關工具軟體製造該
檔案。由於它們跟分割配置有關，所以很難與其他電腦共享，
但在同台電腦裡是允許被其他多系統開機程序所啟動的。

　 Ntldr若要啟動『可開機磁碟硬像檔』時，必須使用VFloppy
（請詳http://download.pchome.net/php/dl.php?sid=15880/）
等類似軟體製作『引導碼映像檔』，而且僅支援標準格式之映
像檔（Image）。

(三)“GRUB for DOS”

　 由於DOS界面單純，容易利用軟碟開機或製成磁碟映像檔由光碟
開機後啟動，而且DOS環境下有甚多程式或指令可供運用，例如
驅動光碟、網路連線、驅動SCSI或USB等外部設備。解壓縮、編
輯、複製或移動檔案等。因此在DOS環境下再起動多系統開機程
序，甚具靈活性。而“GRUB for DOS”（GRand Unified Bootloader
is a GNU project for multi-OS boot loader。請詳見網址
http://newdos.yginfo.net/grubdos.htm）或LoadLin（請詳見
網址[url]http://elserv.ffm.fgan.de/~lermen/，啟動Linux系統，[/url]
選單可用DOS批次檔）等多系統開機程序皆為此類上選，“GRUB
for DOS之可編輯式選單為menu.lst；但亦可進入命令列模式，
直接輸入指令。它允許分組配置分割之隱藏，可指向分割之引導
扇區，載入引導碼，或載入『引導碼映像檔』檔案（請見上面
ntldr相關描述），啟動系統。更可不需『引導碼映像檔』
（ntldr則需要），直接啟動『標準磁碟映像檔』。

　 使用時可將一分割設為DOS開機（使用 Sys.com [drive]，
format /s [drive]或bootpart等類似軟體），其餘各種需要的
DOS製成可開機磁碟映像檔（核心檔案即可），將它們與
“Windows 9X”同放在此分割，但要注意各『引導碼映像檔』
用途不同，請適當區分命名。（待續）

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《資訊技術》

磁碟引導開機（下）

科工所 黃耀輝

（文續第2004期第28頁）

實際演練

讀者或許看了前（2004期）文說明仍不知所以然，因此筆者想使
用軟碟做綜合說明，讓讀者對操作有較清楚的概念，讀者若有興趣
可做做看。

1.首先準備一張1.44M之軟碟片，請不要設為防寫，放進軟碟機
（假設為A:）。

2.到http://www.winimage.com/下載winimage（shareware），執行
安裝。

3.到[url]http://freedos-32.sourceforge.net/release.html下載[/url]
fd32-image（檔名為fd32002b.zip），解壓縮後會有一個fd32.img
『標準磁碟映像檔』，先放在硬碟。接者執行winimage，打開
fd32.img，僅保留grub資料夾與裡面全部檔案，其餘皆刪除，再
用滑鼠點選Disk->Write Disk，寫入軟碟片。本磁碟片為Linux版
的GRUB，但格式為fat，檔案可在DOS或Windows環境下處理。

4.到微軟網站或http://www.bootdisk.com/下載DOS及2000（或XP）
之『開機磁碟映像檔』，先放在硬碟。然後執行winimage，打開
DOS映像檔，再用滑鼠點選Image→“Boot Sector Properties”
→ Save →“boot Floppy file”存為dosa.bin（檔名可自設）。
再打開2000（或XP）映像檔，用滑鼠點選Image→“Boot Sector
Properties”→ Save →“Boot Floppy file”存為nta.bin（檔
名可自設）﹞W述dosa.bin為啟動軟碟Io.sys之『引導碼映像檔』；
nta.bin為軟碟啟動setupldr.bin（與ntldr同）之『引導碼映像檔』。

5.請將上述之dosa.bin與nta.bin複製到軟碟，再到Windows 2000或
XP之啟動分割，將ntldr、boot.ini、NTdetect.com複製到軟碟
（請先打開資料夾選項，暫時取消『隱藏保護的作業系統檔案』、
隱藏檔案和資料夾→顯示所有檔案和資料夾）。再到軟碟，將ntldr
更名為setupldr.bin。

6.請合法複製DOS核心檔案Io.sys、msdos.sys、command.com等檔案
到軟碟根目錄。

7.到[url]http://nu2.nu/jo/下載jo.sys，存到軟體根目錄。當MSDOS啟[/url]
動時會提示使用者按鍵，是否要重新指向CDROM引導扇區，繼續導
引光碟開機。

8.到[url]http://newdos.yginfo.net/grubdos.htm下載“GRUB[/url] for DOS
0.1.4”（檔名為grub014.zip），先解壓縮到硬碟，僅保留boot
資料夾（含裡面全部檔案）及根目錄之grub.exe等檔案，其餘皆
刪除，再將留下的檔案複製到軟碟。

9.接著，到軟碟grub資料夾內，使用一般文書編輯軟體打開menu.lst
檔，參考該軟體使用說明或下列範例修改內容。

範例：（#為說明行，可捨去）

#等待30秒，若未按鍵則自動啟動第二個選項。
timeout 30
default 2

# Entry 1：第一個選項。啟動A碟根目錄dosa.bin，而dosa.bin會
# 載入A碟根目錄之io.sys，再由io.sys繼續載入其他程式。
title Boot from Floppy A:
root (fd0)
chainloader (fd0)/dosa.bin

# Entry 2：第二個選項。啟動A碟根目錄nta.bin，而nta.bin會載
# 入setupldr.bin，根據boot.ini再次引導。因本例boot.ini係複
# 製自硬碟，故啟動程序也會與之相同，可當急救用。
title Loadin A: ntldr
root (fd0)
chainloader (fd0)/nta.bin

# Entry 3：第三個選項。指向第一個硬碟之第一分割，載入引導碼
# （需正確才能往下導引），將其設為active。隱藏第一個硬碟之
# 第二、三分割（假如有此分割的話）。
title HD0-0
unhide (hd0,0)
hide (hd0,1)
hide (hd0,2)
rootnoverify (hd0,0)
chainloader +1
makeactive

# Entry 4：第四個選項。指向第一個硬碟之第二分割，載入引導碼
# （需正確才能往下導引），將其設為active。隱藏第一個硬碟之
# 第一、三分割（假如有此分割的話）。
title HD0-1
unhide (hd0,1)
hide (hd0,0)
hide (hd0,2)
rootnoverify (hd0,1)
chainloader +1
makeactive

10.如選DOS開機，可事先於CONFIG.SYS內加入install=grub.exe，
或於autoexec.bat內加入
“grub.exe --config-file=(fd0)/boot/grub/menu.lst”，自
動開啟選單；也可進入DOS後再執行。Grub.exe後如未加參數，
則預設值為“(hd0,0)/boot/grub/menu.lst”。若找不到menu.lst
則進入命令列模式，由使用者自行下達命令。其中有一項功能為
載入『標準開機片映像檔』模擬軟碟開機，轉錄該軟體說明如下
（dos98se.img為位在第二個硬碟第一個分割之『可開機磁碟映
像檔』）：

map (hd1,0)/dos98se.img (fd0)
chainloader (hd1,0)/dos98se.img
rootnoverify (fd0)
boot

結語

由於目前新台幣三、四千元左右即可買到80G以上的硬碟，使用者
對如何妥善規劃分割，安裝多系統等課題，益感興趣。尤其在家裡，
因空間、經濟或管理因素，多人共用一台電腦的情形相當普遍。如
果熟悉分割管理與多系統開機程序，讓各操作系統有適當的獨立與
共享，將提高電腦使用效益，減少管理界面。而且有助於系統的模
組化安裝、備份或重建【註B】。（本文作者任職於本院科工所）
（全文完）

〔附註〕

註 A：

Description of the Windows XP Recovery Console 請詳

[url]http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;314058[/url]

Description of the Windows 2000 Recovery Console 請詳

[url]http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;229716[/url]

註 B：

　　以Windows作業系統而言，可備份與回存驅動程式，可清除安全性識
別碼（SID）。可將「我的文件夾」、email、「我的最愛」、fonts、
userprofiles等重新設定，轉向其他分割。各種小型工具軟體可參
考『光碟開機系統』之操作模式（請詳http://www.911cd.net/forums），
整理成準綠色軟體放於其他分割。這些都有利於個人資料備份與回
存，不致因丟失作業系統而盡毀。而作業系統與大型應用軟體若不
想重新安裝，則可由備份服務器回存（網路下載或儲存媒體拷貝），
再使用本文介紹的方式，重建MBR與引導扇區，啟動作業系統。