电脑基础！BIOS和UEFI引导Windows操作系统启动过程简介 - 了解计算机启动过程

目前电脑开机引导方式有两种，分别为Legacy BIOS和UEFI，本文分别介绍其从电脑开机到进入Windows系统期间的具体引导过程。

一、Legacy BIOS引导方式必须配合MBR分区格式。所有使用MBR分区格式的存储盘最前端都有一个MBR主引导记录，其引导过程大概为：

1.电脑开机自检，屏幕显示自检信息，例如主板、CPU、内存等。而有的品牌则索性只显示其LOGO。

2.自检通过后按BIOS中预设的启动顺序，检索所有存储盘是否有MBR主引导记录，并从第一个找到记录的存储盘上继续引导。

3.根据MBR主引导记录，定位活动分区。在活动分区上还有一个引导记录，叫分区引导记录（Partition Boot Record），简称：PBR。

Windows操作系统的引导，需同时配合MBR和PBR，并定位活动分区上的以下引导文件。

Windows 2000/XP/2003，引导记录称为NT5.X，其引导文件为：活动分区:\ntldrWindows 7/8/8.1/10/11，引导记录称为NT6.X，其引导文件为：活动分区:\bootmgr

定位引导文件后，将其加载并继续引导。

4.引导文件加载后，再根据其内置的固定路径，定位读取配置文件，最后根据其中的数据加载Windows操作系统。

Windows 2000/XP/2003的配置文件为：活动分区:\boot.ini。里面包含操作系统文件夹所在的位置，以及其它一些配置选项。Windows 7/8/8.1/10/11的配置文件则为BCD数据库，其路径为：活动分区:\boot\BCD。里面同样包含操作系统文件夹所在的位置，以及其它一些配置选项。

5.其它事项：

上述第1和2步是Legacy BIOSy引导最基本的底层步骤，所有Legacy BIOS引导都必定经过这两步。例如：Linux、Grub4DOS等等均为如此。而从第3步开始，则各不相同，例如Grub4DOS可能会把自身完全嵌入到MBR中，其后续步骤与Windows则大相径庭，可实现多种启动功能。从上述过程可以看出，Legacy BIOS引导Windows操作系统有以下四个关键：MBR/PBR、活动分区、引导文件、配置文件。我们平时使用的Windows引导修复工具，修复的就是其中MBR/PBR、引导文件、配置文件三项，而活动分区要自行检查并修复！因此有时用Windows引导修复工具修复引导后仍然无法启动系统，则需检查一下活动分区是否有问题。建议使用DiskGenius这款专业分区软件处理，具体步骤请看下图：

二、UEFI引导方式，其一般对应GPT分区格式，其引导过程大概为：

1.电脑开机自检，屏幕显示自检信息，例如主板、CPU、内存等。而有的品牌则索性只显示其LOGO。

2.自检通过后按BIOS中预设的启动顺序，检索所有存储盘上的FAT分区。

具体检索寻找以下引导文件，然后从第一个找到文件的存储盘上加载该文件并继续引导：

64位系统：FAT分区:\efi\boot\bootx64.efi32位系统：FAT分区:\efi\boot\bootia32.efi

注意，分区必须是FAT文件系统，FAT16/32都行，但不能是NTFS、exFAT。

GPT的ESP分区（EFI System Partition）其实就是一个格式化为FAT文件系统的分区，上面就是存储了这些引导文件。

3.引导文件加载后，再根据其内置的固定路径，定位读取配置文件，最后根据其中的数据加载Windows操作系统。

Windows 2000/XP/2003不支持UEFI引导。而Windows 7/8/8.1/10/11的配置文件为BCD数据库，其路径为：

引导文件所在分区:\efi\Microsoft\boot\BCD

里面包含操作系统文件夹所在的位置，以及其它一些配置选项。

4.其它事项：

基于这个原理，MBR也能实现UEFI引导，只需划分并格式化一个FAT文件系统的主分区，并将引导文件生成到上面即可。在该引导方式下，MBR的主引导记录和主分区是否激活已不起作用。上述第1和2步是UEFI引导最基本的底层步骤，所有UEFI引导都必定经过这两步。例如：Linux、Grub4DOS等等均为如此。其检索的分区类型、引导文件路径和名字都是一样，只是引导文件的具体内容根据不同的系统各不相同。因此从第3步加载引导文件后的步骤则大相径庭。从上述过程可以看出，UEFI引导Windows操作系统有以下三个关键：FAT分区、引导文件、配置文件。我们平时使用的Windows引导修复工具，修复的就是其中引导文件和配置文件两项，而FAT分区则要自行创建。UEFI引导Windows相对于Legacy BIOS的确简单很多，因此网上才有UEFI比Legacy BIOS要高效的说法。然而，本人建议实在不必纠结于这些问题，开机就这几十秒时间，在实际使用中看不出区别的。

后话：

1.不论是Legacy BIOS还是UEFI引导，上述的“boot.ini”和“BCD数据库”等配置文件就是是安装双Windows操作系统的关键。从上面的图片可以看出，如安装了多个Windows操作系统，则所有系统的安装路径都会包含在配置文件中，并在加载系统时显示列表选择那一个。这已超出本文讨论范围，如大家有兴趣，可从本公众号的这个文章合集中查看其相关文章，点击这里打开。

2.关于MBR与GPT（GUID）分区格式、Legacy BIOS与UEFI引导方式的详细资料和区别，可点这里查看此文。

3.关于主板BIOS的具体常见操作，可从本公众号的这个文章合集中查看相关文章，点击这里打开。

4.文中的存储盘是指固态硬盘、机械硬盘、移动硬盘、U盘、存储卡等等。

5.上述Windows操作系统的引导启动过程，同样适用于Windows PE，都是一样的。

6.本文仅介绍Windows操作系统引导启动过程的大概步骤。事实上，在日常电脑维护使用中，只需知道上述这些就够了！至于其更深入的详细运作原理，一般只适用于学术研究。对解决各种电脑问题基本没什么用，本文就不做详述了，有兴趣的朋友自行上网查找即可，此类文章比比皆是。

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来源公众号：星火电脑