Boot sector ، MBR ، GPT ، VBR

[Mahm00d]

....
اما در پیام فرمودید که گفته بنده در پست بالا:

بنظر درست نمی آید.

سلام
خدا قوت خدمت استاد عزیز
استاد می دانید چرا گفتم در اون نوشته اشتباه تایپی دارید استاد شما در خط های پایین تر گفتید:

"بهر حال ویندوز 7 و ویندوز های قبل از آن MBR را می شناسند نه GPT"
خوب استاد ویندوز xp هم جزو ویندوز های قبل از 7 است!
در هر صورت وقتی عکس ها رو دیدم متوجه شدم که ویندوز اکس پی نوع 64 بیت قابلیت خواندن و نوشتن در GPT را دارد
ممنونم...

نمی دانم توانستم جواب دوست ارجمندم ( Mahm00d) را بدهم یا نیاز به توضیحات واضحتری هست.

درود
استاد اگر لطف کنید در مورد پارتیشن اکتیو بیشتر توضیح دهید ممنون می شوم می خواهم بدانم فلسفه ی وجودی اکتیو بودن برای چیست؟
راستی استاد مبحث Basic و Dynamic رو هم لطف کنید شرح دهید

[kambiz]

سلام علیکم جناب اقای مهندس مقصود

فتبارک الله احسنت شکرا جزیلا

[Magsoud]

از محبتت ممنونم
فقط یک نکته: من مهندس نیستم یک فرد کاملا" عادی هستم

[Magsoud]

......
... در مورد پارتیشن اکتیو بیشتر توضیح دهید....
... مبحث Basic و Dynamic رو هم ... شرح دهید

ویندوز فقط قادر است از پارتیشنی بوت شود که آن پارتیشن Active باشد

هر هارد فقط میتواند دارای یک پارتیشن active باشد.
فقط پارتیشن نوع Primary را می توان active کرد.
نمیتوان پارتبشن نوع Extended و یا درایو های Logical را active کرد.

اگر در کامپیوترتان بیش از یک هارد وصل کرده و استفاده میکنید ، هر هارد میتواند یک پارتیشن active داشته باشد
ولی بهر حال پارتیشن active اولین هارد شناخته شده توسط BIOS ،برای بوت استفاده خواهد کرد.


---------------
اما در مورد دیسک های Basic و Dynamic فقط اینقدر میتوانم بگویم که تقریبا" اکثریت ما ها از دیسک بصورت Basic
استفاده می کنیم.
استفاده از دیسک ها بصورت Dynamic معمولا" در سرور ها و امثال آن صورت میگیرد که افرادی با این تخصص باید در
این مورد توضیح دهند.

[damoon_b111]

سلام دوست عزیز
واقعا اطلاعات جالبی دارین
من مدتی دارم در رابطه با boot sector و روش پیدا کردن تعداد پارتیشنها و نوع سیستم عاملاشون و ... مقالات انگلیسی می خونم.ولی واقعا سرم از این همه خوندن انگلیسی درد گرفته .
می خواستم ببینم اگه براتون مقدوره آموزشهای فارسیشون رو برامون بذارین.
با تشکر از شما و سایر دوستان

[eDvArDo]

سلام

Boot sector قسمتی از دیسك سخت و فلاپی دیسك است كه هنگام راه اندازی سیستم از روی آن به وسیله كامپیوتر خوانده می‌شود. Boot Sector یا دیسك سیستم ، شامل كدی است كه برای بار كردن فایلهای سیستم ضروری است. این دیسكها داده هایی در خود دارند و همچنین حاوی كدی هستند كه برای نمایش پیغام راه اندازی شدن کامپیوتر بوسیله ی آن لازم است .

منبع: تبيان

رکورد راه انداز اصلی (MBR) چیست؟

رکورد راه انداز اصلی (MBR - Master Boot Record) قسمتی از حافظه است که وظیفه اجرای سیستم عامل به صورت غیر مستقیم را برعهده دارد. بایوس به صورت مستقیم این رکورد را اجرا می‌کند.

MBR چیست؟

رکورد راه انداز اصلی (Master Boot Record - به صورت اختصاری MBR) مهمترین برنامه‌ برای راه اندازی سیستم عامل است که در قسمتی از حافظه ذخیره سازی داده پارتیشن بندی شده مثل هارد دیسک، SSD، فلش درایوها و ... قرار گرفته و وظیفه حفظ اطلاعات مربوط به پارتیشن‌ها و بالا آوردن هسته سیستم عامل (به صورت غیر مستقیم) را بر عهده دارد. MBR در هنگام پارتیشن بندی حافظه ساخته شده و یک برنامه خوانده می‌شود چون دارای دستوراتی برای اجرا شدن است تا بتواند سیستم عامل را بوت کند.

کل کدهای MBR فقط ۵۱۲ بایت می‌باشد که به صورت قراردادی، در اولین سکتور از حافظه (که معمولاً سکتور شماره ۰ خوانده می‌شود) قرار می‌گیرد. با توجه به این که یک سکتور معمولاً دارای ۵۱۲ بایت حافظه ذخیره سازی است، با قرار گرفتن MBR به صورت کامل پر می‌شود.

وظیفه MBR چیست؟

MBR وظیفه دارد تا اطلاعات مربوط به پارتیشن‌های صحیح را در خود نگه داشته و با تشخیص پارتیشن فعال و با استفاده از دستور موجود در اولین سکتور آن پارتیشن، هسته سیستم عامل را بر روی RAM قرار داده و اجرا کند. از آن جایی که ۵۱۲ بایت فضای بسیار کوچکی برای نوشتن یک برنامه است، MBR تنها این دو وظیفه را بر عهده دارد.

MBR چگونه سیستم عامل را بوت می‌کند؟

پس از پارتیشن بندی حافظه، MBR بر روی اولین سکتور حافظه قرار می‌گیرد؛ چون اولین سکتور مشخص ترین حالتی است که می‌توان به آن دسترسی داشت. در هنگام روشن کردن کامپیوتر که BIOS کنترل سیستم را برعهده دارد، با توجه به تنظیماتی که قبلاً اعمال شده است، می‌فهمد که باید از کدام حافظه (درصورت وجود چندین حافظه مثل هارد دیسک یا DVDها و ...) عمل بوت کردن را آغاز کند. به این ترتیب طبق قرارداد، اولین سکتور حافظه (که همان MBR است) را می‌خواند و دستور موجود را اجرا می‌کند. در این هنگام کنترل سیستم از BIOS خارج شده و MBR این وظیفه را بر عهده دارد.

دستوری که در MBR قرار می‌گیرد، این است که با توجه به جدول پارتیشن موجود که آن هم در هنگان پارتیشن بندی تهیه شده است، پارتیشن فعال (همان پارتیشنی که سیستم عامل بر روی آن نصب است) را تشخیص داده سپس اولین سکتور آن پارتیشن که شامل PBR (مخفف Partition Boot Record - رکورد راه اندازی پارتیشن) است را خوانده سپس برنامه PBR که شامل دستوری برای اجرا کردن هسته سیستم عامل است را اجرا می‌کند. بنابراین MBR نیازی به دانستن این که سیستم عامل چیست یا هسته آن کجا قرار نگه داشته می‌شود، ندارد. در این لحظه کار MBR به اتمام رسیده و سیستم توسط PBR اداره می‌شود. خود PBR نیز حجم کمی داشته بنابراین تنها کاری که انجام می‌دهد اجرای هسته سیستم عامل خواهد بود.
پس از آن که سیستم عامل اجرا شد، کار PBR به اتمام رسیده و خود هسته سیستم عامل کنترل سیستم را بر عهده می‌گیرد. به این ترتیب سیستم عامل به صورت کامل راه اندازی می‌شود. در تصویر زیر می‌توانید این فرایند را مشاهده کنید:

نحوه بوت سیستم عامل - برای بزرگنمایی بر روی تصویر کلیک کنید

چرا وجود MBR سالم ضروری است؟

همان طور که گفته شد، MBR مهمترین برنامه برای بوت سیستم عامل به حساب می‌آید و بدون وجود آن، سیستم عاملی نیز بوت نخواهد شد. دستور موجود در MBR معمولاً برای این فرایند ساخته می‌شود اما ممکن است توسط افراد دیگر یا ویروس‌ها، تغییر داده شده و کدهای مخربی را اجرا کند. بنابراین وجود یک MBR کاملاً سالم برای بوت کردن بدون مشکل سیستم عامل ضروری است.

برای درک بهتر این مسئله، فرض کنید که شما یک کتاب آشپزی (حافظه) با چندین فصل (پارتیشن) که در هر فصل انواع دستور پخت ها (فایل ها) نوشته شده است. فرض کنید که قصد پختن غذایی (پارتیشن بوت رکورد) را دارید که در اول یکی از فصل‌هاست (پارتیشنی که سیستم عامل بر روی آن نصب شده) اما نمی‌توانید به صورت مستقیم صفحه مربوط به آن دستور العمل را پیدا کنید. در این صورت شما نیاز به یک فهرست (مستر بوت رکورد) در ابتدای کتاب دارید که در آن فقط فصل‌ها فهرست بندی شده اند. حال شما می‌توانید با در دست داشتن صفحه اول فصل (اولین سکتور پارتیشن) به دستور پخت مورد نیاز دسترسی داشته باشید. حال اگر در این فهرست، بجای آن چه که باید باشد، مسیر یک دستور دیگر نوشته شده باشد، شما به دستوری منتقل خواهید شد که اصلاً مورد نظر شما نیست.

ساختار MBR

MBR از ۵۱۲ بایت تشکیل می‌شود که بر روی اولین سکتور حافظه نگه داشته می‌شود. این ۵۱۲ بایت شامل دستوری برای اجرای PBR و جدولی برای حفظ اطلاعات پارتیشن‌هاست. در جدول زیر ساختار یک MBR استاندارد به صورت خلاصه نوشته شده است:

توضیحات	اندازه	مکان بایت‌ها
کد خود راه انداز (شامل برچسب زمانی، کدهای اصلی، امضای دیسک)	۴۴۶ بایت	۰ تا ۴۴۵
جدول پارتیشن‌ها (۱۶ بایت برای هر چهار پارتیشن)	۶۴ بایت	۴۴۶ تا ۵۰۹
نشان اتمام MBR	۲ بایت	۵۱۰ تا ۵۱۱

کد خود راه انداز (که Boot loader نیز شناخته می‌شود) همان برنامه و دستوری است که PBR را با توجه به جدول پارتیشن‌ها اجرا می‌کند. دو بایت آخر (به صورت هگز ۵۵ و AA) نیز نشان دهنده اتمام MBR است.
از آن جایی که MBR فقط ۶۴ بایت برای جدول پارتیشن‌ها اختصاص داده و اطلاعات هر پارتیشن نیز در ۱۶ بایت ذخیره می‌شود، بنابراین MBR می‌تواند فقط چهار پارتیشن را به عنوان پارتیشن صحیح شناسایی کند درحالی که بقیه پارتیشن‌ها به صورت پارتیشن منطقی شناسایی می‌شوند. این یکی از مهمترین ضعف‌های MBR است. بوت سکتور جدید با نام GPT درحال جایگزینی MBR است که می‌تواند تا ۱۲۸ پارتیشن را به عنوان پارتیشن صحیح شناسایی کند.

در تصویر زیر اجزای MBR بر روی اولین سکتور، بصورت کدهای هگز نشان داده شده است. تصویر پایه توسط برنامه Hard Disk Sentinel تهیه شده است:

داده‌های موجود در سکتور اول حافظه (MBR)

همان طور که شاید متوجه شوید، خطاهای "Invalid partition table"، "Error loading operating system" و "Missing operating system" نیز در MBR نوشته شده و مربوط به خود MBR هستند که قبل از بوت سیستم عامل ممکن است ظاهر شوند.

منبع: بايت گيت


تفاوت واقعی GPT و MBR در چیست ؟


در این چند سال گذشته ظرفیت هارد دیسک ها به شدت افزایش پیدا کرده است ، امروزه ما در خانه خود هارد دیسک هایی را استفاده می کنیم که ظرفیت های 2 ترابایت ، 3 ترابایت حتی 4 ترابایت را دارند. طبیعی است که طی مدت زمان کمی شاهد عرضه هارد دیسک هایی با ظرفیت های بیشتر از 5 ترابایت برای مصارف خانگی خواهیم بود. خوب تا اینجای کار هیچ مشکلی نیست ، هیچکس از وجود ظرفیت اضافه روی هارد دیسک مشکلی احساس نمی کند ، اما چه نکته مهمی در خصوص استفاده از این هارد دیسک های ظرفیت بالا وجود دارد ؟ در واقع مهمترین نکته ای که در خصوص هارد دیسک های ظرفیت بالا بایستی در نظر گرفته شود و بیشتر باعث نگرانی است ، روش Format کردن آن است ، همانطور که می دانید و اگر نمی دانستید ما به شما می گوییم تا بدانید ، روش استانداردی که برای Format کردن هارد دیسک ها بصورت سنتی مورد استفاده قرار می گیرد به نام MBR معروف است.

درایوی که بصورت MBR فرمت شود از Master Boot Record استفاده می کند. MBR در واقع یک سکتور کوچک از هارد دیسک شما است که در ابتدای هر هارد دیسک قرار می گیرد و اطلاعاتی در خصوص ساختار پارتیشن های هارد دیسک ، پارتیشن بوت سیستم عامل و ... را در اختیار سیستم قرار می دهد. نکته بسیار مهم در خصوص MBR این است که این سیستم توانایی شناسایی پارتیشن هایی با ظرفیت بیشتر از 2 ترابایت یا 2000 گیگابایت را ندارد. GPT تا حدود زیادی مشابه MBR است با این تفاوت که قادر به شناسایی هرگونه پارتیشن با هر ظرفیتی را دارد و به همین دلیل محدودیت های MBR را در خود ندارد. به کلام دیگر اگر شما قصد استفاده از هارد دیسک ها یا پارتیشن هایی با ظرفیت بیش از 2 ترابایت را دارید حتما از GPT استفاده کنید.

MBR یا Master Boot Record چیست و چه ساختاری دارد ؟

---

MBR مهمترین ساختار قالب بندی داده ها بر روی هارد دیسک محسوب می شود و زمانی که شما دیسک خود را Format می کنید ایجاد می شود. در داخل MBR یک کد اجرایی بسیار کوچک به نام Master Boot Code ، مشخصه یا Signature Disk و همچنین جدول پارتیشن ها یا Partition Table دیسک شما قرار دارد. در انتهای MBR یک ساختار 2 بایتی به نام Signature Word وجود دارد که همیشه به شکل 0x55AA ست شده است و انتهاب سکتور را مشخص می کند. همچنین Signature Word وظیقه علامت گذاری انتهاب EBR یا Extended Boot Record را به همراه Boot Sector بر عهده دارد. شناسه دیسک یا Disk Signature یک عدد منحصر به فرد است که در offset ای به شکل 0x0aB8 قرار می گیرد و وظیفه شناساندن دیسک به سیستم عامل را بر عهده دارد. در ویندوز 2000 اطلاعات مربوط به Disk Signature را می توانید در رجیستری به آدرس زیر مشاهده کنید :

1	HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\MountedDevices

بصورت کلی فعالیت های MBR به شکل زیر خلاصه می شود :

1. اسکن کردن جدول پارتیشن ها یا Partition Table برای پیدا کردن پارتیشن فعال یا Active Partition
2. پیدا کردن سکتور شروع یا Starting Sector پارتیشن فعال یا Active Partition
3. لود کردن یک کپی از Boot Sector از داخل Active Partition به داخل Memory سیستم
4. انتقال دستورات کنترلی به کدهای اجرایی موجود در Boot Sector

اگر به هر دلیلی MBR نتواند هر یک از فعالیت های بالا را به درستی انجام دهد سیستم یکی از خطاهای زیر را صادر می کند :

1. Invalid Partition Table
2. Error Loading Operating System
3. Missing Operating System

GPT یا GUID Partition Table چیست و چه ساختاری دارد ؟

---

GPT مخفف کلمه GUID Partition Table است که به عنوان قسمتی از پروژه میان افزار UEFI یا Unified Extensible Firmware Interface معرفی شد. UEFI همان کنسول گرافیکی است که جایگزین BIOS سیستم شده است و تقریبا همه سیستم های سخت افزاری جدید به جای BIOS از UEFI استفاده می کنند.GPT مکانیزم انعطاف پذیر تری برای پارتیشن بندی دیسک ها نسبت به MBR قدیمی ارائه کرد. در واقع تعریف پارتیشن به این صورت است که پارتیشن یک فضای ذخیره سازی ادامه دار است که بر روی یک دیسک فیزیکی یا منطقی قرار گرفته است و به نظر شما یا یک کاربر به عنوان یک دیسک مجزا دیده می شود. پارتیشن ها هم برای کاربران قابل مشاهده هستند و هم برای Firmware سیستم تا بتواند بر روی آنها سیستم عامل را نصب کند. دسترسی به پارتیشن ها به وسیله System Firmware یا میان افزار سیستم قبل از اینکه سیستم عامل بوت شود کنترل می شود و سیستم عامل بعد از این جریان بوت خواهد شد.

دیسک های GPT می توانند ظرفیت های بسیار بالایی داشته باشند. برخلاف MBR که ظرفیت های پارتیشن های آن توسط EBR دیکته می شود ، در GPT ظرفیت و الگوی تعیین پارتیشن ها بصورت کاملا خود شناس یا Self Identify انجام می شود و همین امر باعث بالا رفتن قابلیت های GPT می شود. داده های مربوط به پارتیشن ها بر روی خود پارتیشن ها قرار می گیرد و دیگر مانند MBR در سکتورهای مخفی ذخیره نمی شوند. GPT این قابلیت را دارد که اطلاعات جدول پارتیشن های خود را بصورت Backup در پارتیشن های مختلف قرار بدهد که هم برای امور Backup و هم برای Integrity داده ها بسیار مهم است.فرمت پارتیشن های GTP از Version Number و Size Field ها برای گسترش در آینده استفاده می کند. هر پارتیشن در GPT دارای یک شناخته منحصر به فرد به نام GUID است و همچنین یک نوع محتوا برای هر پارتیشن یا Content Type تعریف شده است ، بنابراین تداخلی در شناسایی پارتیشن ها هرگز پیش نخواهد آمد. هر پارتیشن GPT برای خود دارای یک نام 36 کاراکتری Unicode می باشد. این بدین معناست که هر نرم افزاری می تواند برای خود یک نام بر روی پارتیش برای کاربران قرار دهد که فقط برای کاربر قابل مشاهده باشد و تداخلی در اصل مطلب پارتیشن ها در GPT نداشته باشد.

Basic Disk ها از معمولترین نوع ذخیره سازی یا Storage Type هایی هستند که در سیستم عامل ویندوز مورد استفاده قرار می گیرد. واژه Basic یا ساده به دیسکی اشاره می کند که دارای پارتیشن است که معمولا به عنوان Primary Partition و Logical Drive شناسایی می شوند ، و این پارتیشن ها معمولا به شکل یک Volume بعد از Format شدن بر روی سیستم قابل استفاده می باشند. برای اینکه GPT بتواند با MBR سازگاری داشته باشد محدوده محافظت شده MBR یا Protective Area بر روی GPT همچنان حفظ می شود . امیدوارم مورد توجه شما قرار گرفته باشد.ITPRO باشید.

همچنین جهت سیستم عاملهای متنوع جهت شناسایی صحیح Boot Volume (اگر دیسکی شامل یک بوت رکورد و بدون پارتیشن باشد در اصطلاح می گویند که دارای VBR است Volume Boot Record)می باشد.

نکته:

میتوان شباهتی را بین Master Boot Recrord و Volume Boot Record مشاهده نمود که اولی ساختمان داده ای است که برای هر پارتیشن موجود است چه فعال(Active Partiotn) باشد و چه غیر فعال( Unactive Partiotn) ولی دومی یک ساختمان داده است جهت یک دیسک و بصورت فعال می باشد.

منبع : انجمن تخصصی فناوری اطلاعات ایران


سپاس