Linux桌面发行版的「BIOS」是怎么安装的？

使用上一篇文章中提到的DistroTest网站远程安装和测试所需的Linux桌面发行版之后，我们可以开始在计算机上安装Linux系统。对于熟练地重新安装系统的用户来说应该很容易，但是对于那些没有尝试重新安装系统并担心损坏计算机的用户来说，采取这一最重要的第一步通常是最困难的。

事实上，请不要害怕，如果您了解有关计算机硬盘分区和操作系统启动的一些基本概念，则很容易在计算机上安装具有图形安装界面的Linux发行版。在本文的结尾，作者还将提供一些视频链接以获取安装说明。如果您不担心，还可以在PC或Mac上安装虚拟机软件（例如第一篇文章中提到的VirtualBox），以模拟Linux系统的安装过程。因此，让我们接下来进入主要主题：

硬盘分区的基本概念

大多数计算机随附一个或多个分区硬盘驱动器。如果您将数据存储在计算机上的位置视为一个巨大的比萨饼：整个硬盘驱动器就是一个比萨饼，而“分区”就是一小块。如果不切比萨饼，则它只有一个分区，该分区基于其文件系统具有自己的“风味”。如果比萨饼足够大，则可以将其分成多个部分，并为其他部分提供自己的“风味”。我们可以通过多种方式切比萨饼，并且可以根据需要调整大小；因为不同的系统支持不同的文件系统，所以我们可以使用硬盘分区来意识到它们不会互相干扰。

不同的分区，不同的“风味”

BIOS和UEFI

当我们按下电源按钮时，计算机将读取主板中嵌入的固件（如人的小脑），这就是我们通常所说的“ BIOS”：其全名是“基本输入/输出系统”，即“基本的输入和输出设备”。启动后，它将首先打开电源，以检查硬件是否满足基本操作条件：如果硬件有问题，主板将报告错误并开始中止；如果没有问题，它将控制权转移到启动程序的下一个阶段。

PC上的BIOS

随着计算机性能和存储空间的提高，为了替代BIOS，英特尔在2000年开发了EFI，其全名是：可扩展固件接口，即“可扩展固件接口”。随后，许多业内知名公司联合建立了统一可扩展固件接口论坛；统一EFI已形成“ UEFI”：全名是统一可扩展固件接口或“统一可扩展固件接口”。它具有图形界面，多种操作方法，并允许植入BIOS没有的硬件驱动程序和其他功能。这些功能使UEFI较传统BIOS更加易于使用，功能更丰富且更方便。现在，大多数计算机默认都使用UEFI。

ASUS UEFI支持鼠标控制

注意：默认情况下，配备英特尔处理器的Mac使用的UEFI不带图形，并且所有设置必须由启动键组合控制。

MBR和GPT

在具有BIOS固件的计算机中，完成硬件自检后，控制权将转移到排名第一的存储设备，默认情况下通常是我们的硬盘。 “ MBR”（主引导记录）或“主引导记录”是打开计算机以访问硬盘时必须读取的第一个扇区；它是硬盘的分区结构（可以视为硬盘的属性）。硬盘分区的组织。由于基本限制，MBR支持单个最大2. 2 TB的硬盘。

BIOS + MBR引导模式

在装有UEFI固件的计算机中，完成硬件自检后，将读取分区表以标识全局唯一标识符分区表。全名是：全局唯一标识符分区表，缩写为“ GPT”，比MBR多。高级硬盘分区表结构布局标准（可以视为MBR的升级版本），因此单个硬盘支持9. 4 ZB的容量。现在，大多数计算机默认都使用GPT。

UEFI + GPT引导模式

引导加载程序和ESP

计算机读取并识别MBR / GPT后，控件将被预先转移到安装在某个分区中的“ Boot Loader”，即启动启动程序。它允许用户选择要启动的操作系统。用户选择后，Xu将接管硬件的初始化和内存映射的建立，以便为所选的操作系统内核准备正确的软件和硬件环境。

默认情况下Windows 10中隐藏的启动管理器

在Mac上默认隐藏的启动管理器

当传统BIOS引导操作系统时，它将使用活动主分区下的Boot Loader文件将BCD（引导设置数据）文件导入根目录下的引导文件夹中，然后BCD文件加载系统根据自己的配置内容。文件。

BIOS固件计算机操作系统启动过程

使用UEFI引导操作系统时，在其规格中：根据GPT分区表，规定硬盘中必须有一个EFI系统分区，即EFI System Partition，缩写为“ ESP”。 ESP必须基于FAT格式，Boot Loader必须放置在ESP中，并且EFI引导文件必须放置在“ \ EFI \”文件夹下；例如，Windows UEFI引导文件都在“ \ EFI \ Microsoft”下。

UEFI固件计算机操作系统启动过程

尽管UEFI指定了EFI引导文件的位置，但Mac是特殊的。它的主板直接进入HFS / APFS分区以查找启动文件。即使这样，Mac的ESP分区中仍然会有标准的引导文件：

Mac的ESP分区中的“ \ EFI \ Apple”文件夹

GRUB

许多Linux发行版都将GRUB（全名GNU GRand Unified Bootloader）用作默认的Boot Loader。安装Linux系统后，它将成为计算机的默认Boot Loader。除了选择操作系统之外，它还可以用于选择操作系统分区上的不同内核，还可以用于将启动参数传递给这些内核。同时，它还与Windows操作系统兼容。当然，如果您认为其界面有点“简单化”，则还可以安装其他主题来调整其UI。

使用GRUB引导不同的系统

rEFInd

由于初始化的GRUB与Mac不兼容，因此需要在Mac中安装rEFInd启动器。它是一个可以在macOS和Linux上使用的启动管理器。安装rEFInd之后，您可以选择从Linux或macOS引导，而无需按选项键切换引导。同样，它与Windows兼容。

rEFInd启动器

启动顺序

BIOS / UEFI在完成硬件自检后，如上所述：在正常情况下，它将控制权转移到硬盘。在安装系统时，我们需要他们知道“下一阶段启动程序”存储在哪个设备中。必须更改默认存储设备的顺序，并且排名第一的设备将具有传输控制的优先级。此序列称为引导序列，即引导序列。进入BIOS / UEFI界面后，其中一项就是“设置启动顺序”。为了从USB闪存驱动器等外部设备读取和安装Linux系统，我们需要事先进行更改。

msi UEFI默认启动项顺序

安全启动

UEFI规范中定义了一个称为“安全启动”的协议。安全启动仅允许加载经过数字签名的EFI驱动程序和启动程序。在安装Linux之前，我们需要关闭它。

在ASUS UEFI中安全启动

SIP

SIP代表“系统完整性保护”或“系统完整性保护”。它是OS X El Capitan所采用的安全技术。 SIP保护某些文件目录和系统应用程序。但这会影响我们的某些使用或设置，例如：更改系统应用程序图标，终端操作系统目录文件提示“不允许操作”，并且Finder无法编辑系统目录中的文件。为了更改Mac的默认启动加载程序，我们需要将其关闭。

Linux系统的硬盘分区安装规则

实际上，任何系统的所谓“安装”都是将外部设备中的打包文件解压缩并将其复制到系统指定的不同特定存储分区中。例如，当您搬家时，您将盒子中不同格式的书放入不同柜子的书柜中。只要您按照书籍格式规格预先购买了相应尺寸柜子的书柜，那么安装就理所当然了。

那么Liunx系统至少需要在我们的硬盘上使用哪种“柜子”？

“ / boot”分区：引导区，即我们上面提到的ESP分区，包含引导程序，常规格式为FAT32。

“ /”分区：根分区，也称为“根”分区或主分区，用于存储系统文件和个人文件。通用格式为ext4；当然，您可以划分“ / home”分区。存储个人文件分离系统文件。

“交换”分区：用于存储虚拟内存：过去，当内存紧张时，Linux系统通常会创建两倍于内存大小的交换分区，以防止内存不足。如果内存足够大，则可以忽略。

装有UEFI固件的计算机至少需要两个分区才能安装Linux

好的，以上是安装Linux所需的基本概念，然后就可以开始安装了。

安装前的准备工作检查要安装的发行版本的最低硬件配置要求

首先，您需要访问要安装的发行版的官方网站，以检查它是否满足最低硬件要求。以Debian为例：

检查您拥有的硬件配置

在Windows中，您需要查看“控制面板”，然后选择“系统和安全性”：

PC硬件配置

在Mac中，我们可以单击左上角的“ Apple菜单”，然后选择“关于本机”：

Mac硬件配置

如果满足，我们可以继续下一步。

数据备份！数据备份！数据备份！

尽管正确安装系统没有数据丢失的风险，但我们应小心涉及硬盘分区的操作。毕竟，数据是无价的。建议将敏感的个人数据存储在移动硬盘上。

下载Linux系统映像文件

根据上一篇文章，我们可以从国内开源镜像站下载此版本的最新ISO映像文件。

准备U盘

根据上一步下载的ISO映像文件，需要准备相应容量的U盘。

下载并安装启动盘创建工具

我们可以下载并安装启动磁盘创建工具（例如UNetbootin，balenaEtcher或Ventoy）来刻录映像。

我在这里推荐易于使用的balenaEtcher。

插入U盘并刻录启动映像

插入准备好的U盘，并使用启动盘工具刻录准备好的ISO映像文件。

使用blenaEtcher刻录图像

注意：编程完成后，将清除U盘中的所有原始数据。

在PC上安装Windows / Linux双系统

完成准备后，我们可以在PC上安装Linux系统：

为Linux创建硬盘分区空间

首先，我们可以右键单击“开始”按钮，然后打开Windows附带的“磁盘管理”。右键单击分区，然后使用“压缩卷”为Linux根分区创建未分配的空间：

使用磁盘管理压缩卷

检查硬盘的格式是MBR还是GPT

右键单击主硬盘，如果出现“转换为GPT磁盘”，则表示该硬盘为MBR类型。如果显示“转换为MBR磁盘”，则表示该硬盘为GPT类型：

检查硬盘驱动器类型

重新启动，输入PC的BIOS / UEFI

这时，我们需要进入BIOS / UEFI固件界面，Windows默认情况下会跳过该界面；传统方法是在启动时按快捷键进入。但是，不同的板卡制造商将基于传统的使用不同的快捷键，并且此快捷键没有行业标准，因此建议您查看设备制造商的官方网站。

自Windows 8起，已添加“高级启动选项”以解决按下哪个键的问题。但是，此选项更加隐蔽，需要很多步骤才能实现：

Windows中“高级启动选项”中的UEFI

更改启动顺序

输入固件后，为了直接从USB闪存驱动器启动，我们需要更改启动项目的顺序，以便首先出现USB-CD / DVD。

关闭安全启动

如果硬盘格式为GPT，则要直接从U盘启动，我们需要找到“安全启动”选项并将其关闭。

插入带有引导映像的引导U盘，以保存BIOS / UEFI并退出

注意：调整固件设置后，必须选择“保存并退出”选项，否则计算机将从默认选项启动。

进入Live USB图形操作界面，单击安装程序

如果所有设置均正确，则系统将使用Live USB系统的预刻录映像启动。在其桌面上有一个名为“安装”的图标。点击它开始安装。

选择语言，时区和键盘布局以选择安装类型

注意：如果要安装双系统，请选择：“自定义安装”。如果选择“擦除整个磁盘并安装”，则原来的Windows系统将不再存在。

创建主分区

使用Live USB提供的分区工具，在Windows磁盘管理工具刚才提供的未分配空间上创建一个“ /”分区，即根分区。通常，格式为ext4；如果有分区加密选项，则还可以设置密码。

选择启动分区位置

如果硬盘为GPT格式，则ESP分区的位置将显示在分区工具中。直接在启动分区选择项中选择它。如果ESP分区上已经有Windows引导，该怎么办？放心，Linux不会像Windows那样直接覆盖ESP分区的内容，它只会向ESP分区添加一个新项。

如果硬盘为MBR格式，则可以在启动分区选择项中直接选择根分区。

设置用户名，登录名，计算机名，密码和管理员密码。安装完成，重新启动并取出U盘

安装完成后，建议更改回原始的BIOS / UEFI启动项目顺序，以避免下次插入U盘后重新启动安装映像。

注意：由于各种PC的BIOS / UFEI以及图形安装界面和每个Linux发行版的顺序不同，因此本教程只有文本版本；需要视频指导的人可以在本文结尾的参考资料中观看视频链接。

在Mac上安装macOS / Linux双系统

首先，请确保您的Mac装有Intel处理器。基于M1芯片的Mac当前不支持Linux系统。

为Linux创建硬盘分区空间

就像PC一样，我们首先可以打开macOS随附的“磁盘实用程序”为Linux的根分区创建MS-DOS（FAT）空间，以便Linux可以找到它并将其格式化为ext4分区：

macOS创建Linux分区

插入带有引导映像的引导U盘，以重新启动Mac，按住Option键，然后选择EFI Boot

MacOS选择要引导的U盘

进入Live USB图形操作界面，单击安装程序

如果所有设置均正确，则系统将使用Live USB系统的预刻录映像启动。在其桌面上有一个名为“安装”的图标。单击它开始安装。

选择语言，时区和键盘布局以选择安装类型

注意：如果要安装双系统，请选择：“自定义安装”。如果选择“擦除整个磁盘并安装”，原始的macOS系统将不再存在。

创建主分区

使用Live USB提供的分区工具，找到刚才由“ Disk Utility”创建的FAT32空间，并在其上创建一个“ /”分区，即根分区。通常，选择格式化为ext4；如果有分区加密选项，您还可以设置密码。

设置用户名，登录名，计算机名，密码和管理员密码。安装完成，重新启动并取出U盘

重新启动后，您会发现它会自动重新启动进入Linux；不要惊慌，在启动时按选项，然后macOS默认系统选择器将出现，您可以选择要从哪个系统启动。然后我们需要安装rEFInd，这样就不必在每次引导时都使用引导键组合来选择操作系统。

禁用SIP

系统完整性保护有助于保护重要的系统文件。一般来说，这是一件非常好的事情。换句话说，当您要执行特殊操作（例如安装引导管理器）时，这意味着必须采取一些其他步骤才能达到修改重要位置的目的。为了使用第三方启动管理器，我们必须首先禁用SIP。

安装rEFInd

安装完成后，再次打开SIP，以便加载新的启动器。

注意：由于图形安装界面和不同Linux发行版的顺序不同，因此该教程只有文本版本；需要视频指导的用户可以在本文结尾的参考资料中观看视频链接。

Linux安装完成后的设置

完成Linux安装后，需要手动进行一些必要的设置：

打开防火墙以替换更新源

安装Linux系统后，默认软件源通常在外部服务器上，在中国下载相对较慢。这时，我们需要在“源管理”中更改为家用镜像源。

同步系统时间

如果您在PC上安装双系统，则由于Windows和Linux对硬件时间的处理方式不同，因此可能会出现双系统时间不一致的问题。我们可以解决它。

安装中文输入法

您可以在软件管理中心下载Fcitx或IBus以使用中文输入法。

设置系统快捷键

由于每个桌面环境的系统快捷键都不相同，我们可以在“键盘设置”中检查添加/更改/删除快捷键。

接下来，您可以享受Linux之旅！

摘要

实际上，在了解了有关如何启动计算机系统的一些基本概念之后，对于我们来说在PC和Mac上安装Linux并不难。还有许多视频教程，介绍如何在Internet上安装不同的桌面发行版。我相信经过虚拟机软件的大量实践之后，对于许来说，开始安装Linux不再是一个空白。

当然，如果您觉得在计算机上安装Linux仍然太复杂，但是您对Linux感兴趣并想体验一下，那么在下一篇文章中，我将介绍一些市场上的Linux桌面硬件。

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