Windows安装-分区与引导
熟练安装 / 重装 Windows 应该是每一个热爱捣鼓计算机的必修课了吧，还记得小时候第一次捣鼓时的提心吊胆，搞到凌晨那是经常的事，也彻底搞挂过 BIOS，现在已经是游刃有余了，不过装系统的机会也少了，不像 XP Win7 时代那么多修改版，但是我发现有一些概念我从来没去了解过，只是按照网上大佬的教程在做。
小时候还是 XP、Win7 时代，那时候什么雨林木风、番茄花园、老毛桃之类的才是顶流，以及那熟悉的 Ghost 界面，纯傻瓜式的操作。
现在一版都是用原版 ISO 镜像制作启动盘或者 PE 中用原版镜像还原了，目前我还用的就是微 PE、IT 天空的优启通、Ventoy。firpe 也挺不错的。
我认为 Ventoy 里放系统镜像和几个 PE 镜像是最佳组合。本次根据我的调研记录下磁盘分区和引导相关的东西。
从初中就包揽了周围邻居的电脑维修，虽然不一定能修好就是了。
分区类型
使用 Windows 下，磁盘分区现在基本都是 GUID 或者叫 GPT，不论是之前的 MBR 还是 GUID，表示的是文件在硬盘上的存储方式，由操作系统管理，对硬盘没有什么影响。
简单说，磁盘在分区表中存储了每个分区的位置和大小信息，操作系统根据这些信息将分区视作一个逻辑磁盘。从而防止数据丢失以及增加磁盘空间的利用率
由于 Windows 11 操作系统不支持传统引导模式，这意味着 GUID / GPT 磁盘分区是安装 Windows 11 的基本要求之一。
MBR 分区
MBR （Master Boot Record） 的意思就是主引导记录，目前我们使用的硬盘绝大部分都是 512 字节的一个扇区（MBR 时代 512 字节是行业标准）。
MBR 分区它的特点是最多有 4 个主要分区（或三个主分区和一个扩展分区，扩展分区下可以有多个逻辑分区），最多可管理 2TB 的数据；
主引导记录它是存在于磁盘驱动器开始部分的 0 号扇区，只有 512 个字节，在这 512 字节中，分别有引导程序、分区表、结束标志记录签名三个部分。
- 主引导代码 (Master Boot Code)：占 446 字节，负责加载操作系统。
- 分区表 (Partition Table)：占 64 字节，这是我们讨论的核心。
- 结束标志 (Boot Signature)：占 2 字节（固定为 0x55AA），表示这个扇区是有效的。
具体到分区表信息，就只有 64 个字节，一个主分区用 16 字节来表示，所以这就解释了为什么 MBR 只能有 4 主要分区，问题的关键就在于，描述分区位置和大小的这两个字段都只有 4 字节（使用 32 位进行 LBA 寻址）。
所以最大只能表示 2^32 个地址，最大单分区容量为 2^32*512 字节 = 2048GB，也就是我们通常说的 MBR 最大支持 2TB 单盘容量。超过 2TB 的硬盘只能管理 2TB，因为分区表大小只能记录到这些容量的位置。
GPT 分区
GPT 的意思是 GUID Partition Table，即“全局唯一标识磁盘分区表”，是源自 EFI 标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准，GPT 提供了更加灵活的磁盘分区机制。支持最大容量 9.4ZB（使用 64 位 (8 字节) 来进行 LBA 寻址）、多分区、分区表自带备份。
LBA (Logical Block Addressing) 是现代硬盘寻址的方式。它把整个硬盘看作一个从 0 开始编号的、连续的扇区（Sector）数组。我们通过扇区的编号就能找到数据，而不用关心它具体在哪个磁头、哪个柱面。
不同的操作系统在初始化 GPT 磁盘时，会创建不同的特殊分区，EFI 系统分区 (EFI System Partition, ESP) 存储操作系统的引导加载程序（Bootloader）、驱动程序和启动时需要的文件；所以无论使用哪种分区工具，这个分区是都有的， 格式固定为 FAT32。
ESP 分区常见的大小范围是 100MB 到 500MB 之间。Windows 默认标准：100 MB、微软针对 4K 扇区硬盘的建议：260 MB、电脑制造商 (OEM) 的常见大小：260 MB ~ 500 MB（存放一些额外的诊断工具、固件更新程序或其他引导相关的文件）、多重引导系统 (Multi-boot) 的建议：300 MB ~ 512 MB。
除了 ESP 分区，还可能会见到一些其他小分区：
微软保留分区 (Microsoft Reserved Partition, MSR) 这是 Windows 在 GPT 磁盘上专门保留的一块空间，为以后可能的功能做准备。它不存储用户数据，也没有文件系统（不会被格式化），你在“我的电脑”里也看不到它。
在 Windows 10/11 中，它通常是 16MB。
虽然技术上删除它后 Windows 仍然可以运行，但这强烈不被推荐。缺少 MSR 可能会导致未来某些磁盘管理功能无法正常工作。
分区对齐 (Partition Alignment) 产生的微小间隙，为了性能，特别是对于 SSD 和使用了“高级格式化”(Advanced Format, 4K 扇区)的机械硬盘，分区的起始位置需要“对齐”。
所以就可能出现下一个分区就不会紧挨着它开始，而是会从下一个 1 MiB 的边界开始。这就在两个分区之间留下了一个未被使用的、非常小的空间（通常小于 1MB）。
还可能存在一个恢复分区 (Recovery Partition) - 存放 Windows 恢复环境 (WinRE)。 它是一个特殊的、通常被隐藏起来的分区，里面存放着一套工具，用于在你的主操作系统（比如 C 盘里的 Windows）出现严重问题时进行修复、重置或恢复。
当你无法正常进入 Windows 时，系统会自动（或你手动）引导到这个恢复分区。在这里，你会看到一个蓝色的菜单，提供多种修复工具。
恢复分区主要是两种方式创建的：
- 由 Windows 安装程序创建：当你安装 Windows 10/11 时，安装程序会自动创建一个几百 MB 大小的恢复分区，里面只包含标准的 WinRE 环境。
- 由电脑制造商创建 (OEM)：品牌机（如联想、戴尔、惠普）通常会创建一个更大的恢复分区（可能好几个 GB）。 这个分区除了包含标准的 WinRE，还包含一个完整的、带有所有驱动和预装软件的系统镜像。使用这种恢复分区进行“一键恢复”，能让你的电脑完完全全地回到刚买来时的状态。
硬盘空间足够的话，就留着这些分区吧。
引导
在启动方式上目前常见的是 UEFI Boot 和 Legacy Boot ， 设置上，一定要配合 GPT 和 MBR，否则电脑会出现无法启动，它们都负责在按下电源按钮后、操作系统启动之前，对硬件进行初始化并引导操作系统。
Legacy Boot
Legacy Boot 也被称为 BIOS 引导，BIOS (Basic Input/Output System) 是一段固化在主板上一个 ROM 芯片里的软件，从上世纪 80 年代 IBM PC 时代开始就一直在使用。 可以引导 16 位的 DOS 操作系统、32 位的操作系统、引导 64 位的操作系统，（只要 CPU 支持即可）。
开机后，当按 BIOS 的引导顺序找到一个可引导的硬盘时，它会去读取这个硬盘的第一个扇区（512字节），也就是我们之前讨论的 MBR (主引导记录)。BIOS 将 MBR 中的引导代码加载到内存中并执行它。
MBR 的引导代码接着会去寻找活动分区，然后加载该分区里的操作系统引导程序（比如 Windows 的 bootmgr 或 Linux 的 GRUB），最终由这个引导程序来启动操作系统。
Legacy Boot 的特点：
- 历史悠久：兼容性极好，几乎所有老设备和老系统都支持。
- 依赖 MBR：它只能识别 MBR 分区格式的硬盘，这也直接导致了它无法引导超过 2TB 的硬盘。
- 速度较慢：整个引导过程是串行的，一步接一步，硬件初始化比较耗时。
- 界面简陋：通常是蓝底白字的文本界面，只能用键盘操作。
- 安全性差：BIOS 无法验证将要执行的引导代码是否被篡改，容易受到 “bootkit” 等恶意软件的攻击。
UEFI
而 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) 即“统一可扩展固件接口”，是旨在取代传统 BIOS 的新一代标准。与操作系统位宽是一一对应的，因为 UEFI 分为 32 位与 64 位（现在应该都是 64 位的），32 位的 UEFI 需要安装 32 位的操作系统，64 位的 UEFI 需要 64 位的操作系统。
它自检过程通常比 BIOS 更快，可以并行处理。之后会寻找 EFI 系统分区 (ESP)：UEFI 不再是盲目地去读第一个扇区。它会直接去寻找硬盘上一个叫 ESP (EFI System Partition) 的特殊分区。这个分区通常是 FAT32 格式。
之后会执行引导文件：UEFI 固件能够识别文件系统，它会在 ESP 分区中查找特定路径下的引导文件（一个 .efi 文件，例如 Windows 的是 \EFI\Boot\bootx64.efi 或 \EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi）。找到引导文件后，UEFI 直接执行它，启动操作系统的引导程序。
UEFI Boot 的特点：
支持 GPT 分区
并行化的硬件初始化，启动速度快
界面友好：支持图形化界面和鼠标操作，设置更直观。
安全性高：支持一个名为 “Secure Boot” (安全启动) 的重要功能。
它能确保在引导过程中，所有执行的代码（从驱动到操作系统引导程序）都经过了可信的数字签名，有效防止恶意软件在操作系统启动前加载。
功能更强：内置了网络功能（可以在开机时联网诊断）、更完善的驱动支持和更灵活的扩展性。
市面上绝大部分笔记本和台式机都是 64 位的 UEFI，因此我们通常才会错误的认为 “UEFI 只能安装 64 位 Windows 操作系统”
你可能在主板设置里看到过 CSM (Compatibility Support Module, 兼容性支持模块) 这个选项。
CSM 是 UEFI 固件里的一个“插件”或“开关”。它的作用就是在 UEFI 环境下模拟出一个传统的 Legacy BIOS 环境。 为了向后兼容；当你需要安装一个不支持 UEFI 的老旧操作系统（比如 32 位的 Windows 7），或者使用一些不支持 UEFI 的老旧硬件（比如某些显卡或阵列卡）时，就需要开启 CSM。开启后你的电脑会以 Legacy BIOS 的方式进行引导。
安装方式
使用 Dism++ 安装系统的时候，可能会看到 WIMBoot、Compact 之类的选项，一版是用不到的。
重装系统的时候，如果原来存在正常使用的系统，那么不需要添加引导，要不然可能会出现两个重复的启动菜单，还要 msconfig 里去删掉一个。
VHDX、WTG、WIMBoot 之类的方式，除非是特殊场景，否则就不要轻易尝试了，正常安装即可。
VHDX 安装系统
VHD 是 Windows 虚拟磁盘格式，文件大小是固定的，可以在磁盘管理工具里创建（大小需要 50G+）、挂载，VHDX 就是动态占用，这个和虚拟机的磁盘一个概念。
把系统安装到 VHDX 的好处就是可以方便系统还原和安装不同的系统版本，但是不推荐进行设备之间的迁移，除非是硬件是一样的。
当然它也会有一些限制，例如不能休眠，性能也会有损失，会弱一些。
如果你使用 Ventoy 它自带 VHD 加载模块。
WIMBoot 启动 / Compact
它是 Win8 中新增的一种，通过使用一种 wim 格式的镜像文件来启动系统，wim 可以理解为一种高度压缩的、只读的系统镜像文件，它可以从系统的 ISO 中的 install.wim 进行提取。
它的核心目标是在存储空间极其有限的设备上运行完整的 Windows 系统。
使用这种方式，系统盘里只有一些指针文件，大大减小了系统文件的占用，不过占用的内存可能会变大； WIMBoot 可以为用户节省出 4-7GB 的可用空间，重置和恢复系统极快。每次读取系统文件都需要实时从 WIM 镜像中解压缩，这会消耗额外的 CPU 资源，并增加文件读取的延迟。
不过有人测试说微软进行过特殊优化，读取速度是非常快的。但是更新系统是个大问题。
后来被 Compact OS 取代，Compact 不再需要一个独立的 WIM 镜像分区和指针文件。它直接将 C 盘上的系统文件逐个进行压缩（in-place compression）。系统读取文件时，也是实时解压。任何 Windows 10/11 电脑都可以随时开启或关闭 Compact OS 功能。
WTG
Windows To Go，简称 WTG，可以通俗地理解为 “装在 U 盘里的 Windows 系统”。
它的核心目标是：让你能够将一个完整的、可启动的、个人化的 Windows 工作环境，安装到一个经过认证的 USB 驱动器（比如高速 U 盘或 USB 移动硬盘）上，当然也有民间工具可以安装到任何 U 盘上。
你可以拿着这个 USB 驱动器，插到任何一台符合最低硬件要求的电脑上，从这个 USB 驱动器启动，进入你自己的、熟悉的 Windows 系统，里面有你自己的文件、应用和设置。当你拔下 U 盘离开后，那台电脑不会留下任何痕迹。
它是微软在 Windows 8 企业版中首次推出、并在 Windows 10 中延续的一项官方功能。 我感觉与 VHDX 的方式很像（一个是侧重隔离性，一个是便携性，VHDX 方式还是和硬件有点关联的，一般是同主机多系统环境，WTG 则基本是完全的硬件无关，所以对微软来说也更难维护），也都有一些限制，例如不能休眠，不过性能应该比 VHDX 要好。
但微软已经在 Windows 10 版本 2004 (2020年5月更新) 中正式宣布放弃并移除了该功能。原因主要是 硬件体验难以保证、更新容易出问题。