UEFI系统启动过程与设置研究

：煎…整…一皇…照　ＵＪｌＡＮ　ＣＯＭＰＵＴＥＲ　ＤＯＩ：１０．１６７０７￣．ｃｎｋｉ．ｆｊｐｃ．２０１７．０４．０７５　ＵＥＦＩ系统启动过程与设置研究　郭金龙，刘珍珍　（河南省三门峡中等专业学校河南三门峡４７２０００）　【摘要】ＵＥＦＩ是新一代的ＢＩＯＳ标准，它解决了很多传统ＢＩＯＳ无法克服的问题，被众多主板采用。本文拟在研究　ＵＥＦＩ系统的启动过程与设置操作，介绍了ＵＥＦＩ的特点，叙述了ＵＥＦＩ系统组成及工作过程，分析了ＵＥＦＩ启动模式，并　介绍了ＢＩＯＳ相关ＵＥＦＩ启动的设置方法。　【关键词】传统ＢＩＯＳ；ＵＥＦＩ；ＵＥＦＩ启动过程；ＵＥＦＩ启动设置　１　ＵＥＦＩ介绍　１．１　ＵＥＦＩ介绍　ＢＩＯＳ（基本输入输出系统），是存储在计算机主板ＲＯＭ芯　片中的一组程序，为计算机提供最底层的硬件控制。计算机通　电后，首先运行的程序就是ＢＩＯＳ。随着计算机技术的发展，人　们对ＢＩＯＳ的要求也越来越高，而传统ＢＩＯＳ使用１６位编码，使　６４位ＣＰＵ不能完全发挥效能，特别是其不支持超过２Ｔ的硬盘　启动盘，因此新一代的ＢＩＯＳ技术就产生了。　ＵＥＦＩ（Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ　Ｆｉｒｍｗａｒｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，全称“统一的可　扩展固件接口’，），是一种替代ＢＩＯＳ的方案。ＵＥＦＩ定义了操作　系统与硬件平台固件之间的接口规范。它解决了很多传统　ＢＩＯＳ无法克服的问题。ＵＥＦＩ的基础是ＥＦＩ，ＥＦＩ的所有权归英　特尔所有，２００７年，Ｉｎｔｅｌ将ＥＦＩ的开发和完善工作交给了ＵＥＦＩ　联盟，后来的ＥＦ／则称为ＵＥＦＩ。但ＵＥＦＩ的所有者是ＵＥＦＩ联　盟，ＵＥＦＩ联盟是２００５年成立的一个国际联盟组织，由英特尔、　微软、惠普等厂商发起，目前成员包括近百家企业。因为ＵＥＦＩ　由多个ＩＴ业龙头企业如联想、微软、苹果、ＡＭＤ等开发和完善，　使得ＵＥＦＩ表现了更好的兼容性，通用性也更强。　１．２　ＵＥＦＩ的主要特点　相比传统ＢＩＯＳ，ＵＥＦＩ的主要特点如下：　（１）使用ＧＰＴ分区表，支持２ＴＢ以上的大硬盘。分区数最　大可达１２８个，分区大小没有；　（２）安全性强。ＵＥＦＩ采用ＧＰＴ硬盘分区方案，启动引导文　件存储在硬盘的ＥＳＰ分区中，与操作系统分离，从而更好地保　护系统启动；　（３）对于新硬件的支持远超对方，更适宜于６４位ＣＰＵ发　挥优势；　（４）采用模块化设计，使用高级Ｃ语言编写代码，宜于用户　底层开发；　（５）扩展性增强，如ＰＣＩ设备的Ｏｐｔｉｏｎ　ＲＯＭ可以扩展，客　户可以根据自身需要重新刷写Ｏｐｔｉｏｎ　ＲＯＭ文件；等等。　１．３　ＵＥＦＩ组成及工作过程　图１　ＵＥＦＩ执行流程图　ＵＥＦＩ系统的工作过程包括：安全检测（ＳＥＣ）、初始化准备　（ＰＥＩ）、固件驱动执行（ＤＸＥ）、启动选择（ＢＤＳ）、系统加载（ｒＩ１ＳＬ）、　操作系统运行ｆＲＴ）、后操作系统（ＡＬ）等七个阶段。　第一阶段：ＳＥＣ阶段（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，安全检测），该阶段使用ＣＰＵ　的高速Ｃａｃｈｅ作为临时内存区，对平台早期初始化代码进行验　证等。　第二阶段：ＰＥＩ阶段（Ｐｒｅ～ＥＦＩ　Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ，初始化准备），包　括对ＣＰＵ、芯片组、主板初始化等。该阶段的主要任务是初始化　物理内存。最后将系统状态信息和控制权转交驱动执行环境阶　段。　第三阶段：ＤＸＥ阶段（Ｄｒｉｖｅｒ　Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，驱动执　行环境），和ＰＥＩ阶段一样，同样是ＵＥＦ１启动过程最核心的阶　段。ＤＸＥ阶段主要完成大多数的系统初始化配置工作，构建操　作系统启动管理环境。　第四阶段：ＢＤＳ阶段（Ｂｏｏｔ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，启动设备选　择），即使用什么设备启动操作系统，并将启动选择权呈现给用　户。　后面三个阶段，ＴＳＬ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｌｏａｄ系统加载）阶　段，是操作系统载入阶段；ＲＴ（Ｒｕｎ　Ｔｉｍｅ）阶段，是操作系统运行　阶段；ＡＬ（Ａｆｔｅｒ　Ｌｉｆｅ）阶段，是结束操作系统阶段。　其中，ＰＥＩ阶段初始化模块和和ＤＸＥ阶段驱动执行环境模　块是ＵＥＦＩ的核心，一般存储在主板上的ＲＯＭ芯片中。但其他　阶段的驱动程序和数据则可以保存在其他地方。如在硬盘的　ＥＳＰ分区中会存储有ＥＦＩ驱动和应用程序，在ＰＣＩ设备Ｏｐｔｉｏｎ　ＲＯＭ中存储的是一个ＰＥ／ＣＯＦＦ格式的ＵＥＦＩ映像文件。　２　ＵＥＦＩ系统启动过程　２．１　Ｇｆｙｒ磁盘分区方案　传统的磁盘使用ＭＢＲ（Ｍａｉｎ　Ｂｏｏｔ　Ｒｅｃｏｒｄ）分区方案，即在　磁盘的起始位置（即第一个扇区）存储分区信息和启动装载程　序（ｂｏｏｔ　ｌｏａｄｅｒ），磁盘第一个扇区又称为ＭＢＲ扇区。ＭＢＲ分区　方案，最多只能有４个主分区，最大支持２Ｔ硬盘。如今，硬盘的　最大容量不断刷新，别说是２ＴＢ硬盘，４ＴＢ的硬盘早已经出现，　因此，最大支持２ＴＢ的ＭＢＲ分区方案就过时了，下面介绍先进　的ＧＦＦ分区表方案。　ＧＰＴ是ＧＵＩＤ分区表简称，含有ＧＰＴ分区表的磁盘称为　ＧＰＴ磁盘。ＧＰＴ是一种分区表标准：磁盘的第一扇区（ＬＢＡ０）是　ＭＢＲ，第二扇区（ＬＢＡ１）是Ｇｉｒｌ＂头（ＧＰＴ头存储分区表的位置信　息）。对于６４位操作系统，使用ＬＢＡ２至ＬＢＡ３３的３２个扇区作　为ＧＰＴ分区表，则ＬＢＡ３４是第一个分区的开始。　如果想以ＵＥＦＩ模式启动电脑，则必须是ＧＰＴ磁盘，并且　在Ｇｉｒｌ！磁盘上还必须创建ＥＳＰ系统分区。另外，根据ＵＥＦＩ规　范，ＧＰＴ磁盘上还可以有一种称为ＭＳＲ的分区。　２ｏ１７年第４期１福建电脑　・１５３・　：　塑…～堡…　皇…照　ＵＪ｛ＡＮ　ＣＯＭｐＵＴ　张　ＥＳＰ（ＥＦＩ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎ，ＥＦＩ系统分区）：ＦＡＴ３２格式或　ＦＡＴ１６格式。ＥＳＰ分区存放了ＵＥＦＩ驱动、引导管理等程序。主　ＭＢＲ模式启动电脑。而拥有ＵＥＦＩ固件的电脑，可以采用ＵＥ—　ＦＩ＋ＧＰＴ模式启动电脑，也可以采用Ｂ１ＯＳ＋ＭＢＲ模式启动系统。　３ＵＥＦＩ常用设置　３．１　ＵＥＦＩ／Ｌｅｇａｃｙ　ＢＩＯＳ切换　要文件ｅｆｉ／Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ／ｂｏｏｔ／ｂｃ和ｅｆｄｂｏｏｔ／ｂｏｏｔｘ６４．ｅｆｉ等。　ＭＳＲ分区：是微软作为备份的分区，目的是用以备份。　ＧＰＴ分区方案具有如下优点：　新近出厂的电脑大多配置了ＵＥＦＩ固件，电脑可以有以下　（１）Ｗｉｎｄｏｗｓ系统最多可划分１２８个分区，因此不再使用扩　展分区和逻辑分区概念。　（２）支持２ＴＢ以上的大硬盘。理论上可达７６亿ＴＢ，完全够　两种启动模式：ＵＥＦＩ启动模式和Ｌｅｇａｃｙ　ＢＩＯＳ模式（传统启动　模式）。下面以某联想电脑为例，讲述ＢＩＯＳ设置程序中两种启　动模式的设置方法。（注：不同电脑设置差异很大）。　用了。　（３）分区大小几乎没有。　ＧＵＩＤ分区方案具有的优点，都是对于ＭＢＲ的解除，　但并不是所有的操作系统都支持这种分区方案。请看下表　表１操作系统支持ＧＰＴ分区情况　｝　系统类型　数据盘　系统盘　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ　３２ｂｉｔ　不支持ＧＰＴ分区　不支持ＧＰＴ分区　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ　６４ｂｉｔ　支持ＧＰＴ分区　不支持ＧＰＴ分区　Ｗｉｎｄｏｗｓ　７　３２ｂｉｔ　支持ＧＰＴ分区　不支持ＧＰＴ分区　Ｗｉｎｄｏｗｓ　７　６４ｂｉｔ　支持ＧＰＴ分区　ＧＰＴ分区需要ＵＥＦＩ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　８　３２ｂｉｔ　支持ＧＰＴ分区　不支持ＧＰＴ分区　Ｗｉｎｄｏｗｓ　８　６４ｂｉｔ　支持ＧＰＴ分区　ＧＰＴ分区需要ＵＥＦＩ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｓｅｒｖｅｒ　２ｏ０８　支持ＧＰＴ分区　ＧＰＴ分区需要ＵＥＦＩ　２．２　ＵＥＦＩ启动过程　电脑的启动过程分为两种模式：传统ＢＩＯＳ＋ＭＢＲ启动模式　（又称为传统ＢＩＯＳ模式）和ＵＥＦＩ＋ＧＰＴ模式（又称为ＵＥＦＩ模　式）。　传统ＢＩＯＳ＋ＭＢＲ启动模式：在开机后，首先执行的就是　ＢＩＯＳ固件中的程序，如初始化、系统自检等；然后接着引导操作　系统，即执行磁盘ＭＢＲ扇区中的引导代码，由ＭＢＲ引导程序　负责加载并启动系统。　ＵＥＦＩ＋ＧＰＴ模式的启动过程与传统ＢＩＯＳ＋ＭＢＲ启动过程　对比如图２。如果使用ＵＥＦＩ＋ＧＰＴ启动模式，必须满足三个条　件：　（１）主板含有ＵＥＦＩ固件（现阶段兼容传统ＢＩＯＳ），即主板　支持ＵＥＦＩ模式启动。　（２）硬盘必须是ＧＰＴ分区格式，还必须创建ＥＳＰ系统分　区，并且ＥＳＰ分区中必须有特定的ＥＦＩ驱动、引导管理等程序。　（３）操作系统支持ＵＥＦＩ启动。　匝　亟匠　图２传统ＢＩＯＳ与ＵＥＦＩ启动过程对比图　ＵＥＦＩ＋ＧＰＴ的启动过程：启动系统一平台初始化一加载　ＵＥＦＩ驱动程序及执行相关程序一在ＵＥＦＩ系统启动菜单中选　取要进入的系统一启动操作系统。　事实上，拥有传统ＢＩＯＳ固件的电脑，只能以传统ＢＩＯＳ＋　・１５４・　福建电脑ｌ　２０１７年第４期　（１）ＣＳＭ（兼容性支持模块）　切换到“启动（Ｓｔａｒｔｕｐ）”选项卡。　ＣＳＭ（兼容性支持模块），有两个选项：ＥｎａｂｌｅｌＤｉｓａｂｌｅｄ，各选　项的含义：　Ｅｎａｂｌｅｄ允许（兼容）：对不支持ＵＥＦＩ的系统或设备提供兼　容性支持。如Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ不支持ＵＥＦＩ模式启动，设为兼容模　式（Ｅｎａｂｌｅｄ）。目前有些显卡也只能在兼容模式下工作。　Ｄｉｓａｂｌｅｄ禁止：即禁止使用兼容模式。如６４位Ｗｉｎ８，完全　支持ＵＥＦＩ系统，并且开启了安全启动，则必须设为禁止。　一般情况选择“开启（Ｅｎａｂｌｅ）”。　（２）Ｂｏｏｔ　Ｍｏｄｅ（启动方式）　Ｂｏｏｔ　Ｍｏｄｅ（启动方式）选择，即以哪种模式启动系统，是　ＵＥＦＩ与传统ＢＩＯＳ启动的主要设置项。有三个选项：ＡｕｔｏｌＵＥＦＩ　ｏｎｌｙ　Ｉ　Ｌｅｇａｃｙ　ｏｎｌｙ。　各选项的含义：　Ａｕｔｏ（自动）：自动按照启动设备列表中的顺序启动，优先　采用ＵＥＦＩ方式；　ＵＥＦＩ　ｏｎｌｙ（仅ＵＥＦＩ）：仅使用ＵＥＦＩ方式启动；　Ｌｅｇａｃｙ　ｏｎｌｙ（仅Ｌｅｇａｃｙ）：仅使用传统ＢＩＯＳ方式启动；　（３）Ｓｅｃｕｒｅ　Ｂｏｏｔ（安全启动）设置　Ｓｅｃｕｒｅ　Ｂｏｏｔ（安全启动），有两个选择：Ｅｎａｂｌｅｄ（开启）ＩＤｉｓ—　ａｂｌｅｄ（禁止）。　设置技巧是：６４位Ｗｉｎ８以上操作系统，采用ＵＥＦＩ模式启　动时，设置为“开启（Ｅｎａｂｌｅ）”状态。否则设置为“关闭（Ｄｉｓ—　ａｂｌｅｄ）”Ｏ　３＿３设置添加ＵＥＦＩ启动方法　ＵＥＦＩ是一种先进的电脑启动方式，那么我们怎么在传统　启动的电脑上添加ＵＥＦＩ启动呢？假如电脑原装３２位ｗｉｎ７操　作系统，现改装６４位的ｗｉｎ８操作系统，使用ＵＥＦＩ启动，如何　操作？　前面述及，使用ＵＥＦＩ方式来启动电脑，需要满足３个条　件，因为ＷＩＮ８完美支持ＵＥＦＩ，所以只需要满足其他２个条件　即可。我们分别讲述。　３．３．１更改硬盘为ＧＰＴ分区方案，并添加ＥＳＰ分区　工具准备：下载“大白菜超级Ｕ盘启动盘制作工具’，【ＪＥＦＩ　版，制作一个ｕ盘启动盘。　工具准备好后，进行如下操作：　（１）使用上面制作的Ｕ盘启动盘启动电脑（注意选择从Ｕ　盘启动电脑），选择“运行Ｗｉｎ８ＰＥ防蓝屏版”，启动到ＷｉｎＰＥ系　统。　（２）进入ＷｉｎＰＥ系统后，桌面上会有ＤｉｓｋＧｅｎｕｉｅｓ分区工具　图标，双击运行，选择硬盘，再选择“硬盘／转换分区表类型为　ＧＵＩＤ格式”，最后，单　‘保存修改”按钮。即可将ＭＢＲ硬盘转　换为ＧＰＴ硬盘。　（下转第８０页）　曩　建　懑　脑　ｅ０　ｐＵＴ簸　理实一体化教学可以提高学生的职业素质，对教师提出了　更高的新要求。要求教师不但能站在讲台上把知识讲出来，把　理论讲透彻讲明白，而且还要在实际动手操作上做出来，知行　极引导，创造学生主动参与操作、的环境和条件，有助于学生形　成的个性，增强主体意识，培养创新精神　。　３．２加强课堂组织管理　合一，通晓且解释清楚实验中遇到的问题。所以教师要多方面　学习，全方面提高自己的教学能力，避免眼高手低，只说不练。　理实一体化教学，组织在教师，实体在学生，改变教师讲，　学生听的传统模式，引导学生既动脑，又动手，使学生在实践中　得到锻炼，这就要求教师注意课程管理，避免自由散漫的课程　风气，培养严谨活泼的课堂气氛，另外还要防止学生出现安全　事故。　四、结束语　可以利用假期有计划安排教师到企业进行顶岗培训，提高教师　的实践动手能力，另外积极吸纳企业的实践经验丰富的能工巧　匠充实到专兼职教师队伍中。　２．５开展技能大赛　高频电子线路课程的教学以制作调幅收音机为主线，可以　在教学过程中开展制作收音机的技能大赛，要求学生全员参　与，进一步提高了教学的针对性，调动了学生的学习积极性，培　理实一体化人才培养模式使学生在相对集中统一的时间　内进行高频电子线路的理论学习和技能实践，将理论教学和实　践有机融为一体，将抽象的知识形象化，提高了学生主动学习　的主观能动性，提高了课程的教学质量，也提高了学生的动手　能力和团队合作能力，培养了学生的职业道德，锻炼学生动手　实践的基本功，有利于学生的全面发展。为以后投身社会打造　坚实的基础。　参考文献：　［１］张澄高频电子电路［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２０１１：１—３　［２］李莉，徐金熊．高职院校《高频电子技术》课程教学改革之探讨…．电　子世界．２０１３（１１）：１５６—１５６．　养了学生的应用能力。通过比赛，切实检验理实一体化人才培　养的质量。　２．６改革教学质量评价　在实施高频电子电路课程理实一体化的教学过程中，如何　评价教学质量是很重要的，传统的试卷考核方式很难反应出学　生应用能力的高低，必须对传统的考核评价方式加以改进，建　立一套科学、可行的课堂过程考核和项目任务考核相结合的方　法对学生的成绩进行考核，注重考查学生解决实际问题的能　力。笔试、口头测试、学生互评、现场操作技能考试等多种评价　手段综合运用，全面考查学生对该门课程的职业能力，促进学　生整体素质的提升，具有可发展可提高的基础，能够适应社会　和市场的需求。　三、教学环节需注意的问题　３．１以学生为主体　高职学生大都理论知识比较薄弱，形象思维较好，实际动　手能力较强，针对这一特点，加大实践教学的力度，多进行形象　［３］宋连喜．职业教育理实一体化教学模式浅析［１］．辽宁农业职业技术　学院学报，２００９，１４（２８）：３１—３３．　［４］徐丽莎．启发一案例一探究式教学在高频电子线路课程中的应用　［｝］福建电脑，２０１３，２９（７）：６０—６１　［５］李冬云《高频电子技术》理论实践一体化教学探讨［Ｊ］．考试用－Ｔｔ】，　２０１０（５５）：１７２－１７３．　作者简介：　姬留杰，１９８１年出生，女，汉族，籍贯河南省社旗县，硕士，讲师，主　要研究方向为通信技术、电路与系统。　化教学，提高学生学习的积极性和主观能动性。整个教学过程　加大学生参与的比例，以理论为纲，实践为目，纲举目张，全面　提高学生的综合技能。把课程从教师理论讲解为主变为教师积　（上接第１５４页）　（３）选择“快速分区”按钮，勾选ＥＳＰ分区，ＥＳＰ分区大小设　置为２００ＭＢ（一般是１００Ｍ以上）。其他分区大小，根据自己需　要定义。点击“确定”。　３－３．２配置ＵＥＦＩ启动。　近几年购置的电脑，主板支持ＵＥＦＩ启动，需要进行ＢＩＯＳ　设置即可。设置项目如下：　参考文献：　［１］何宛宛．基于ＵＥＦＩＢＩＯＳ攻击方式的研究［Ｄ］北京工业大学，２０１４　年５月　“ＢＩＯＳ＋ＵＥＦＩ引导修复工具１．０绿色版”进行修复即可。　［２］韩新军，白茹，田玉平．ＵＥＦＩ系统浅谈［Ｊ］．企业技术开发，２０１６年５　月，第３５卷第１５期　ＣＳＭ　Ｂｏｏｔ　Ｍｏｄｅ　Ｓｅｃｕｒｅ　Ｂｏｏｔ　成。　Ｉ－Ｄｉｓａｂｌｅｄ］　［ＵＥＦＩ　Ｏｎｌｙ］　－［Ｅｎａｂｌｅｄ］　作者简介：　郭金龙（１９６８一），男（汉族）河南省三门峡人，高级讲师，浙江师范　大学教育学硕士，主要研究方向职业技术教育。　刘珍珍（１９７６一），女（汉族）河南省三门峡人，讲师，华东师范大学　计算机科学技术系工学硕士，主要研究方向数据库技术。　最后，使用Ｗｉｎ８安装光盘安装操作系统。按提示即可完　如果电脑不能使用ＵＥＦＩ方式启动，可以再使用上述Ｕ盘　启动，进入ＰＥ后使用“ｕｅｆｉ引导修复工具ｖ１．３绿色版”或者　・８０・　福建电脑Ｉ　２０１７年第４期