CN103544069B - 一区多用创建容错型多启系统盘 - Google Patents

Abstract

本专利公布了一种计算机系统启动盘的制作方法，适用各类带有磁盘分区表的存储设备。对目标盘除了按常规方式分区和设置活动分区外，还对盘内的任一原始或逻辑分区再分为二个或更多个彼此独立使用的存储区：其中之一的数据存放格式与原分区类型保持一致；其余使用特殊的存储格式。通过修改主扇区、保留扇区和隐藏区的内容为其添加引导控制程序和主菜单，利用原活动分区已有的启动功能或grldr及其变形为各个区配置系统启动功能和本区所对应的菜单，即提供一个以上可供用户操作的菜单，能从任一区域启动系统。任一存储区或启动方式遭到损坏，引导控制程序会自动选用可启动的系统加载，让用户随时都有可用的操作系统。

Description

一区多用创建容错型多启系统盘

技术领域

本发明公开了一种带多个容错型系统启动盘的制作方法及产品，能用于各类带分区表的存储介质，其目的是为各类计算机的系统盘或移动存储介质增加多个可启动系统的选择及控制功能。

背景技术

影响计算机正常启动的因素较多，除了需要完好的系统启动程序外，还依赖于主引导程序、分区表和活动分区引导程序的完整性。PC机自诞生以来其系统盘仅能设置一个活动分区、一种启动方式，一旦活动分区损坏或分区表异常就会导致计算机瘫痪，尤其是网络时代、病毒盛行的今天，这类故障的发生频率越来越高，因而严重影响计算机的使用率、企业的生产效率或个人的网上生活。

为了提高计算机的利用率，减少单一启动方式对其可用性的影响，目前有多种改进方案供选择，但效果均不理想。如设法修改活动分区所对应的分区位置来实现多启。这样需提前为每个目标分区单独安装操作系统，且每次修改活动分区的对应关系也需要借助操作系统所提供的工具，因而实现起来较麻烦，对于Windows系统，每次修改活动分区的位置会改变各分区所对应的盘符，给使用者带来许多不便。针对这一不便因素，有人专门开发了多启控制程序：修改主引导程序，提供启动菜单供用户选择要加载的目标分区，然后主引导程序更换此分区为活动分区并加载所选分区的引导程序。这样虽然降低了启动分区控制对操作系统的依赖性，但仍需为每个目标分区安装操作系统，且使用不同的分区启动系统，对于Windows系统仍会造成各分区所对应盘符的改变。还有先安装Windows、后装其它系统无需修改活动分区也有可能实现多启，但属于串联型的多启，一旦活动分区、主引导程序或分区表损坏均无法启动任何系统。此外，还有从盘的起始位置(从0道开始)专门开辟一块独立的存储空间作为系统启动控制程序的存放区，有些还为其配置了分区项，作为隐藏分区独立存在；而有些没有为其配置分区项。对于后者在磁盘管理和分区管理程序中，这块已使用的存储空间实际上未归属任何分区，均被认为是未使用的自由空间，易被用户挪作他用而损坏其完整性和启动功能。另外，没有考虑保护和兼容盘上已有系统的启动及空间的使用，即仅提供一种启动方式，只适用于为无数据的U盘或移动盘制作启动系统，而不能用于已有系统的PC机或服务器的系统盘。一键还原硬盘版和矮人DOS等通过grldr实现多启系统控制，在此虽是一对多，仍依赖于唯一的分区表、活动分区标志和活动分区引导程序的完整性，借用它虽可提高计算机的可用率，但提高的幅度有限。其利用系统影像文件、借用虚拟盘实现多个系统的启动和控制，为我们提供了一种经济、实用的多系统启动解决方案的参考对象。

综上所述，目前只能依赖活动分区、采取串联方式实现多启，而没有较理想的方式让任一盘支持多个系统的随机启动，一旦活动分区发生意外，就会导致计算机无可用的系统而严重影响其可用率。

发明内容

本发明公开几种启动方式并存的系统启动盘实现过程和制作方法，它由带分区表的存储介质、安装在其内的引导控制程序、主控菜单、系统启动程序或系统镜像文件和各区的操作菜单组成。目的是为任一带有磁盘分区表的盘提供多个可启动的系统供用户选择，将传统单一的串联启动方式改造为智能、并联型的多种启动方式共存的系统盘，简称为容错型多启系统盘。本发明涉及的技术有：一是引导控制程序和隐藏区划分、格式化及存取控制程序的开发、使用；二是对活动分区和隐藏区启动程序、操作菜单的设置；三是对grldr的改造，实现其对隐藏区的读写支持；四是对双路或多路可启动系统的控制和调用。对目标盘除了按常规方式分区和设置活动分区外，还根据磁盘分区管理程序的特点对其内任一原始或逻辑分区一分为二或更多。在使用方面他们成为互不干涉的独立存储区，但他们在分区表中共用同一个分区项，即不改变原分区表的内容。他们分别使用不同的分区类型或数据格式保存信息：其中之一的数据存放格式与其对应的分区类型保持一致，常用的操作系统可直接访问，称其为可见区；其余的使用特殊数据存储格式，需借用特定的工具才能存取，且在分区表链中也找不到其存放的起始位置和占用的空间大小，故称他们为隐藏区(而不是隐藏分区，它们之间的差异是否有对应的分区项)。使隐藏区成为合法“居民”，活动分区和隐藏区均支持系统启动，成为双路或多路可控的并联型启动方式是本发明的目的。结合格式化程序仅破坏可见分区的头部、而不会破坏隐藏区和保留扇区内容的特点，实现了隐藏区和保留扇区的信息安全。由于在分区表中未存在隐藏区所对应的分区项，不易被人发现其存放位置和读写方式；从而有效地提高了隐藏区内容的安全性和数据的保密强度，即隐藏区除了作为系统启动文件存放空间外，还可以作为重要信息的保存场所，亦隐藏区的用途也可以多样化。也可以为隐藏区分配对应的分区项，虽不会影响其使用，但安全性会略有降低，故不能因其有对应的分区项而断定不是本专利所说的隐藏区。

带分区表的存储介质可以是硬盘、固态盘、U盘或移动硬盘，其内安装的引导控制程序既能实现常规的系统引导、控制和提供用户对活动分区和隐藏区启动对象的选择菜单，又能识别分区表的完整性、前一次不成功启动的情况，活动分区和隐藏区的文件读取及系统启动程序加载，即是对原有的系统引导程序进行了一系列的改进和功能扩充。通过修改主引导扇区、保留扇区和隐藏区的内容为该盘添加引导控制程序及主控菜单，利用活动分区已有的可启动系统或利用grldr及其变形为活动分区及隐藏区分别添加系统启动功能、多种可启动的系统对象和各区所对应的操作菜单，即多启系统盘至少提供一个菜单供用户操作。活动分区的系统启动文件可以是制作之前已安装在该盘内的操作系统或是后来追加的系统、系统影像，可修改为由grldr来引导该区的系统、扩展其功能和提供操作菜单，也可以使用原有的启动控制程序和操作菜单；隐藏区的系统统一使用多种可启动的系统影像文件，由grldr变形来引导该区的系统、扩展其功能和提供操作菜单。如果可见区的操作菜单能兼容grldr，则用户操作时可在这两个菜单来回切换。初期由引导控制程序负责管理，主控菜单通过之后由grldr或原有系统启动程序分别负责管理、加载和处理本区所对应的菜单，并且隐藏区的菜单项还可以调用可见区内的任何系统及系统影像文件。由于隐藏区的系统统一使用系统影像文件，利用grldr的变形来加载、并运行在用内存仿真的虚拟盘中，故对隐藏区的存储格式和该盘分区表的完整性无要求，从而实现了容错、多种类型的操作系统可随意选择及启动，并且也无需修改活动分区所对应的分区项，但要记录本次启动所使用的启动方式，为识别不成功的启动创造条件。在引导控制程序加载过程中能主动识别各启动区域的完整性，通常启动程序使用固定的启动顺序启动系统，即加载各菜单的缺省启动对象，并提供一个以上的操作菜单供用户选择，让用户可以随意加载所需要的系统或系统影像文件，若用户在一定的时间内不选择则启动缺省项。一旦原有条件遭到破坏，引导控制程序能根据前一次不成功的启动情况，自动选择较安全的方式启动系统：对于PC机的系统盘，缺省情况是启动原盘上活动分区的系统，一旦出现意外，则尽可能选用能启动的系统启动计算机；对于移动介质，考虑其容易中毒的特点，为了获得干净系统则缺省启动隐藏区的系统。这样减少了单一系统损坏、中毒、分区表或活动分区损坏、误格式化所造成的无可用系统的局面，让用户随时都有可用的操作系统。

具体实施方式

为了实施本发明，涉及引导控制程序和隐藏区管理程序的使用，其实是通过同一个程序来实现所需的功能，为了描述方便把它称为特定的工具。另外，还需要对grldr进行改造，让其支持隐藏区的读写。做好了这些准备工作，才能着手容错型多启系统盘的制作，其引导控制程序由主引导扇区、保留扇区和隐藏区的内容组成。正常的启动顺序与盘的用途有关，也可以由用户通过一个以上的操作菜单控制其加载对象，从而实现多启控制。对于PC机或服务器的系统盘缺省选用活动分区的系统启动，在检查其分区表正确后，才读取其引导扇区的内容至0：7c00开始的位置、并检查其完整性，一切正常引导控制程序才把控制权交给活动分区的系统。而隐藏区的系统启动是直接加载其内的grldr变形，无需分区表的支持，即兼容活动分区和分区表的损坏。

一区多用制作容错型多启系统盘的过程可分为六步：

步骤1、按传统方式对盘进行分区和格式化、设置活动分区(缺省即为第一个分区)，安装所需要的操作系统；已安装好操作系统、并能正常启动的盘则可跳过这一步。

步骤2、选定改造对象。考虑到系统分区经常需要利用GHOST进行系统备份和恢复，而GHOST会识别整个分区所占用的存储空间，若把隐藏区与活动分区共用同一个分区，直接使用GHOST恢复系统则会破坏隐藏区的完整性，对于有多个分区的盘(不含扩展分区)，建议选用其它分区作为划分对象；对于仅一个分区的盘则只能选择活动分区。

步骤3、对所选对象进行数据备份，从安全性考虑先备份重要数据到其它分区或盘，避免操作不当损坏原分区中的所有内容。

步骤4、确定隐藏区存储空间的大小。根据隐藏区所需保存的内容合理选择所需空间大小，避免出现预留空间太小不够用、太大又造成浪费的现象。

步骤5、利用特定的工具，根据所选分区对应的分区号、起始位置和隐藏区所需空间大小对其进行划分操作，再按新的尺寸格式化可见区或修改可见区的控制参数，让其使用空间在规定的范围内，并与隐藏区分开。同时借用此特定的工具格式化隐藏区、导入隐藏区所要保存的文件及控制程序。对于有未用空间的盘，也可以根据隐藏区所需要空间把未用区的一部分或盘的尾部作为隐藏区。

步骤6、修改主引导扇区、保留扇区或隐藏区的内容，让其兼容原盘上活动分区的系统启动，同时为各隐藏区设置系统启动功能和本区的操作菜单，添加或安装系统启动所需的文件。

经过以上六步即完成了一区多用容错型多启系统盘的制作，根据隐藏区所依附的分区不同，一区多用有二种表现形式：一是依附在第一个原始分区上，另一种是隐藏区依附在活动分区以外的其它分区上。对于前一种情形这时可以把其看成是一区三用：一是可见区按原分区表所规定的类型使用，二是主引导扇区、保留扇区的一部分用于存放引导控制程序，三是使用特殊格式的隐藏区寄生在其内、作为可启动系统影像文件、配置文件和重要保密内容的存放区。对于后一种情形，则同时涉及到二个分区各有两种用途：一是主引导扇区和此道所对应分区的保留扇区一部分作为引导控制程序的存放区域，但并不影响此分区的使用空间和使用方式，即是第一个分区的一区两用；二是另一个分区后附有隐藏区，用特殊格式保存有可启动的系统影像文件、配置文件和重要信息，即是第二个分区的一区两用。

使用特殊格式的隐藏区除了作为可启动的系统影像文件和配置文件的存放区外，还可以作为重要信息的存放区。因为隐藏区未单独占用独立的分区项，其存在和存放位置不容易被人发现；并且是使用专利人自己定义的数据存放格式，他人要成功读取和修改则不是一件容易的事情，这样能有效地防止非法复制和病毒攻击隐藏区的内容；只要其所依附的分区不改变分区尺寸、位置和加大其总的可用扇区数，就不会破坏隐藏区的完整性，从而保证了其内容的安全。

本发明的实施例

为了进一步说明一区多用容错型多启系统盘制作过程，现结合实例对本发明予以说明。本实例仅用于解释，不能认为是对本发明的限制。

用无数据、新的移动硬盘制作容错型多启系统盘，在活动分区添加DOS系统，其制作过程如下：

1、由于移动硬盘多用于数据存储，对其进行GHOST备份的可能性非常小，故可以把隐藏区放在活动分区。另外，若盘的存储空间较大，可以把整个盘分成一个原始分区和一个扩展分区或不超过4个原始分区。考虑到兼容DOS系统，活动分区的分区类型以FAT32为佳。

2、由于是新的空盘，则无需进行数据备份。

3、确定隐藏区的空间大小。保存“心静如水2003PE.ISO”需要94MB，再加GHOST11.5、grldr的变形和其它一些必备程序，合计约120MB，故为隐藏区保留130MB的存储空间即可。

4、利用特定的工具，根据所选的分区和为隐藏区保留的空间对其进行一分为二的操作，自动按新的存储空间格式化可见区和隐藏区。同时借用此特定的工具逐一导入前面提到的程序至隐藏区。

5、为活动分区增加DOS启动功能。

6、利用特定的工具去修改主引导扇区和保留扇区的内容、让其兼容原盘上活动分区的启动系统，同时为新的隐藏区设置可直接启动的功能。

至此即完成了一区多用容错型多启系统盘的制作，也就是专利人开发的隆任万能盘，是先有产品后申请专利的。制作完成后即可进行测试：把此移动硬盘仍插在机器的USB口，重启计算机，修改此机的BIOS、设置成从移动硬盘优先启动或直接从启动装置菜单选择从此移动硬盘启动，一切正常即可看到其启动画面和供用户操作的主控菜单。

Claims (9)

1.一区多用创建容错型多启系统盘的方法，适用于带分区表的存储介质，能应用于各类系统的系统启动盘或移动存储介质，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)按传统方式对目标盘进行分区、格式化、设置活动分区，安装所需要的操作系统，已安装好操作系统、并能正常启动的盘则可跳过这一步；

(2)确定隐藏区存储空间的大小，根据隐藏区所需保存的内容合理选择；

(3)利用特定的工具，对存储介质的任一原始或逻辑分区、根据所确定的隐藏区空间大小一分为二或更多，分别用不同的分区类型保存信息：其中之一的数据存储格式与其对应的分区类型保持一致称为可见区；其余使用特殊的数据存储格式称为隐藏区，其与前者共用同一个分区项；

(4)修改主引导扇区、保留扇区和隐藏区的内容为其添加智能型的引导控制程序和主控菜单，让其兼容原盘上活动分区的系统启动，同时支持各隐藏区的系统启动；

(5)利用活动分区已有的可启动系统或利用grldr及其变形为活动分区和各隐藏区添加系统启动功能、多种可启动的系统对象和本区所对应的操作菜单；

(6)目标盘的使用，系统启动盘可直接使用，而从移动存储介质启动可修改所用电脑的BIOS设置或从启动装置菜单选择此目标盘，启动控制程序会根据前一次的启动成功情况，自动选择较安全的方式启动系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对存储介质的任一原始或逻辑分区一分为二或更多，从分区管理软件看它们是一个整体，同属于某一分区项；而从使用的角度看又把其分为多个彼此独立的存储区域、使用不同的分区类型或数据格式存储信息，即一区多用，无需增加分区表的分区项。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于隐藏区能支持系统启动，有了它能在同一个存储介质的不同区域安装多个可独立启动的系统、多种可启动的系统对象和本区所对应的操作菜单。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于能用于带分区表的各种存储介质，不论其是各类系统的系统启动盘，还是移动存储介质均能使用，其隐藏区的存放位置、依附对象和数据存放格式均是可变的，常用的操作系统无法直接访问它，需借用特定的工具才能存取，其在分区表中无对应的分区项，可有效地防止他人获取其存放位置和内容，也避免了病毒攻击和意外损坏。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于隐藏区的操作菜单能兼容可见区系统的直接启动、并设置有缺省的启动对象，无需修改活动分区所对应的分区项，即能启动任意位置的操作系统或系统影像文件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于隐藏区的系统能容错启动，其统一使用多种可启动的系统影像文件，利用grldr的变形来加载、并运行在用内存仿真的虚拟盘中，故对隐藏区的存储格式和该盘分区表的完整性无限制，且隐藏区的使用不依赖分区表，从而能兼容分区表、活动分区的损坏或误格式化。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于实现了并联型的系统多启，引导控制程序的智能控制、使活动分区和隐藏区成为双路或多路可控的并联型启动对象，引导控制程序设置有缺省的启动顺序，一旦原有条件遭到破坏，能自动选择较安全的方式启动系统。

8.一区多用的容错型多启系统盘，其特征在于，包括：

(1)带分区表的存储介质；

(2)存储介质内任一原始或逻辑分区被一分为二或更多，其中之一的数据存储格式与其对应的分区类型保持一致称为可见区；其余使用特殊的数据存储格式称为隐藏区；

(3)存储介质内的活动分区和隐藏区均带有系统启动功能、多种可启动的系统对象和本区所对应的操作菜单；

(4)存储介质还带有智能型的引导控制程序和主控菜单，引导控制程序使活动分区和隐藏区成为并联型的、可独立启动的启动对象。

9.根据权利要求8所述容错型多启系统盘，其特征在于各区安装有多种类型的操作系统，能用于各种需要操作系统类设备的正常启动、应急启动或系统维护，避免了活动分区或单一操作系统、分区表损坏而无可用操作系统的风险。