Linux i MS Windows na jednym dysku

1. Uwagi wstępne

Celem artykułu jest jak najprostsze przedstawienie sposobu instalacji Linuksa i Windowsa na jednym dysku twardym, nie unikając przy tym informatycznych zagadnień. Uprzedzam jednak osoby związane z informatyką, iż niektóre pojęcia tłumaczyłem w sposób uproszczony, jednakże nie odbiegający od informatycznych zasad. Ponadto, proponowana przeze mnie metoda wykorzystania dysku nie musi być idealna dla każdego, niemniej jednak uważam, że będzie efektywna dla większości biurkowych systemów.

Osoby, którym nie są obce pojęcia MBR, partycji, systemu plików itp. mogą pominąć część 3.
{mosgoogle}

2. Wstęp

Mimo ciągłego postępu informatyzacji naszego życia i obecności komputera w większości polskich domów, wiele osób nie interesuje się sposobem działania tego urządzenia. (Niektórzy obarczą za to częściową winą Panów Programistów z Microsoft ;-) ) Zdecydowana większość posiadaczy komputerów nastawiona jest na “użytkowanie”. Oczywiście nie ma w tym nic niewłaściwego, w końcu od tego jest komputer, aby móc z niego bezboleśnie korzystać (przecież korzystając np. z odkurzacza nie musimy wiedzieć, jak on działa). Problem zaczyna się jednak wtedy, gdy chcemy wykonać jakąś bardziej skomplikowaną operację, np. reinstalację Windows lub ... instalację innego systemu operacyjnego. Zakładam zatem, że czytasz ten tekst, ponieważ zainteresowałeś się Linuksem, a nie masz bladego (no, może chociaż mgliste ;-) ) pojęcia, jak, w miarę bezboleśnie, zadomowić go w Twoim domowym lub biurowym komputerze (radziłbym jednak zacząć od eksperymentów na systemie domowym, ze zrozumiałych względów :-) ).

3. Trochę informatycznej teorii

Ale obiecuję, że tylko trochę :-) Jednak aby zrozumieć dalszą część artykułu, wyjaśnienie pewnych faktów jest nieuniknione. Żeby móc sprawnie zainstalować dodatkowy system operacyjny, powinniśmy poznać strukturę naszego dysku twardego. Nie, nie jego budowę fizyczną, nas raczej interesuje organizacja gromadzonych na nim danych.

1. MBR

W znacznym uproszczeniu, twardy dysk składa się z cylindrów , na których znajdują się ścieżki , a te z kolei podzielone są na sektory , które dzielą się już tylko na poszczególne bajty danych . W dalszej części artykułu będę operował jedynie pojęciem sektorów . Liczba sektorów ograniczona jest pojemnością dysku. Zatem można wyróżnić pierwszy i ostatni sektor dysku, a co za tym idzie, wyróżniamy początek i koniec naszego “twardziela”. Newralgicznym punktem dysku jest jego “początek”, czyli pierwsze sektory. To tutaj zapisane są informacje o zainstalowanych systemach operacyjnych, procedury niezbędne do załadowania tychże systemów, informacje o partycjach dysku (o tym później) oraz informacje o sposobie rozmieszczenia i umiejscowieniu katalogów i plików na dysku.

Pierwszy sektor dysku zawiera tzw. Główny Rekord Rozruchowy (Master Boot Record – MBR) , który zawiera kod, przy pomocy którego ładowane są systemy operacyjne (w uproszczeniu). Oczywiście kod ten tworzony i zapisywany jest przez dany system operacyjny. Natomiast ostatnia część tego bloku zawiera informacje o podziale dysku na strefy (partycje), czyli tzw. tablicę partycji .

2. Partycje

Czym w końcu są te partycje? Wyobraź sobie mieszkanie złożone tylko z jednego pomieszczenia, w którym znajdzie się sypialnię, kuchnię, pokój dziecięcy i łazienkę. Owszem, mieszkać się da, ale czy można to nazwać komfortem? Podobnie rzecz ma się z dyskiem twardym. Mało wygodne, a tym bardziej mało praktyczne, jest korzystanie z dysku “widocznego” w systemie jako jeden. Jest to niekorzystna sytuacja i dla nas, i dla systemu operacyjnego (który notabene też lubi komfort ;-) ). Absolutnym minimum jest podział na dwie części, z których pierwsza zawiera Windows, a druga dane. Jakie to ma znaczenie praktyczne? Ano takie, że w przypadku konieczności przeinstalowania Windows (co przy intensywnym wykorzystywaniu tegoż systemu, a szczególnie serii 98/Me, zdarza się dość często), dane znajdujące się na drugiej części dysku (widocznego w Windows jako dysk D) pozostają nietknięte (pod warunkiem, że podczas reinstalacji uważamy na to, co robimy ;-) )

Zatem czym jest partycja ? Jest to logiczny, wydzielony obszar dysku twardego, który widoczny jest w systemie operacyjnym pod inną nazwą tak, jakby był to oddzielny dysk twardy. W systemie MS Windows istnieją cztery partycje podstawowe (ang. primary) (nazywane również woluminami). To właśnie o tych partycjach znajduje się informacja w tablicy partycji na początku dysku. A dokładniej, w tej tablicy zapisane są informacje, od którego do którego sektora znajduje się dany wolumin. Aby móc załadować system operacyjny, jedna z partycji musi być oznaczona jako aktywna . Informacja o tym, który wolumin jest aktywny, również zapisana jest w tablicy partycji. Teoretycznie na dysku twardym może być kilka aktywnych partycji, w praktyce jednak system jest wczytywany tylko jednej z nich. W systemie Windows zatem te cztery podstawowe partycje będą widoczne jako dyski C, D, E i F. Ale jeśli chcemy mieć więcej niż cztery dyski logiczne to co wtedy? Na to też jest sposób. Zamiast jednej partycji podstawowej możemy utworzyć tzw. partycję rozszerzoną (ang. extended). Jednak sama w sobie nie będzie widoczna w systemie, musimy w obrębie niej utworzyć tzw. dyski logiczne (ang. logical volumes). Teoretycznie możemy stworzyć nieograniczoną ilość dysków logicznych (no prawie, bo ograniczoną naszą pomysłowością, pojemnością dysku i ... ilością liter w naszym alfabecie ;-) ). Zatem, jeżeli mamy zainstalowany Windows i widoczne są dwa dyski – C i D, to dysk C jest podstawową partycją, a dysk D jest jednym dyskiem logicznym w obrębie partycji rozszerzonej. Narzędziem do przygotowywania partycji w systemach Windows 98/Me jest fdisk , w serii 2000/XP – diskpart , natomiast w systemach uniksowych/linuksowych – cfdisk . Są to jednak programy o dość spartańskim, tekstowym interfejsie, które generalnie odstraszają początkujących użytkowników. Na szczęście współczesne dystrybucje Linuksa, takie jak Mandriva posiadają przyjazne, graficzne narzędzia do partycjonowania dysków na etapie instalacji (o tym w dalszej części artykułu).

Pozostała jeszcze jedna kwestia do wyjaśnienia jeśli chodzi o partycje. A mianowicie sposób ich oznaczania w systemach operacyjnych. W systemach Windows, wiadomo – kolejne literki alfabetu. Jednak nie wygląda to tak różowo w przypadku, gdy mamy np. dwa dyski twarde, z których każdy podzielony jest na kilka partycji. W serii 98/Me powstaje niesamowity bałagan (co prawda literki są przydzielane wg pewnej zasady, ale moim zdaniem jest zbyt zagmatwana). 2000/XP radzą już sobie lepiej, bo przyznają litery najpierw partycjom dysku master, a potem partycjom dysku podłączonego jako slave. O wiele przejrzystszy sposób jest w systemach Linuksowych/Uniksowych. Dyski twarde reprezentowane są skrótem hd . I tak, dysk podłączony jako master będzie miał literkę a , czyli hda , natomiast drugi dysk będzie reprezentowany przez skrót hdb. Z kolei partycje dysku są numerowane cyframi. Partycje podstawowe przyjmują numery 1 – 4 , a partycje rozszerzone powyżej 5 . Czyli partycja podstawowa pierwszego dysku będzie miała symbol hda1 , natomiast partycja rozszerzona (i dysk logiczny w jej obrębie) – hda5. Myślę, że jest to naprawdę jasny i logiczny sposób oznaczania woluminów dyskowych.

3. System plików

Pozostał jeszcze jeden aspekt do wyjaśnienia, aczkolwiek równie ważny jak pozostałe. Dane na dysku muszą być w jakiś logiczny sposób umieszczone, aby system operacyjny “umiał” je odczytać i zapisać. Taką metodą przechowywania i organizacji plików i informacji o plikach jest system plików (ang. filesystem). Aby móc korzystać z przygotowanych partycji, muszą one być sformatowane w określonym systemie plików. Na pewno użytkownicy Windows spotkali się z pojęciem FAT czy NTFS. To są właśnie systemy plików tychże systemów. System FAT32 jest już przestarzały, nie radzi sobie z dużymi dyskami. Został wyparty przez NTFS wprowadzony w serii NT i wykorzystywany również w XP i 2003. Sposób rozmieszczenia danych na dysku FAT opisany jest w tzw. tablicy alokacji plików , która znajduje się również na początku dysku, za tablicą partycji. Uszkodzenie tej struktury ma poważne konsekwencje, gdyż skutkuje utratą dostępu do danych na dysku. Jednak mimo uszkodzenia tej tablicy, dane pozostają nietknięte, dzięki czemu, przy użyciu specjalnych programów, możemy je odzyskać na inny nośnik. W ten sposób własnie działa DOSowe polecenie FORMAT, które domyślnie nie kasuje danych, tylko wymazuje informację w tablicy alokacji plików. Jak widać, format to nie takie strasznie polecenie ;-)

Systemy Linuksowe również mają “swoje” systemy plików. Najpopularniejszym (czyli domyślnie instalowanym w większości dystrybucji) jest EXT2 oraz jego nowsza wersja, wzbogacona o tzw. kronikowanie (lub księgowanie – ang. journalling) – EXT3 . Jest on o wiele bardziej zaawansowany aniżeli FAT. Po przypadkowym restarcie komputera (np. brak zasilania) rozpoznanie uszkodzenia systemu plików następuje przy uruchamianiu systemu. System EXT2 posiada także mechanizmy zabezpieczające przed fragmentacją danych (co przeraźliwie “gnębi” FAT32). EXT2 obsługuje pliki o wielkości do 2 GB i partycje o rozmiarze do 4 TB (przykładowo – FAT32 obsługuje maksymalny rozmiar partycji do 124 GB, co przy dzisiejszych wielkościach dysków twardych jest niewystarczające). Czym jest księgowanie? Przy użyciu tej funkcji dane nie są od razu zapisywane na dysk twardy, tylko zapisywane w specjalnym dzienniku. Jakie to ma znaczenie użytkowe? Ano takie, że zmniejsza się dzięki temu prawdopodobieństwo utraty danych. Jeśli np. zostanie wyłączone zasilanie w trakcie zapisu, to zapis ten zostanie dokończony po ponownym uruchomieniu systemu. Jeśli przed – to stracimy tylko ostatnie zmiany, natomiast oryginalny plik pozostanie nienaruszony. W systemach Windows księgowanie obsługiwane jest przez system NTFS.

Innym ciekawym systemem plików do Linuksa jest ReiserFS oraz jego najnowsza generacja – Reiser4 . System ten okrzyknięto najszybszym systemem do Linuksa, posiada niezwykle wydajną obsługę dużej ilości małych plików, również obsługuje księgowanie, jest skalowalny dzięki systemowi wtyczek (osobiście korzystam właśnie z Reiser4).