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第 07 堂課 - 拆裝主機、安裝windows/linux系統

上次更新日期 2018/03/27

大致介紹完基本的計算機概論與作業系統的基礎操作之後,接下來讓我們實際來安裝、使用作業系統一下!雖然目前越來越流行虛擬機器, 不過對於學校與特殊環境使用的情境下,一機雙系統還是有其必要性的。因此,本堂課程會讓同學們實際來拆裝一部個人電腦, 實際了解各元件,並且要求同學們要再虛擬機器環境下安裝好 Linux/Windows 共用的環境,亦即開機可以選擇進入 Windows 或 Linux 的功能 (多重開機)。會這些技術對大家是有好處的!至少真的了解主機殼內部的環境囉。

  • 7.1: 主機拆卸與安裝及 BIOS 設定
  • 7.2: 雙系統安裝
  • 7.3: 課後練習

7.1: 主機拆卸與安裝及 BIOS 設定

  • 同學們分組與攜帶工具

要拆裝桌機時,請攜帶下列物品,因為需要分組,不同組的成員可以共用 (用完交給下一個人),不過同一組不能共用啊!所以先確認分組吧。 請班長協助分組適宜,每組 15 人,共分三組。

  • 攜帶一隻十字螺絲起子,要稍微大一點,不要使用類似修理眼鏡的小起子。
  • 攜帶一個小盒子,可以放置拆下來螺絲
  • 選擇組別
  • 為什麼拆裝我的桌機系統?

舉例來說,最近鳥哥實驗室要搞一個雙人共用一部主機的虛擬系統,這部虛擬系統需要安裝兩片獨立顯卡。 如果不是看手冊 (通常會留著手冊的用戶少之又少),那就得要拆開桌機,看看裡面有沒有兩條 16x 的 PCI-E 插槽了,否則買了不能用,則是號呆了~

另外,很多同學都會說,只要系統加裝記憶體那就可以讓你的系統速度升級。那麼你的記憶體到底插滿了嘛?如果插滿了可能要使用更換的方式換成大容量記憶體, 如果還有剩餘的插槽,還得要考慮是否為雙通道系統,購買的產品最好是兩條或四條一樣的記憶體,會比較沒有排斥的問題等等。 這都得要拆開系統後才能發現的。

另外一個可能需要拆開桌機的原因是,太髒了!需要拿出來清理~

  • 前處理流程

如同計算機概論所說的,你的主機裡面可能有各種各樣的元件,包含附加的擴充卡,尤其桌上型電腦上面最常見的顯示卡等。 另外,如果你的主機當初的配備裡面沒有插滿記憶體,那麼這部主機未來還是可以增加記憶體的容量的!如果已經插滿記憶體, 那當然就無法再加新的~只能拔出舊的小容量記憶體,改裝新的大容量記憶體,就是用抽換的,無法進行直接增加囉。

實做:助教前處理
  • 請準備 15 台可用的 PC(含螢幕、鍵盤,滑鼠非必備),並將 BIOS 放電,使系統回復到原始設定。提供給學生測試前,先進 BIOS 確認回復原始值。
  • 請檢查每一部系統均可開機,且最好擁有蜂鳴器 (可以檢測系統是否出問題)
  • 請準備 5 ~ 10 個內含 windows 10 的安裝 USB 隨身碟,可開機系統。建議可以使用 rufus 做 windows 的開機 USB, rufus 比較快速而且正確性較高。
  • 請依據班級成員數量,準備好每人一張白紙,讓學員可以放置記憶體、顯示卡、硬碟、光碟、電源供應器與相關的螺絲等物品, 等待同學拆卸完畢後,助教檢查完畢,再請同學依序安裝回系統。

請依據班級人數分組,每組大約 10~15 人 (依據當然可用的主機而定)。一人一機進行處理任務。未到貴組的時間,請在教室內以虛擬電腦教室系統, 安裝 Windows/Linux 雙系統 (下一節說明)。到達主機拆裝現場後,請進行底下的任務:

實做:同學實際處理 (請於一小時內完成)
  • 再次強調,請自行準備 (1)螺絲起子,應該是使用中型的十字螺絲起子即可。無須購買,直接拿家裡的即可。但請不要使用太過細小的螺絲起子, 例如用於拆卸眼鏡的十字螺絲起子就太小了,會無法拆卸 PC 。(2)準備一個小盒子,可以放置拆卸的螺絲之用。注意要帶, 否則現場會無法拆裝主機!你將會得 0 分耶!
  • 請拆開主機機殼,並請注意,每一種主機機殼的拆裝方式可能不盡相同,所以請注意拆卸的卡榫位置。並請將拆卸下來的螺絲放置好, 避免屆時無法復原。
  • 除了 CPU、CPU 風扇、主機板、讀卡機、主機機殼風扇之外,其餘擴充卡與相關元件請全部拆卸下來。請注意,有的元件是使用卡榫卡住而已, 有的元件則有卡榫與螺絲,請仔細觀察妥當再拆卸。同樣的,拆卸下來的螺絲請放置到您自己準備的小盒子內。
  • 拆卸完畢之後請自行將所有的元件拍照,預備課後作業之用。
  • 拆卸完畢後,請舉手呼叫助教檢查,檢查完畢之後,請依據當初拆卸的順序反向安裝回去。在拆卸與安裝的過程中, 請注意 (1)盡量不要動到金手指的位置,避免生鏽或污染導致資料傳遞容易不穩; (2)注意防呆卡榫的位置,不要使用蠻力硬壓 (尤其是記憶體的部份)。 (3)若有髒汙,請舉手呼叫助教,使用預備的乾抹布輕輕擦拭即可。
  • 安裝完畢後,請安裝上螢幕,並且進入 BIOS 設定。主要設定的項目為 (1)日期與時間 (2)開機選項。 設定完畢之後請自行拍照,作為課後作業之用。
  • 請使用助教提供的 USB 隨身碟開機,開機可以進入 windows 10 的安裝畫面即可結束。此時請呼叫助教進行檢查。檢查完畢即可離開。

上述設備為拆卸一般桌上型 PC,若為機架式或者是其他特殊的形式,有可能某些元件會非常難拆卸。此時需要請工程師特別處理才行。 不過,經過上述的練習,同學們應該也能清楚一般硬體的內部實際構造,並且能夠依據各個元件的連接界面或樣式來判斷該物件的用途。

7.2: 雙系統安裝

雖然目前有虛擬機可以使用,但是某些特殊的情況中,例如你的硬體等級不夠高 (例如 CPU 不夠力、或者是記憶體容量不夠大),此時可能就無法使用虛擬機器。 那能否使用該設備同時安裝兩套系統,讓你在開機的時候可以選擇自己適用的系統呢?可以的!那就是多重系統的安裝。網路朋友有時稱為多重作業系統, 或者是多重開機等名詞。

  • 多重開機/多重作業系統

要達到多重開機的目的,你需要注意的就是開機引導程式 (boot loader),這個開機引導程式通常整顆硬碟只有一個 (不考慮 superblock 的支援, 只考慮硬碟本身的支援情況下),但是我們都知道不同的作業系統有不同的開機引導程式!那如何讓你的桌機可以同時安裝與使用兩個系統呢? 那就得要透過具有控制權移交的開機引導程式來支援才行。目前 windows 不支援非 windows 的作業系統,而 Linux 則可以支援不同作業系統的控制權移交!

所謂的『控制權』指的其實是一套開機引導軟體,這套軟體可以『認識』作業系統核心程式,因此你要用某個作業系統開機,就得要用該作業系統的開機引導程式才行。 也就是說,你用 Linux 開機引導程式進入 Linux 系統,用 Windows 引導程式進入 Windows 系統。你不能使用 Windows 引導程式進入 Linux 系統, 也不能用 Linux 引導程式進入 Windows 系統。

因此,『控制權移交』就是,你的引導程式可以引導另一個程式,而放棄自己本身的管理。Linux 的引導程式可以呼叫 Windows 的引導程式,然後交給 Windows 來管理開機流程。 但是 Windows 的引導程式似乎無法移交給 Linux 引導程式。因此,安裝的流程就很需要注意了。

由於整顆硬碟只有一個可以載入開機引導程式的區塊 (MBR),因此作業系統的安裝是有順序之分的!這點得要特別注意才行。 如果安裝錯誤,在沒有特別技術的情況下,你可能需要重新安裝一次才行呢! (事實上,只要重新安裝引導程式即可。不過難度頗高!)

安裝前處理:硬體的修改以及分割的基礎介紹
  • 請先在雲虛擬電腦教室網頁上,點選『進階設定』,然後在出現的畫面中,點選『主要硬碟晶片組』成為『傳統 IDE』的格式即可, 其他設定請先不要修改喔。
  • 安裝的硬碟至少應該有 40G 左右,請依據底下的磁碟分割處理相關的任務:
    • Windows 10 :至少 22G 左右 (可能系統會在最前面再切 100M,那個保留不理)
    • Linux :給予 12G 左右,並且檔案系統請格式化為 EXT4 即可。
    • 共享:剩下的容量都給這個,但是請注意,這個檔案系統必須要能讓 windows/linux 不須安裝其他驅動程式即可使用。 (hint: 意思是,檔案系統最好使用哪一種呢?)
安裝過程中的注意事項:
  • 安裝 Windows 時,請使用預設的方式安裝即可。不過需要特別注意系統磁碟給的是 22G 左右的容量,這點不要忘記了。
  • 安裝 Linux 時,注意選擇磁碟分割,分割只要切出標準分割區的根目錄即可 (swap 或許會報錯誤,如果該錯誤不影響安裝程序,請忽略。 如果已經影響到安裝程序,則請給予建立 1G 左右的 swap)。另外,根目錄務必格式化為 ext4 檔案系統 (不要用預設的 xfs 喔!)。 此外,安裝時的軟體,請選擇『具有 GUI 的伺服器』字樣的軟體機制。
  • 安裝 Linux 過程中,應該會有一個提供不同開機選單的資料,請注意查閱,讓你在開機時,可以分別選擇 windows 或 Linux 開機。
安裝後的簡易設定:
  • 安裝完畢登入 Windows 系統,請將最後一個分割槽格式化成為可以讓 Linux/Windows 共用的檔案系統,然後將該分割槽掛載為 P 槽。
  • 繼續在 windows 系統下,在虛擬電腦教室網頁掛載 VirtIO-Win 0.1.141 版本的光碟,然後開啟『裝置管理員』之後, 至少安裝顯示卡與網路卡的驅動程式,讓系統運作更順暢 (安裝完畢後,系統可能會要求你重新開機喔!)。
  • 登入 Linux 系統,請將剛剛 Windows 做好的 P 槽掛載到 /data2/ 這個目錄上,且每次登入後,這個分割槽就會被自動掛載。

安裝完畢之後,請依據底下的說明來進行 windows 系統的啟動:

  • 目前的 windows 主要使用大量授權的方式來處理,請使用校內的方式來啟動你的 windows 系統 (僅供學習參考): http://ftp.ksu.edu.tw/ksu/vistastart.html
  • 依據上述網頁的方式啟動你的系統後,請打開檔案總管、在本機上面按下右鍵、選擇內容,出現的畫面請停留,並請助教驗證
  • 承上,按下『裝置管理員』,確認沒有問號的裝置存在。同時,點選『顯示卡』,確認你的顯示卡安裝的驅動程式是正確的,並請助教驗證
  • 請安裝 cpu-z 這個軟體,嘗試執行後,將執行的結果觀察完畢後,並請助教驗證
  • 建立一個名為 checkuser 的帳號,密碼為 mycheck ,且身份為一般用戶,請不要給予管理員的權限。設定完畢亦請助教驗證。
  • 打開檔案總管,確認共享磁碟是在 P 槽,同時在該目錄下建立一個小畫家的圖檔 (自行建置,內容須有你的姓名)。並請助教驗證。

上述動作檢測完畢後,請重新開機並且進入 Linux 系統,進入之後完成底下的動作:

  • 請建立名為 dic 與密碼為 mydic123 的帳號。
  • 請確認共享資料位於 /data2,且請開啟該檔案,讓該檔案可以用圖形界面顯示出來。
  • 建立 /srv/mydata/ 目錄,這個目錄擁有者為 dic,擁有群組為 dic,加入 dic 的群組用戶,對這個目錄具有可讀可寫可執行的權限, 其他人則沒有任何權限。
  • 請執行『 df; id dic; ls -ld /srv/mydata 』之後請助教驗證。

由於多人同時安裝系統時,系統的速度會很慢,因此請分批進行安裝的動作,不要同時安裝喔!

7.3: 課後練習

請使用 word 檔案 (.doc 或 .docx) 進行下列題目的撰寫(某些題目需要加上圖檔),且檔案容量請不要超過 2MBytes 以上, 以 1Mbytes 為宜,亦即你的圖檔需要限制解析度,並請注意:

  • 首次使用上傳系統時,務必使用 pietty 更改一次密碼,並請將密碼自己記憶下來,未來不能隨時變更密碼的。
  • 檔名請設定為: os_4XXXCYYY_unit07.doc (4XXXCYYY 是你的學號,請填正確,有分大小寫,請確認)
  • 請使用 filezilla 搭配 FTP 協定 (port 21) 上傳
  • 請上傳到你家目錄底下的 os 目錄中 (若不存在,請自行建立該目錄)

開始本章節題目:

  1. 請貼上你在拆解最終的畫面,並將每個元件加上說明 (例如記憶體是哪一個?顯示卡是哪一個等等)
  2. 請貼上你設定 BIOS 時的畫面,包括日期設定與開機選單部份
  3. 請將多重開機時,讀秒階段停止,將該畫面拍下來,作為具有多個選單的證明。
  4. 請將你的 Windows 上面的帳號 (checkuser) 的帳號資訊拍下來
  5. 請將裝置管理員點開顯示卡後,將畫面拍下來
  6. 請將檔案總管的本機、C 槽與P 槽畫面拍下來。
  7. 請將進入 Linux 的圖形畫面拍下來 (必須要已經登入)