電腦維護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)

孫小芳　毛汝生　李詣　王虎林

摘要：隨著電腦軟件及硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，操作電腦也早已從DOS下的命令行操作方式變成了如Windows圖形化的窗口操作方式。但伴隨著電腦技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機病毒技術(shù)、黑客技術(shù)及木馬技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，這就使得電腦系統(tǒng)隨時都有可能出現(xiàn)故障，甚至于癱瘓！在電腦成為我們學(xué)習(xí)、生活、娛樂中不可缺少的重要工具的今天，電腦系統(tǒng)的維護(hù)也就成為了我們經(jīng)常要做的工作之一。該文主要介紹一下電腦維護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)所用到的相關(guān)技術(shù)，希望對大家有所幫助。

關(guān)鍵詞：WinPE；PXE；系統(tǒng)；維護(hù)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-7893-03

隨著電腦軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，Internet就像空氣一樣滲入每一個國家、每一個行業(yè)、每一家公司、每一個家庭，在我們還來不及仔細(xì)思考的時候就來到我們的身邊，進(jìn)入了我們的生活，電腦也就成為了我們學(xué)習(xí)、生活、娛樂、辦公中不可缺少的重要工具。學(xué)生獲取知識的方法和手段也發(fā)生了巨大的變化，學(xué)生在校期間操作電腦的時間也越來越多。同時，學(xué)校辦公的效率及質(zhì)量也越來越多地依賴于電腦系統(tǒng)及電腦網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。但伴隨著電腦技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機病毒技術(shù)、黑客技術(shù)及木馬技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，這就使得學(xué)生自備電腦和學(xué)校辦公電腦系統(tǒng)隨時都有可能出現(xiàn)故障，甚至于癱瘓，這將極大地影響到我們學(xué)習(xí)、生活、娛樂、辦公的效率及質(zhì)量！該文第一作者曾經(jīng)擔(dān)任過學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理員達(dá)八年之久，在工作和生活中經(jīng)常會接到老師、職工家屬及學(xué)生的求助電話，求助內(nèi)容絕大多數(shù)都和電腦系統(tǒng)有關(guān)。在幫助他人解決問題的過程中，由于電腦硬件、軟件、問題癥狀千差萬別，我們深刻地體會到擁有一套電腦維護(hù)系統(tǒng)的重要性。故此，該文作者申報了2010年度的河南省教育廳自然科學(xué)研究計劃項目，項目編號為2010C520017。經(jīng)過這幾年的開發(fā)、測試、完善，開發(fā)成果達(dá)到了申報書中的要求。下面就電腦維護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)所涉及到的主要技術(shù)作一些說明，希望對大家有所幫助。

本電腦維護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)包含單機版電腦維護(hù)系統(tǒng)開發(fā)及PXE網(wǎng)絡(luò)版電腦維護(hù)系統(tǒng)開發(fā)二個部分，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)有WinPE的制作、系統(tǒng)封裝及部署、硬件識別及驅(qū)動集成、萬能電腦Ghost系統(tǒng)鏡像制作、電腦啟動技術(shù)（含光盤啟動、U盤啟動及PXE網(wǎng)絡(luò)啟動）等。

在WinPE工具盤出現(xiàn)以前，電腦系統(tǒng)維護(hù)基本上是采用DOS工具，要求電腦有軟盤驅(qū)動器，使用者對DOS程序命令參數(shù)有較深入的了解，并在命令行下進(jìn)行，可操作性差，容易出錯。在WinPE出現(xiàn)以后，電腦系統(tǒng)維護(hù)基本上都是在圖形化的窗口下進(jìn)行，通過“傻瓜式”的點擊幾下鼠標(biāo)就可以進(jìn)行電腦系統(tǒng)的維護(hù)操作，可操作性強，優(yōu)勢明顯。

WinPE工具盤的全稱應(yīng)為“WindowsPreinstallationEnvironment工具盤”，即Windows預(yù)安裝環(huán)境工具盤。以WinPE為平臺集成各類維護(hù)工具而構(gòu)建的電腦維護(hù)系統(tǒng)是電腦維護(hù)技術(shù)發(fā)展的前沿陣地，這種工具盤是基于Windows內(nèi)核，不依賴硬盤上的操作系統(tǒng)，可以啟動電腦，可以識別硬盤上的FAT32/NTFS格式分區(qū)，根據(jù)需要也可以集成網(wǎng)絡(luò)組件、多媒體組件，最重要的是它具有圖形界面，用戶可以在熟悉的Windows環(huán)境下對硬盤上的Windows2000/XP/2003/Vista等操作系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)操作。WinPE工具盤不僅可以對普通電腦進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，也可以對專業(yè)服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。對于經(jīng)常使用電腦的人員來說，在電腦病毒、木馬日益狂虐的今天，掌握一定的基于WinPE的電腦系統(tǒng)維護(hù)技能是十分有必要的！

要獲得WinPE工具盤，你可以先用BartsPEBuilder軟件制作出WinPE工具盤的光盤鏡像，然后按照需要修改并集成各類維護(hù)工具，最后用Nero軟件將光盤鏡像刻錄成光盤。為了減小維護(hù)系統(tǒng)占用的大小，還可以用Window系統(tǒng)自帶的壓縮軟件makecab.exe對光盤鏡像進(jìn)行壓縮。經(jīng)過這樣的壓縮處理，WinPE工具盤完全可以刻錄到一張220MB的3寸小光盤上。由于該文作者開發(fā)的維護(hù)系統(tǒng)要兼顧PXE網(wǎng)絡(luò)啟動，故沒有對WinPE鏡像進(jìn)行壓縮處理。如果你嫌自己制作WinPE工具盤太麻煩的話，你也可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，下載一個現(xiàn)成的WinPE工具盤的光盤鏡像并刻盤。

萬能克隆有兩種方法，一種是刪除驅(qū)動直接克隆，一種是完全重新封裝！早期的萬能克隆采用的是刪除驅(qū)動直接克?。《耆匦路庋b，是在刪除驅(qū)動之后，再進(jìn)行重新封裝，微軟官方就是用完全重新封裝的方法！本作品也是采用這種方法。

要制作萬能電腦Ghost系統(tǒng)鏡像，首先要安裝好操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的安裝可以在真實的物理計算機上安裝，也可以在虛擬機上安裝，如VMware和MicrosoftVirtualPC。相比較而言，Vmware功能更加強大，但MicrosoftVirtualPC操作簡單并且功能已經(jīng)足夠。為了保證兼容性，建議在虛擬機上進(jìn)行實驗，最終的成品Ghost鏡像在真實的物理計算機上制作。

安裝好操作系統(tǒng)及必要的應(yīng)用軟件后，可對系統(tǒng)作一系列系統(tǒng)優(yōu)化和設(shè)置，如升級補丁、禁用系統(tǒng)還原、清理臨時文件、刪除垃圾文件、禁用部分系統(tǒng)服務(wù)等等，可查閱相關(guān)資料或者借助一些工具軟件。如果想省事，可以不使用原版的微軟系統(tǒng)安裝盤而使用一些優(yōu)化版或者精簡版，當(dāng)使用優(yōu)化版或者精簡版安裝系統(tǒng)時，一定要注意系統(tǒng)的安全性。對系統(tǒng)作優(yōu)化和設(shè)置后，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行封裝前的準(zhǔn)備工作，如啟用“關(guān)閉WindowsUpdate設(shè)備驅(qū)動程序搜索”、忽略“設(shè)備驅(qū)動程序的代碼簽名”、轉(zhuǎn)移部分文檔的默認(rèn)存放位置等。接下來要做的是刪除硬件驅(qū)動。

1）更改計算機的電源屬性AdvancedConfigurationPowerInterface（ACPI）為StandardPC，在硬件→設(shè)備管理器→計算機中，更新驅(qū)動→從列表或指定位置安裝→不要搜索，我要自己選擇要安裝的驅(qū)動程序，當(dāng)系統(tǒng)提示要重新啟動電腦時，一定要點“否”！

2）更改IDEATA/ATAPI控制器，這一步是XP系統(tǒng)萬能Ghost的關(guān)鍵步驟之一，如果這步不做，則Ghost到別的機器里根本無法正常運行，電腦會不斷重啟！因此為了適應(yīng)現(xiàn)在各種不同的主板，必須將“IDE控制器”改為“標(biāo)準(zhǔn)雙通道PCIIDE控制器”！

3）卸載其它驅(qū)動，注意卸載驅(qū)動是有順序的。先卸載網(wǎng)絡(luò)適配器，再通用串行總線控制器，再聲音，視頻游戲控制器，監(jiān)視器，顯示卡（如果出現(xiàn)顯卡卸載后，還顯示在硬件信息里是正常的，不是操作問題）。卸載時在硬件列表上按鼠標(biāo)右鍵，點卸載就可以了。系統(tǒng)提示要重新啟動，一律都點“否”。一般情況下是卸載到?jīng)]有可卸載刪除的硬件為止，這時在系統(tǒng)設(shè)備中會留下MicrocodeUpdateDevice、PCIbus、PlupandPlaySoftwareDeviceEnumerator三個。至此，刪除驅(qū)動已經(jīng)完成。提取檢測電源需要的相關(guān)文件到系統(tǒng)SYSTEM32目錄后，如果要克隆也可以，這就是早期克隆系統(tǒng)的制作方法。

硬件驅(qū)動刪除完成后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的重新封裝了。系統(tǒng)重新封裝可采用系統(tǒng)安裝光盤自帶的企業(yè)部署工具包DEPLOY.CAB里的Sysprep.exe，在封裝時可以考慮集成各種硬件驅(qū)動，具體方法可查閱相關(guān)資料。封裝完成后，就可以重新設(shè)置電腦啟動順序，用可以啟動電腦的U盤或光盤啟動電腦，用SymantecNortonGhost生成萬能電腦Ghost系統(tǒng)鏡像。在這里需要特別注意的是，在生成Ghost鏡像前，千萬不能啟動硬盤上的操作系統(tǒng)，否則將前功盡棄，一切又將從頭開始！

PXE（PrebootExecutionEnvironment，遠(yuǎn)程引導(dǎo)技術(shù)）是RPL（RemoteInitialProgramLoad，遠(yuǎn)程啟動服務(wù)）的升級產(chǎn)品。它們的不同之處為：RPL是靜態(tài)路由，PXE是動態(tài)路由。不難理解：RPL是根據(jù)網(wǎng)卡上的ID號加上其它的記錄組成的一個幀向服務(wù)器發(fā)出請求，而服務(wù)器那里早已經(jīng)有了這個ID數(shù)據(jù)，匹配成功則進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動；PXE則是根據(jù)服務(wù)器端收到的工作站MAC地址（就是網(wǎng)卡號），使用DHCP服務(wù)給這個MAC地址分配一個IP地址，每次重新啟動可能同一臺工作站有與上次啟動不同的IP，即動態(tài)分配地址。

PXE啟動PE的主要方法有幾種，其中的利用startrom.0加載ntldr不能啟動原版的WINPE光盤映像，只能啟動WINPE的內(nèi)核，而且內(nèi)核映像不能被壓縮，啟動后沒有外置程序。如果想啟動外置程序，需要把外置程序放到其他地方，或者加入到內(nèi)核做成內(nèi)置映像。但做成內(nèi)置映像又會加大啟動的內(nèi)存消耗。這種方式需要修改ntldr和winnt.sif文件，還有可能需要修改內(nèi)置映像文件，而img文件的擴容（用Winimage）卻是一件很費事的事情。官方的memdisk支持ISO啟動，不過啟動后沒有外置程序，如果想要加載外置程序，可以利用winvblock驅(qū)動，或者使用全內(nèi)置的PE。PXE多引導(dǎo)管理器可以選擇grub4dos或者pxelinux。grub4dos能夠直接啟動原版的WINPE光盤映像，PE的內(nèi)核可以是img、iso或dsk的磁盤映像格式，支持多種啟動方式。PXE的DHCP服務(wù)器軟件主要有TFTPD32和HaneWINDHCP。由于TFTPD32穩(wěn)定性欠佳，另外還要考慮U盤多啟動方式支持，故本作品網(wǎng)絡(luò)版采用HaneWINDHCP+Grub4dos+WINPE的啟動方案。

當(dāng)使用HaneWINDHCP作為PXE的DHCP時，要正確設(shè)置好IP及啟動文件，否則無法將啟動文件傳送到客戶機。本作品采用的配置文件如下，有興趣的可以參考。

[客戶端配置]

配置文件比較簡單，就不對參數(shù)一一加以說明了。如有需要，可對配置文件加以修改。當(dāng)客戶機通過網(wǎng)絡(luò)啟動后，就可以通過點擊程序菜單中的軟件對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)了。該WinPE工具盤集成的軟件主要包括：系統(tǒng)工具、系統(tǒng)備份/恢復(fù)工具、磁盤光盤工具、文件工具（含數(shù)據(jù)恢復(fù)）、系統(tǒng)檢測、圖形圖像等，當(dāng)然還可以集成更多工具。由于本系統(tǒng)側(cè)重于維護(hù)，故網(wǎng)絡(luò)支持采用外置方案，可以雙擊桌面上的“雙擊啟用網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行網(wǎng)卡驅(qū)動程序的安裝并自動獲得IP等信息，然后就可以上網(wǎng)了。通過菜單中的一個專用快捷方式，就可以接受網(wǎng)絡(luò)克隆了。本系統(tǒng)中的WinPE集成的軟件功能的完成都是在視窗下進(jìn)行，功能基本上涵蓋了電腦系統(tǒng)維護(hù)的方方面面，所以該WinPE工具盤基本上是個萬能的系統(tǒng)維護(hù)工具盤。

綜上所述，本電腦維護(hù)系統(tǒng)包含WinPE、萬能Ghost鏡像和PXE網(wǎng)絡(luò)啟動三大部分，WinPE部分專門集成了各種電腦維護(hù)工具，萬能Ghost鏡像集成了各類常用辦公軟件、集成了系統(tǒng)安全補丁及眾多硬件驅(qū)動程序，并針對我校的辦公應(yīng)用環(huán)境作了特別的處理。如果采用傳統(tǒng)的電腦操作系統(tǒng)安裝方式進(jìn)行電腦系統(tǒng)安裝，安裝完操作系統(tǒng)補丁、硬件驅(qū)動和常用軟件后，最快用時也在2小時以上。而采用本系統(tǒng)自帶的萬能Ghost鏡像進(jìn)行系統(tǒng)安裝，即便是2004年的舊電腦用時也僅15分鐘左右，并且無須再安裝硬件驅(qū)動、常用軟件及其其它配置操作，優(yōu)勢十分明顯。PXE網(wǎng)絡(luò)啟動部分可以將本系統(tǒng)中的WinPE通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街С諴XE的電腦（絕大多數(shù)電腦都支持）內(nèi)存中并自動運行，并且客戶機還能接收網(wǎng)絡(luò)克隆。

本系統(tǒng)已經(jīng)取得的應(yīng)用成果有：用WinPE幫助眾多教師、教工家屬、學(xué)生解決過眾多難題，包括破解系統(tǒng)登錄密碼、數(shù)據(jù)恢復(fù)、清除病毒、硬件故障檢測等；用本系統(tǒng)的萬能Ghost鏡像安裝過我校的眾多辦公用臺式電腦和教學(xué)用筆記本電腦，據(jù)不完全統(tǒng)計，數(shù)量有上百臺之多。利用萬能Ghost鏡像制作技術(shù)，將我校CAD/CAM第一實訓(xùn)室電腦上的軟件系統(tǒng)（28GB左右，安裝十分復(fù)雜、費時）成功克隆到另外一個不同硬件配置的CAD/CAM第二實訓(xùn)室電腦上，大大減少了安裝系統(tǒng)及軟件的時間，并且兩個機房不同硬件配置的電腦具有完全一樣的軟件應(yīng)用環(huán)境。配合作者開發(fā)的另外一個處理部分專業(yè)軟件網(wǎng)絡(luò)對拷后不能使用的專用軟件，使得CAD/CAM第二實訓(xùn)室能夠提前投入教學(xué)。

本系統(tǒng)未來可能的應(yīng)用除上面介紹的外，還有一個重要應(yīng)用。如果在特定的地方部署了本電腦維護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)啟動本電腦維護(hù)系統(tǒng)后（可以加入系統(tǒng)自動啟動項），如果在GhoSrvLoader網(wǎng)絡(luò)克隆設(shè)置向?qū)У摹胺?wù)器端高級設(shè)置”中將“當(dāng)有999臺客戶機連接到服務(wù)器后自動開始網(wǎng)克”設(shè)為“1”并選擇“網(wǎng)克完成后仍然接受客戶機加入”，那么對于單位的負(fù)責(zé)電腦系統(tǒng)維護(hù)的人員來說簡直就是上帝賜予的福音。因為維護(hù)故障電腦基本上不用自己再到現(xiàn)場，只要由故障電腦使用人員選擇網(wǎng)絡(luò)啟動，簡單點擊幾下鼠標(biāo)，甚至連鼠標(biāo)都不用點，一小會后電腦就能恢復(fù)正常工作，真正能做到“無人值守維護(hù)”。對于單位來說，甚至可以不用安排專門人員來負(fù)責(zé)本單位的電腦系統(tǒng)維護(hù)工作，在當(dāng)今世界金融危機及人力用工成本不斷攀升的大環(huán)境下，每個單位一年少說也能節(jié)省20000萬的開支，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

該文第一作者從1988年開始接觸個人電腦，以前口袋里總裝著三張1.44MB的3.5寸小軟盤用于維護(hù)電腦系統(tǒng)，后來不帶軟盤改帶一張3寸220MB的小光盤，到如今只帶一個多重啟動的U盤了，甚至有時連U盤也不帶，因為手機內(nèi)存卡上也安裝有多重啟動的電腦維護(hù)系統(tǒng)！自從有了本系統(tǒng)，大家都有“手中有盤，心中不慌”的感覺，建議對電腦系統(tǒng)維護(hù)有興趣的人員試一試。

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