linux - BIOS总是跳到第一扇区(512B)，为什么？这是某种BIOS限制吗？

Question

首先，我不是专家，但我想了解它更好的方式。
1）系统引导进入BIOS，BIOS进入第一引导扇区，第一引导扇区是前512字节，从这里读取前440字节。这被称为bootloader或boot strap，这段代码依次为我们做所有事情，它跳转（对于下一个阶段），读取分区表，如果需要，遵循fdisk签名（boot flag）等。我有一个非常基本的问题。也许这是个愚蠢的问题：(
2）为什么BIOS只能读取第一个扇区（512字节），因为这个很小的空间引导加载程序不能放在第一个扇区，所以它们必须逐级跳转。为什么BIOS不能读取超过512个字节？暂时说BIOS能够读取前100MB。100MB已经足够安装引导加载程序了，不需要跳转，我们可以为它编写功能齐全的引导加载程序，为最终用户提供良好的图形用户界面。（UEFI通过创建单独的分区完全相同）
3）为什么只有512字节？为什么BIOS不能超越这一点？
4）我听说BIOS是为8位处理器设计的（也许我完全错了）。你能解释一下吗？
很抱歉描述太长，但我是新来的stackoverflow。我想添加不错的磁盘布局图，但它说我应该至少有10个声誉。提前谢谢。

Answer 1

当PC第一次出现在现场时，它们的ram不超过640k，而这些都是豪华型的。
第一台IBM XT（因其浅军绿色和坚固的钢外壳而被亲切地命名为“坦克”）只有一个8k BIOS芯片，512k（半兆字节）成为兼容战争开始时的标准配置。
有了这些第一台PC机，硬盘就没有概念了，在硬盘上，大的多盘东西看起来像一个带玻璃罩的蛋糕架（就像你在咖啡店看到的那样），通常很重，需要两三个人才能抬起来。
通常这些大的盘片盒当时只连接到大型机上，而且太大以至于不能考虑提供给台式机，所以用软盘代替。
有史以来第一轮的软盘容量不超过300k，5.25平方英寸，厚约2.5毫米，有些是双面的，所以可以容量为600k。还有一系列不同类型的软件和磁盘编码器芯片，可以读/写不同的密度，但底线是他们身上的空间非常非常有限。
再加上当时大多数bios的大小只有16k到32k左右，你必须尽可能地适应机器的运行，而在IBM的情况下，它也需要一个基于rom的基本解释器，这样在没有外部操作系统的情况下，计算机仍然可以用于一般的计算任务。
所有这些限制意味着越小越好。
与其用一个扁平的磁盘大小和一个大型的单片加载程序，不如“格式化”这些软盘，以便大部分空间是用户空间，并允许最终用户有效地定制引导软件（例如：删除他们不使用的部分操作系统），因此启动所有内容的初始加载程序被限制为磁盘的前512字节。
另一个主要原因是当时可用的不同磁盘系统的绝对真实性（请记住，这是在行业标准化之前的方式），因此无论运行的操作系统如何奇怪地将磁盘的其余部分设置为自己使用，都可以保证在磁盘的开头找到正确的位置涉及到这一点，您不必查看格式标记并尝试理解一些奇怪的目录格式。你只需把磁头移到它的静止位置，然后读取512字节，就这么简单。
一旦菲尼克斯生产出了第一个IBM Bios的克隆版，并在法庭上赢得了IBM的支持，当时该公司试图以盗窃知识产权的罪名起诉他们。几乎一夜之间，每个人都开始制作BIOS系统，而我们今天所知道的PC市场在所有不同类型的接口上都爆发出一片混乱的标准。
很快，供应商锁定开始了，因此IEE/ANSI/ISO和其他标准机构开始制定法律，通过制定一个关于每个人如何与其他人保持兼容的规范，这些标准在今天的现代计算时代也一直是正确的。
当我们有大量的硬盘驱动器在现场，可引导的CD，USB和其他所有的东西，这些标准（其中512b引导扇区是一部分）如此根深蒂固的宏伟计划的事情，是不可能改变他们。
只有少数勇敢的公司敢于冒险进入这一领域，并取得了有限的成功，例如太阳微系统公司就是少数勇敢的公司之一。如果你看一个Sun Raq3（你可以在Ebay上免费下载），他们有一个引导加载程序，它完全模仿了基于PC磁盘的加载程序的功能，但是它会从rom引导到第二个阶段，在第二个阶段上，它会立即在基于Linux的标准磁盘布局上寻找一个/引导分区，因此，即使这些机器中的磁盘仍然具有标准的512字节引导块，但实际上并没有使用它。
希望这能给你你想要的洞察力，考虑到我经历了很多，我也能记住很多，包括那些没有使用512字节启动块的机器。