双系统安装 Linux

章节介绍

双系统安装是指在同一台计算机上安装两个不同的操作系统，通常是 Windows 和 Linux。与虚拟机相比，双系统可以让你在物理硬件上体验完整的 Linux 性能，同时保留 Windows 系统的使用。本教程将详细介绍双系统安装的概念、准备工作、磁盘分区方案、Linux 系统的安装过程、启动管理以及双系统的维护和故障排查，帮助你安全、成功地安装 Linux 双系统。

核心知识点

双系统的概念与优势

什么是双系统？

• 定义：在同一台计算机上安装两个独立的操作系统
• 启动方式：通过引导加载程序在启动时选择要运行的系统
• 存储方式：两个系统分别安装在不同的分区或磁盘上

双系统的优势

• 性能完整：直接使用物理硬件，性能无损耗
• 功能完整：可以使用所有硬件功能和驱动
• 学习环境：真实的 Linux 环境，适合深入学习
• 兼容性：保留 Windows 系统处理特定任务
• 灵活性：根据需要选择合适的操作系统

双系统的注意事项

• 数据备份：安装前必须备份重要数据
• 磁盘空间：需要足够的空闲磁盘空间
• 分区管理：需要了解基本的磁盘分区知识
• 启动管理：可能需要修复启动引导
• 驱动兼容：某些硬件可能在 Linux 下驱动不完全

安装前的准备工作

硬件要求

• CPU：至少 1 GHz 处理器，支持 64 位
• 内存：至少 2GB RAM（建议 4GB 以上）
• 磁盘空间：至少 20GB 空闲空间（建议 30GB 以上）
• 启动方式：了解计算机的启动方式（BIOS 或 UEFI）
• 网络连接：建议有网络连接以获取更新

软件准备

• Linux 发行版 ISO 镜像：下载适合的 Linux 发行版
• U盘启动盘：8GB 以上，用于制作安装介质
• 启动盘制作工具：
  • Rufus（Windows）
  • Etcher（跨平台）
  • UNetbootin（跨平台）
• 分区工具（可选）：
  • Windows 磁盘管理
  • GParted（Linux 分区工具）

数据备份

• 重要文件：备份个人文档、照片、视频等
• 系统设置：备份浏览器书签、邮件等
• 驱动程序：备份 Windows 驱动程序
• 创建系统还原点：Windows 系统创建还原点

BIOS/UEFI 设置

• 禁用安全启动（Secure Boot）：某些 Linux 发行版可能不兼容
• 启用 Legacy Boot（如果需要）：某些旧版 Linux 可能需要
• 设置启动顺序：将 U 盘设置为第一启动设备
• 关闭快速启动（Windows 10/11）：
  1. 控制面板 -> 电源选项 -> 选择电源按钮的功能
  2. 更改当前不可用的设置
  3. 取消勾选"启用快速启动"

磁盘分区方案

分区基础知识

• 主分区：最多 4 个
• 扩展分区：最多 1 个，可包含多个逻辑分区
• 逻辑分区：在扩展分区内创建
• 分区格式：
  • Windows：NTFS
  • Linux：EXT4（推荐）

Windows 下腾出空间

方法1：使用磁盘管理

1. 右键点击"此电脑" -> "管理" -> "磁盘管理"
2. 选择一个有足够空间的分区
3. 右键点击 -> "压缩卷"
4. 输入要压缩的空间大小（建议至少 30GB）
5. 点击"压缩"
6. 等待压缩完成，会出现一个"未分配"空间

方法2：使用第三方工具

• 使用 Partition Wizard、MiniTool Partition Wizard 等工具
• 操作更灵活，功能更强大

Linux 分区方案

基本分区方案（适合初学者）：

• 根分区（/）：20GB 以上，EXT4 格式
• 交换分区（swap）：内存大小或 2GB（建议）

推荐分区方案（适合高级用户）：

• 根分区（/）：20GB 以上，EXT4 格式
• 交换分区（swap）：2GB 以上
• /home 分区：剩余空间，EXT4 格式（存储个人数据）
• /boot 分区：512MB，EXT4 格式（存放启动文件）

UEFI 系统分区方案：

• EFI 系统分区：已存在（Windows 创建）
• 根分区（/）：20GB 以上
• 交换分区（swap）：2GB 以上
• /home 分区：剩余空间

Linux 系统安装

步骤1：制作启动 U 盘

1. 下载 Linux 发行版 ISO 镜像
2. 下载并运行 Rufus（或其他工具）
3. 插入 U 盘（确保备份 U 盘数据）
4. 在 Rufus 中：
   • 选择 U 盘设备
   • 选择下载的 ISO 镜像
   • 分区方案：
     • UEFI 系统：GPT
     • Legacy BIOS：MBR
   • 文件系统：FAT32
   • 点击"开始"
5. 等待制作完成

步骤2：启动安装程序

1. 插入制作好的启动 U 盘
2. 重启计算机
3. 按启动快捷键进入启动菜单（通常是 F12、F10 或 ESC）
4. 选择从 U 盘启动
5. 选择"安装 Linux"或类似选项

步骤3：开始安装

1. 选择语言（建议选择"中文（简体）"）
2. 选择键盘布局（默认即可）
3. 选择安装类型：
   • 重要：选择"其他选项"或"手动分区"
   • 不要选择"清除整个磁盘"

步骤4：手动分区

1. 找到之前在 Windows 下腾出的"未分配"空间
2. 点击"+"按钮创建分区：
   • 交换分区：
     • 大小：2GB（或内存大小）
     • 类型：主分区
     • 位置：空间起始位置
     • 用于：交换空间
   • 根分区：
     • 大小：20GB 以上
     • 类型：主分区
     • 位置：空间起始位置
     • 用于：EXT4 文件系统
     • 挂载点：/
   • /home 分区（可选）：
     • 大小：剩余空间
     • 类型：逻辑分区
     • 位置：空间起始位置
     • 用于：EXT4 文件系统
     • 挂载点：/home
   • /boot 分区（可选）：
     • 大小：512MB
     • 类型：主分区
     • 位置：空间起始位置
     • 用于：EXT4 文件系统
     • 挂载点：/boot
3. 选择安装启动引导器的设备：
   • UEFI 系统：选择 EFI 系统分区
   • Legacy BIOS：选择磁盘（如 /dev/sda）
4. 点击"现在安装"
5. 确认分区设置，点击"继续"

步骤5：区域和用户设置

1. 选择所在地区（如"上海"）
2. 输入用户信息：
   • 姓名
   • 计算机名称
   • 用户名
   • 密码
   • 确认密码
3. 点击"继续"

步骤6：等待安装完成

• 安装过程会自动进行，包括：
  • 复制文件
  • 安装系统
  • 安装软件包
  • 配置系统
  • 安装启动引导器

步骤7：完成安装

1. 安装完成后，点击"现在重启"
2. 移除 U 盘，按 Enter 键
3. 系统重启后，会看到 GRUB 启动菜单
4. 选择要启动的操作系统

启动管理

GRUB 启动引导器

• 什么是 GRUB：Grand Unified Bootloader，Linux 默认的启动引导器
• GRUB 菜单：启动时显示的操作系统选择菜单
• 默认选项：可以设置默认启动的操作系统
• 启动超时：可以设置菜单显示的时间

修改 GRUB 配置

修改默认启动项：

1. 启动到 Linux 系统
2. 编辑 GRUB 配置文件：

   sudo nano /etc/default/grub

3. 修改以下参数：
   • GRUB_DEFAULT=0：默认启动第一个选项
   • GRUB_TIMEOUT=10：启动菜单显示时间（秒）
4. 保存文件并退出
5. 更新 GRUB 配置：

   sudo update-grub

修复启动引导

当 Windows 无法启动时：

1. 启动到 Linux 系统
2. 更新 GRUB：

   sudo update-grub

3. 重启计算机，检查是否能看到 Windows 选项

当 GRUB 损坏时：

1. 使用 Linux 安装 U 盘启动
2. 选择"试用 Linux"或"救援模式"
3. 打开终端，执行以下命令：

   # 识别 Linux 分区
   sudo fdisk -l
   
   # 假设根分区是 /dev/sda5
   sudo mount /dev/sda5 /mnt
   
   # 挂载必要的分区
   sudo mount --bind /dev /mnt/dev
   sudo mount --bind /dev/pts /mnt/dev/pts
   sudo mount --bind /proc /mnt/proc
   sudo mount --bind /sys /mnt/sys
   
   # 切换到根目录
   sudo chroot /mnt
   
   # 安装 GRUB
   sudo grub-install /dev/sda
   sudo update-grub
   
   # 退出并重启
   exit
   sudo reboot

双系统的维护与管理

文件系统访问

Linux 访问 Windows 文件：

• Linux 系统默认可以挂载和访问 Windows NTFS 分区
• 通过文件管理器浏览"其他位置"或"设备"
• 自动挂载或手动挂载

Windows 访问 Linux 文件：

• Windows 默认不支持 EXT4 文件系统
• 需要安装第三方工具，如：
  • Ext2Fsd
  • Linux Reader
  • DiskInternals Linux Reader

磁盘空间管理

• 查看磁盘使用情况：

  # Linux

df -h

Windows

此电脑 -> 右键点击分区 -> 属性

- **清理磁盘空间**：
- Linux：使用 BleachBit 或手动清理
- Windows：使用磁盘清理工具

#### 系统更新
- **Linux 更新**：使用包管理器更新
- **Windows 更新**：通过 Windows 更新中心
- **注意**：Windows 更新可能会重置启动引导，需要重新修复 GRUB

#### 硬件驱动管理
- **Linux 驱动**：
- 大多数硬件会自动识别
- 专有驱动可以通过"附加驱动"安装
- **Windows 驱动**：
- 使用厂商提供的驱动
- 通过设备管理器更新

## 实操案例

### 案例1：Windows 10 + Ubuntu 22.04 双系统

**准备工作**：
- Windows 10 系统已安装
- 至少 30GB 空闲磁盘空间
- Ubuntu 22.04 ISO 镜像
- 8GB 以上 U 盘

**安装步骤**：
1. **在 Windows 下腾出空间**：
 - 磁盘管理 -> 压缩卷 -> 腾出 30GB 空间

2. **制作 Ubuntu 启动 U 盘**：
 - 使用 Rufus 制作启动 U 盘

3. **安装 Ubuntu**：
 - 从 U 盘启动
 - 选择"安装 Ubuntu"
 - 选择"其他选项"
 - 手动分区：
   - 2GB 交换分区
   - 20GB 根分区（/）
   - 剩余空间 /home 分区
 - 安装启动引导器到默认位置
 - 完成安装并重启

4. **验证双系统**：
 - 重启后看到 GRUB 菜单
 - 测试启动 Ubuntu
 - 测试启动 Windows 10

### 案例2：Windows 11 + Fedora 38 双系统

**准备工作**：
- Windows 11 系统已安装（UEFI 模式）
- 至少 30GB 空闲磁盘空间
- Fedora 38 ISO 镜像
- 8GB 以上 U 盘

**安装步骤**：
1. **在 Windows 下腾出空间**：
 - 磁盘管理 -> 压缩卷 -> 腾出 30GB 空间

2. **制作 Fedora 启动 U 盘**：
 - 使用 Rufus 制作启动 U 盘（GPT 分区方案）

3. **安装 Fedora**：
 - 从 U 盘启动
 - 选择"安装 Fedora"
 - 选择"自定义"
 - 手动分区：
   - 使用 existing EFI 分区
   - 2GB 交换分区
   - 20GB 根分区（/）
   - 剩余空间 /home 分区
 - 完成安装并重启

4. **验证双系统**：
 - 重启后看到 GRUB 菜单
 - 测试启动 Fedora
 - 测试启动 Windows 11

## 常见问题与解决方案

### 问题1：安装后无法启动 Windows

**解决方案**：
- **修复 GRUB**：
1. 启动到 Linux 系统
2. 打开终端，执行：
   ```bash
   sudo update-grub
   ```
3. 重启计算机
- **使用启动修复工具**：
1. 使用 Linux 安装 U 盘启动
2. 选择"救援模式"
3. 执行启动修复

### 问题2：安装后无法启动 Linux

**解决方案**：
- **检查启动顺序**：
1. 进入 BIOS/UEFI 设置
2. 确保 Linux 启动项在首位
- **修复 GRUB**：
1. 使用 Linux 安装 U 盘启动
2. 按照前面的 GRUB 修复步骤操作

### 问题3：Windows 更新后 Linux 启动项消失

**解决方案**：
- **Windows 10/11 用户**：
1. 禁用快速启动：
   - 控制面板 -> 电源选项 -> 选择电源按钮的功能
   - 更改当前不可用的设置
   - 取消勾选"启用快速启动"
2. 修复 GRUB：
   - 使用 Linux 安装 U 盘启动
   - 执行 GRUB 修复步骤

### 问题4：双系统时间不同步

**解决方案**：
- **在 Linux 中设置**：
```bash
# Ubuntu/Debian
sudo timedatectl set-local-rtc 1

# 其他 Linux
sudo hwclock --systohc --localtime

• 在 Windows 中设置：
  1. 以管理员身份运行命令提示符
  2. 执行：

     reg add HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\TimeZoneInformation /v RealTimeIsUniversal /t REG_DWORD /d 1

问题5：Linux 下无法访问 Windows 分区

解决方案：

• 检查分区挂载：

  sudo fdisk -l
  sudo mount /dev/sdaX /mnt

• 安装 NTFS 支持：

  # Ubuntu/Debian

sudo apt install ntfs-3g

CentOS/RHEL

sudo yum install ntfs-3g

- **检查 Windows 快速启动**：
- 确保已禁用 Windows 快速启动

### 问题6：安装过程中分区失败

**解决方案**：
- **检查磁盘错误**：
1. 在 Windows 中运行：
   ```cmd
   chkdsk /f /r
   ```
2. 重启 Windows 完成磁盘检查
- **使用第三方分区工具**：
- 使用 GParted Live CD 进行分区
- **检查磁盘健康状况**：
- 使用 CrystalDiskInfo 等工具检查磁盘健康

## 总结与最佳实践

### 核心概念回顾

1. **双系统定义**：在同一台计算机上安装两个独立的操作系统
2. **准备工作**：数据备份、磁盘空间腾出、启动盘制作
3. **分区方案**：根分区、交换分区、/home 分区
4. **安装过程**：选择"其他选项"手动分区
5. **启动管理**：GRUB 引导器配置与修复
6. **维护要点**：文件系统访问、磁盘空间管理、系统更新

### 安装建议

1. **备份数据**：安装前务必备份所有重要数据
2. **磁盘空间**：为 Linux 分配至少 30GB 空间
3. **分区方案**：初学者选择基本分区方案
4. **安装顺序**：先安装 Windows，后安装 Linux
5. **启动修复**：准备 Linux 安装 U 盘用于修复启动
6. **耐心操作**：分区操作要仔细，避免误操作

### 最佳实践

1. **分区管理**：
 - 使用单独的 /home 分区，方便系统重装
 - 交换分区大小根据内存和使用场景调整
2. **启动管理**：
 - 定期更新 GRUB
 - 记录 GRUB 修复步骤
3. **系统维护**：
 - 定期清理两个系统的磁盘空间
 - 保持系统更新
 - 备份重要数据
4. **文件共享**：
 - 使用 NTFS 分区作为共享数据分区
 - 避免在不同系统间直接修改对方系统文件

### 安全提示

1. **数据备份**：安装前、安装后都要备份重要数据
2. **分区操作**：小心操作，避免删除重要分区
3. **驱动兼容**：了解硬件在 Linux 下的驱动情况
4. **系统更新**：注意 Windows 更新可能影响启动
5. **病毒防护**：两个系统都要安装防病毒软件

### 后续学习路径

1. **Linux 基本操作**：命令行、文件系统、用户管理
2. **系统配置**：网络、服务、防火墙
3. **软件安装**：包管理器、源码编译
4. **系统调优**：性能优化、电源管理
5. **安全加固**：权限管理、系统安全

通过本教程的学习，你应该已经掌握了在 Windows 系统上安装 Linux 双系统的完整流程。双系统安装为你提供了一个真实、完整的 Linux 学习环境，让你可以在物理硬件上体验 Linux 的所有功能和性能。随着你对 Linux 的熟悉程度不断提高，你可以尝试更复杂的配置和应用，逐步成为 Linux 技术专家。