# 4.1 Windows 用户迁移指南

## 文件系统基础

首先，我们观察以下两幅图像：

![文件系统基础](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-5791c9c325e53a9ec990894df71e58026564bd5e%2Fzhuzi-2.jpg?alt=media)

![文件系统基础](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-f7e1dcbd32dfd846709e81a891c76ff04e956b83%2Fzhuzi-3.jpg?alt=media)

前一幅图像展示的是竹子（Bambusoideae），后一幅图像展示的是若干棵行道树。

亚里士多德认为种子之所以能长成大树，是因为种子暗含着一种潜能，并且在环境满足的情况下，有实现为长成一棵树的可能性（参见《形而上学》1049b）。而人和器物的不同就在于人没有固定不变的潜能，这也契合了儒家学说“君子不器”［何晏，注. 论语注疏\[M]. 北京: 中国致公出版社, 2016.］和萨特的“存在先于本质”理论［参见让-保罗·萨特. 萨特文学论文集\[M]. 施康强，等译. 合肥: 安徽文艺出版社，1998.］。理解 UNIX 目录与 Windows 目录的异同，对于深入理解操作系统的设计与实现非常重要。

![文件系统基础](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-31684106da877579d5bdf63553b4fc1fbdda3d5d%2FBambusoideae.png?alt=media)

我们都听说过一个故事，竹子（Bambusoideae）开花意味着大片竹林的死亡。这是因为，大部分看似茂密繁盛的竹林，极有可能到头来只有一棵竹子真实存活。这些竹子都是从相同的地下根系生长出来的，虽然看起来是多棵竹子，它们其实是一个整体——这在植物学上称为**克隆生长**（clonal growth）。这也是“雨后春笋”的来历。无论它们相隔多远，仍旧一荣俱荣，一损俱损。这就是 UNIX 的目录——系统中的所有目录都依赖于根（root）。根（`/`）是一切目录的起点，构成了一个**单一层次的目录树结构**（single-rooted directory hierarchy）。例如 `/home/ykla/nihao`、`/bin/sh`、`/etc/fstab`，它们追根溯源，都是从根出发的。换言之，如果删除 `/`，就等于删除了整个系统，所有设备上的目录都会被删除。

![文件系统基础](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-945600f03007c22782b6d1084969e0ec4ecc8066%2Fwinfile.png?alt=media)

行道树则不然，每棵普通的行道树都是独立生长的。无论它们靠得多么紧密，它们仍然是独立的。行道树与 Windows 目录类似，都是独立的——`C:\Program Files (x86)\Google\Update`、`D:\BaiduNetdiskDownload\工具列表`、`E:\123\app`：`C`、`D`、`E` 盘都是独立的，互不干扰。你格式化 `D` 盘，并不会影响 `E` 盘存储的文件。甚至，即使你在 PE 中格式化了 `C` 盘（可能不会叫 `C` 盘），也不会影响 `E` 盘中的文件。

事实上，Windows 的“盘符”并非固定存在，有经验的装机人员会发现，在 PE 环境中，`C` 盘可能会变成诸如 `X` 等其他盘符。正在使用中的 Windows，其盘符也可以随意分配。Windows 下真正判断一个分区是否为 `C` 盘，是依靠 GPT 分区类型的 UUID（如我的 `C` 盘分区类型 UUID 为 `EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7`）以及唯一 ID（相关配置写入 EFI 文件），而不是依靠盘符。盘符是抽象出来的，实际上没有意义。这也就是为什么你在其他操作系统上（包括 Windows 自身，如双系统环境）都看不到 `C` 盘的根本原因，因为不存在一个硬编码并写入文件系统的 `C` 盘标识。只有在真正启动系统时，Windows 才会知道到底谁是 `C` 盘，并写入注册表。至于其他盘符的分配，则具有不确定性，出现 `D` 盘变为 `E` 盘的问题也屡见不鲜，例如某虚拟光驱可能在开机时被自动加载等。

> **思考题**
>
> 阅读《深入解析 Windows 操作系统（第 7 版）（卷 2）》（978-7-115-61974-7，人民邮电出版社）及其他相关文献资料，回答问题：在传统的 BIOS + MBR 引导下，Windows 如何识别 `C` 盘？

### 如何理解挂载

![如何理解挂载](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-4d3ca41a502f17af35cf879988892ee38714a253%2Fjiajie.png?alt=media)

小时候住在花木场的人们都知道，经常需要从树 A 上剪裁一段枝条，将其斜插到树 B 上，并加以包裹，愈合后就会成为一体：比如在苹果树（UNIX）上可以长出桃子（挂载 Windows 的 `C` 盘）。

这种方法称为“嫁接”。实际上，这就是将树 A 的枝条（文件系统）挂载到树 B 上（嫁接点即某个挂载点，归根结底依赖于根目录 `/`）。

### 如何理解卸载

![如何理解卸载](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-9a48a6b7445815fb37c7462d5e31a615e929bbd4%2Fqiancha.png?alt=media)

对园艺有所了解的人们想必对“扦插”这种培育植物的方法并不陌生：

将一棵树新发的侧枝掰下来，插到土里。精心照料一段时间，就会得到一株新的幼苗。

实际上，这与“卸载”的原理有异曲同工之妙：将某个文件系统（如 `/mnt/test`）从完整的根（`/`）上“掰”下来（卸载）。

## 文件名规范之差异

### 非法字符

许多在 FreeBSD 中可用的文件名或路径在 Windows 中都是不被允许的，即包含非法字符。如果你在 Windows 上使用 Git 拉取项目，这种情况经常会碰到。

这里只列出一些笔者遇到过的情况：

* 文件或文件夹名称中不能包含英文冒号 `:`。

![非法字符](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-e1c4dc5f352c0d48beaf0ef9a693388b47d365a7%2FWindows1.png?alt=media)

* 无法将文件或文件夹命名为 `con`。

![非法字符](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-6064d1731aa6221bd78aaca18fcea868c2f0c026%2FWindows2.png?alt=media)

更多要求参见：微软. 命名文件、路径和命名空间\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/fileio/naming-a-file>。

> **技巧**
>
> 可在 Windows 下使用 git 工具拉取 [freebsd-doc](https://github.com/freebsd/freebsd-doc) 项目验证兼容性问题。相关 Bug 报告：[The colon in the file name of the security report of the FreeBSD doc is not compatible with Microsoft Windows](https://bugs.freebsd.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=267636)

### 大小写敏感

FreeBSD 的 ZFS 和 UFS 都是 **区分大小写（大小写敏感）** 的文件系统。而 macOS 的 HFS+（默认不区分大小写）、APFS（默认不区分大小写）以及 Windows 的 FAT32、NTFS 文件系统都是 **不区分大小写（大小写不敏感）** 的。

* Windows 下 **大小写不敏感**

![大小写敏感](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-698e889b037a3c46892182b7a9f6209ca5c8e36f%2FWindows3.png?alt=media)

在 Windows 中，`abc` 和 `ABC` 被视为同一文件，无法共存。

> **技巧**
>
> 判断网站服务器类型的简易方法：若 `https://example.com/path` 和 `https://example.com/PATH` 均可访问且内容相同，则该网站可能运行在 Windows 操作系统上。

* FreeBSD 下 **大小写敏感**

```sh
$ touch ABC    # 创建名为 ABC 的文件
$ touch abc    # 创建名为 abc 的文件
$ ls           # 列出当前目录内容（区分文件名大小写）
abc    ABC
```

在 FreeBSD 中，`abc` 和 `ABC` 是两个独立文件，可以共存。

#### 参考文献

* 微软. 调整区分大小写\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/case-sensitivity>. Windows 文件系统支持使用属性标志按目录设置区分大小写，提供跨平台文件兼容性支持

## 换行符/回车之差异

回车（Carriage Return，CR）和换行（Line Feed，LF）是不同的概念，均起源于电传打字机（真实 TTY）时代。

* 回车 CR：将光标移动到当前行开头；
* 换行 LF：将光标移动到下一行。

可以看到，在早期二者是独立的，否则 CRLF 会导致当前行“下沉”一行。

Windows 操作系统默认的文本换行符为 CRLF（即 \r\n，0x0D 0x0A，`^M$`），而 Unix（早期 macOS 使用 \r，0x0D）默认使用 LF（即 \n，0x0A，`$`）。

当然，现在这些符号通常都出现在每行文本的末尾处（即每行都存在）。

二者互不兼容，如果你将使用 Windows 换行符的文件放到 Unix 系统下，可能会导致每行末尾多出一个 `^M` 字符；对于某些工具会造成识别错误，对于 FreeBSD Port 相关文件来说，则可能将多行识别为一行。

但是两种换行符可以互相转换。在 FreeBSD 下可以用 Port `converters/dos2unix` 来实现，该软件包含 2 个命令：`dos2unix`（Windows 换行符到 Unix）、`unix2dos`（Unix 换行符到 Windows）。基本用法是 `$ dos2unix -n a.txt b.txt`，如果不需要保留源文件，可以直接 `$ dos2unix a.txt b.txt c.txt`（一次转换多个文件）。可以用命令 `file a.txt` 来判断文件的换行符：

* 使用普通的 Unix 换行符文本文件

```sh
$ file a.txt  # 查看文件类型
a.txt: Unicode text, UTF-8 text
```

* 使用 Windows 换行符的文本文件

```sh
$ file b.txt  # 查看文件类型
b.txt: Unicode text, UTF-8 text, with very long lines (314), with CRLF line terminators
```

## 字符编码的差异

由于计算机只识别 `0` 和 `1`，故字符编码是一种用于将字符转换为数字表示的规则体系。字符可以是屏幕上可见的文字，也可以是不可见的控制标记，如换行符（LF）、回车符（CR）等，涵盖文本中常见的元素，如数字、Emoji 表情符号、汉字、拉丁字母等。编码方式则是为这些字符分配唯一数字标识（通常是整数），即代码点（code point）的过程。

例如，ASCII（American Standard Code for Information Interchange，ISO/IEC 646）编码中，`0x41`（二进制 `0100 0001`）代表大写字母 `A`。ASCII 仅支持英文字母、数字和常见标点，共 128 个字符。

而在 Unicode 编码体系中，“你”这个汉字的代码点是 U+4F60。在 UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format，8 位 Unicode 转换格式）编码方式下，它被编码为字节序列 `0xE4 0xBD 0xA0`（二进制为 `11100100 10111101 10100000`）。UTF-8 编码涵盖的字符范围远超 GBK（国家 G 标准 B 扩展 K），里面甚至还有埃及圣书体——如果现在你的屏幕上能看到“𓀀”“𓃕”“𓌊”这三个字符，那么你很可能正在使用 UTF-8 编码（如果你使用的是 UTF-8 编码但仍无法显示这些字符，很可能是字体不支持这些字符集，而非编码问题）。

那么程序如何识别文本的编码呢？通常，有些文件会在开头使用特定的字节序列（即 BOM，byte order mark，字节顺序标记）来标明编码。例如 UTF-8 的 BOM 是 `0xEF 0xBB 0xBF`。但在实际中，很多文本文件并没有 BOM，因此读取程序需要通过上下文猜测编码格式，这往往导致乱码。虽然可以通过程序分析文本内容（如统计字符分布或抽取字符计算）来猜测编码，但这种方法并不总是可靠。编码问题本质上源于系统间默认编码不同或未明确指定编码。

Windows 默认使用 GBK（在简体中文环境下，为 GB2312 的超集），而 Linux 或 UNIX 通常使用 UTF-8。

* Windows 11 24H2 查看当前控制台代码页：

```powershell
PS C:\Users\ykla> chcp
活动代码页: 936 # GBK 编码
```

* Ubuntu 24.04/FreeBSD 输出当前区域设置（locale）的字符编码：

```sh
root@ykla:/home/ykla# locale charmap
UTF-8
```

当然，也可以将 Windows 10 及后续版本的系统字符编码设置为 UTF-8。但这种做法往往除了引入更多编码问题外，并不能有效解决问题。

FreeBSD 的编码在 [main/usr.bin/login/login.conf](https://github.com/freebsd/freebsd-src/blob/main/usr.bin/login/login.conf) 中设置，编译后路径为 `/etc/login.conf`。

### 参考文献

* 微软. Code pages\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://learn.microsoft.com/en-us/globalization/encoding/code-pages>. 微软官方称，936 即是 GBK，用于中文简体字符编码

## 时间与时区的差异

中国统一使用一个时区，东八区，即 UTC+8，UTC（Coordinated Universal Time，协调世界时）在日常使用中几乎等同于 GMT（Greenwich Mean Time，格林尼治时间）。UTC 以国际原子时（temps atomique international，TAI）的秒长为基础（并不完全一致）：当铯（Cs）频率 ΔνCs，也就是铯 133 原子不受干扰的基态超精细跃迁频率，以单位 Hz 即 s⁻¹ 表示时，取其固定数值为 9,192,631,770 来定义秒——后续又对国际原子时进行了各种修正。

有过 Windows 和 Unix 双系统安装经验的人会发现，Windows 和 Unix 的时间总是差 8 个小时。在现代计算机上（一般在主板上），都有一颗由纽扣电池供电的 RTC（Real-time clock，实时时钟芯片）芯片，用来维护系统断电后的计时。

计算机操作系统在开机时会读取 RTC 的时间来设定系统的时间。RTC 的时间并未标注时区。

Windows 会直接读取 RTC 的结果，并将其视为本地时间，即 Local Time（地方时，当地太阳运行的时间）；Unix 则会将 RTC 的数据视为 UTC 时间：于是你会发现双系统的时间相差了 8 个小时。

例如，如果 RTC 时间是“2025 年 6 月 6 日中午 12:00（即 UTC+8）”，那么在 Windows 下仍显示为“2025 年 6 月 6 日中午 12:00”（即 UTC+8）；但在 Unix 下，时间会变为“2025 年 6 月 6 日早上 4:00”（即 UTC+8-8）。因为使用 UTC+8，所以二者会相差 8 小时。

对于现代计算机网络来说，时间至关重要。我们可以做个小实验：将时间调慢 5 分钟，打开浏览器，你会发现绝大部分网站都打不开了（HTTPS）。

计算机中的时区是由 IANA 时区数据库规范的，历史久远。

中华民国二十八年（1939），民国政府将中国划分为五个时区，分为哈尔滨（`Asia/Harbin`）、上海（`Asia/Shanghai`）、重庆（`Asia/Chongqing`）、乌鲁木齐（`Asia/Urumqi`）和喀什（`Asia/Kashgar`）时间。

我们知道，从实际的地理时区来看，新疆属于东六区（虽然全国统一使用北京时间）。从地理上看，新疆与北京时间实际上相差了两个小时。如果在燕赵大地太阳在北京时间五点出来，那么对于新疆，北京时间七点才能看到日出。

在时区数据库 2025b 中，`Asia/Harbin`、`Asia/Chongqing`、`Asia/Shanghai` 均等同于北京时间。`Asia/Urumqi` 和 `Asia/Kashgar` 则均为 `UTC+6`（东六区时间）。

在 FreeBSD 中，北京时间同样为 `Asia/Shanghai`（东八区）。有些所谓国产操作系统会无中生有一个 `Asia/Beijing`，这不仅是不尊重国际标准与规范的行为，并且会造成严重后果，如造成时间退回到 UTC。

> **注意**
>
> 北京（东经 116°）的地方时并不完全等于 UTC+8。我们所述的北京时间不是北京的地方时，而是东经 120 度（上海东经 120°）的地方时。

> **技巧**
>
> 中国也曾实行过夏令时（在夏天将表调快一个小时，因为天亮得早）。

> **思考题**
>
> 外太空（飞船，星球等）用什么时区？为什么？

### 参考文献

* 中国计量科学研究院. 秒的定义\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://www.nim.ac.cn/520/node/4.html>. 秒的定义，基于铯原子超精细跃迁频率
* IANA. Time Zone Database\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://www.iana.org/time-zones>. 时区数据库，提供全球时区信息标准化
* 中国科学院紫金山天文台. 历书基本术语简介\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <http://www.pmo.cas.cn/xwdt2019/kpdt2019/202203/t20220314_6389637.html#b4>. 本文所涉术语，可参考此处的精确解释

## 深入阅读

### Windows

以下书籍可供进一步研究 Windows 操作系统设计与实现：

* RUSSINOVICH M, SOLOMON D, IONESCU A, 等. 深入解析 Windows 操作系统：第 7 版. 卷 1\[M]. 刘晖, 译. 北京:人民邮电出版社,2021. ISBN: 978-7-115-55694-3. 微软官方教材，具有权威性，系统阐述 Windows 内核架构
* RUSSINOVICH M, SOLOMON D, IONESCU A, 等. 深入解析 Windows 操作系统：第 7 版. 卷 2\[M]. 刘晖, 译. 北京:人民邮电出版社, 2024. ISBN: 978-7-115-61974-7. 微软官方教材，具有权威性，详解 Windows 系统组件

### 天文历法

* 中国科学院紫金山天文台. 2026 年中国天文年历\[M]. 北京: 科学出版社，2025. ISBN: 978-7-03-082584-1. 注：每年一版。一般日历会写潮起潮落太阳东升西落的时间，该书则是大全，提供精确的天文数据
* 胡中为. 天文学教程（上）\[M]. 上海: 上海交通大学出版社，2019. ISBN: 978-7-3132-1655-7. 天文学历史悠久，这是本现代天文学入门书籍，本科生教材，系统介绍天文学基础
* 胡中为. 天文学教程（下）\[M]. 上海: 上海交通大学出版社，2020. ISBN: 978-7-3132-3572-5. 天文学是一级学科，深入讲解天体物理与宇宙学
* DODELSON S, SCHMIDT F. 现代宇宙学\[M]. 于浩然，译. 第 2 版. 北京: 科学出版社，2024. ISBN: 978-7-03-078693-7. 该书用数学和物理学描述宇宙宏观整体而非具体天体行星，提供现代宇宙学理论框架
* 卢央. 中国古代星占学\[M]. 北京: 中国科学技术出版社，2013. ISBN: 978-7-5046-6140-1. 中国古代天文学入门，星占学即用哲学或神秘学解释天文学，梳理古代星占文化
* CARROLL B W, OSTLIE D A. 当代天体物理学导论\[M]. 姜碧沩，李庆康，高健，等，译. 2 版. 北京: 科学出版社，2023. ISBN: 978-7-03-076666-3. 天体物理学即用物理学解释天文学，是现代天文学的核心（还有一些测量、分类、天文历法等不属于此目），提供天体物理系统介绍

> **思考题**
>
> > 对于描述世界，我们有太多种方法。正如马克思所述，“哲学家们只是用不同的方式解释世界……”（《关于费尔巴哈的提纲》第十一段：马克思主义哲学的使命）
>
> 你认为通过数学和物理学解释世界的优点是什么？如果排除实用主义、实证主义和经验主义，那么还能剩下什么？
>
> 你认为通过哲学和神秘学/宗教神学解释世界的缺点是什么？如果排除实用主义和经验主义，那么还能剩下什么？
>
> > 马克思还认为只有必要的自由时间才能确保真正的自由（邓晓芒. 马克思论“存在与时间” \[J]. 哲学动态，2000(6): 11-14）：
> >
> > “必须将感性的时间从强制性的、社会一般的抽象时间中解放出来。”
> >
> > “实践也不能被曲解为异化了的生产活动，即类似于动物性的筋肉活动、体力的支出，至少不能将异化劳动当作马克思本来意义上的实践活动。”
>
> 你怎样理解这样一个事实：我们 **显然拥有充足的** 自由时间，但是我们仍然 **无法拥有** 所谓的 **“自由”时间** 来了解一些“无意义”的东西（非学术目的），比如天文学？
>
> 我们在不断地刷新短视频阅读网络小说所花费的精力，是否在某种程度上也构成了 **生产活动**？所花费的时间是否在某种意义上构成了 **社会一般（平均）劳动时间**？换言之，这种自由时间的放松，究竟是真正的自由还是一种资本化的假象（实际上仍是另一种形式的工作）？这种自由时间往往被视为对工作的放松，是为了更好地工作，而非单纯实现自由时间；并且我们通过平台获取的快乐和 **工资** 远低于平台从用户获取的算法，个性化数据，内容主体，广告等带来的价值。你如何看待这种对自由时间的资本化异化？

## 课后习题

1. 在 FreeBSD 中挂载一个 Windows NTFS 分区，使用 converters/dos2unix 转换 3 个包含 Windows 换行符的文本文件，并验证转换结果，记录转换前后文件的差异。
2. 查找 FreeBSD 内核源码中负责处理大小写敏感的文件系统相关代码，分析其设计权衡。
3. 修改 FreeBSD 系统的时区配置为非标准时区（如自定义 UTC+6），验证双系统时间同步问题。