Windows 7 su Chiavetta USB avviabile

Creato da LordTzeentch per MenteDigitale.org

Concesso a “Il Connettivista” – 11/03/10

Come rendere una chiavetta USB avviabile per poter ospitare il sistema operativo Windows 7 e quindi installarlo su un netbook o su un computer che permette il boot da USB

Premessa.
Oramai, i netbook stanno prendendo piede, avere un computer di dimensioni ridotte, a poco prezzo e con la possibilità di sfruttare appieno le potenzialità della rete, è quasi divenuto una “moda”, se non una necessità, quindi perché non scrivere una bella guida su come si installa il nuovo Sistema Operativo della Microsoft, Windows 7, e introdurre anche alcune informazioni interessanti sulle chiavette USB e sui file system?

Comincio col dare una semplice informazione, le chiavette USB sono formattate con il file system FAT.
Visto che a me non piace spiattellare le informazioni così su una guida, introduco varie informazioni utili per capire come funzionano i file system.

informazioni tecniche su FAT
FAT, acronimo di File Allocation Table, è un file system sviluppato inizialmente da Bill Gates e Marc McDonald. È il file system primario per diversi sistemi operativi DOS e Microsoft Windows fino alla versione Windows ME.
Windows NT e le successive versioni hanno introdotto l’NTFS e mantenuto la compatibilità con la FAT così come molti altri sistemi operativi moderni (Unix, Linux, Mac, ecc.).
La FAT è relativamente semplice ed è supportata da moltissimi sistemi operativi. Queste caratteristiche la rendono adatta ad esempio per i Floppy Disk, le Chiavette USB e le Memory Stick, come ad esempio le SD.
Può anche essere utilizzata per condividere dati tra due sistemi operativi diversi.
Il più grande problema del file system FAT è la frammentazione. Quando i file vengono eliminati, creati o spostati, le loro varie parti si disperdono sull’unità, rallentandone progressivamente la lettura e la scrittura. Una soluzione a questo inconveniente è la deframmentazione, un processo che riordina i file sull’unità. Questa può durare anche diverse ore e deve essere eseguita regolarmente per mantenere le prestazioni dell’unità.
Esistono varie versioni di questo file system, in base a quanti bit sono allocati per numerare i cluster del disco: FAT12, FAT16, FAT32.
Il VFAT è una versione del FAT16, ma virtuale cioè non registrato fisicamente sull’hard disk, ma gestito da un software specifico.

chiavette USB
la diffusione di questa tipologia di dispositivi è stato determinato dal supporto diretto offerto da Windows XP, che ha spinto fette sempre più ampie d’utenza all’utilizzo. Oramai anche i prezzi sono diventati davvero irrisori.
Una chiave USB, o penna USB, o pendrive, è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al computer mediante la comune porta USB.
Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash, tipicamente di tipo NAND, contenuta al suo interno. Attualmente la capacità di memoria delle chiavi USB va da 1 Gigabyte in su. La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per alte capacità.

Funzionamento (Fonte: Wikipedia)
Il protocollo per il trasferimento dei dati dal computer alla chiavetta, e viceversa, è un protocollo standard denominato USB Mass Storage-protocol. Tale standardizzazione ha incoraggiato l’inclusione dei driver di supporto e di inclusione nel file system locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, Mac OS X e Linux.
Inizialmente la velocità di lettura/scrittura della memoria flash contenuta nella chiavette era molto bassa, “frenata” proprio dalla ridotta banda passante dell’interfaccia USB, che nella sua versione originale, la 1.1, è di 12 Mbit/s. Recentemente invece quasi tutte le chiavette di nuova costruzione utilizzano la più veloce versione 2.0, perfettamente retro-compatibile con la versione 1.1, e dotata di una banda passante di 480 Mbit/s.
È da precisare però che la velocità di scrittura non dipende solo dall’interfaccia utilizzata, ma anche dal tipo di memoria flash utilizzata, e dalla eventuale presenza di microchip dedicati all’interno della chiavetta stessa. Esistono a questo proposito in commercio alcune chiavette che contengono un piccolo microprocessore dedicato ad ottimizzare il processo di lettura/scrittura sulla memoria flash.
Ovviamente la maggiore complessità di queste soluzioni relegano per il momento questi “bolidi” ad un mercato professionale di fascia alta con esigenze specifiche.
Grazie alle dimensioni ridotte, all’assenza di meccanismi mobili (al contrario degli hard disk comuni) che lo rende molto resistente, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua interoperabilità la chiavetta si sta configurando, accanto ai CD e ai DVD come unità preferita da un crescente numero di consumatori per il trasporto fisico di dati. Si tenga inoltre in considerazione il fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato, seppur molto alto (oltre 100.000 cicli di scrittura).

Pro e contro
Nello scaricamento e caricamento di dati la chiavetta USB è il supporto con il minore ingombro (sta in tasca) più veloce: supera in velocità di lettura e scrittura i CD-ROM e DVD-ROM, ma è più lento delle componenti interne del computer (memoria cache, RAM e Hard Disk).
Attualmente (al momento in cui scrivo) sono in commercio chiavette USB da 64 GB e ne sono state testate altre da 128 GB.
Altro vantaggio è la sua versatilità, tutti i sistemi operativi moderni infatti non richiedono l’installazione di driver per riconoscere le chiavi USB.
Un aspetto negativo è il fatto che dopo un lungo periodo di utilizzo, la memoria presente nella chiavetta potrebbe perdere dati. Questo dipende dalla specifica memoria e dal suo grado di data retention. In questo caso basta formattare la chiavetta per riavere l’affidabilità originaria.
Un’altro aspetto negativo, non di poca considerazione, è che, il file system FAT gestisce dischi di dimensioni massime di 4Gb, quindi se ho una chiavetta USB che supera questa grandezza? Lo spiego dopo

Il file System NTFS (Fonte: Wikipedia)
NTFS (acronimo per New Technology File System), file system dei sistemi operativi basati su kernel NT.
Questo file system nasce negli anni novanta, quando Microsoft abbandonò lo sviluppo congiunto con IBM del sistema operativo OS/2 e decise di sviluppare in proprio Windows NT (che significa New Technology). Proprio per questo alcuni degli aspetti presenti nel file system HPFS di OS/2 sono presenti anche in NTFS.

NTFS è un notevole passo avanti rispetto a FAT, l’altro file system di Microsoft. Queste le sue principali caratteristiche:
Affidabilità – NTFS è un sistema transazionale (o “Journaled” come si dice nei sistemi operativi Apple come Mac OS X); questo vuol dire che se un’operazione è interrotta a metà (ad esempio per un blackout) viene persa solo quell’operazione ma non è compromessa l’integrità del file system il quale resta comunque leggibile dal computer.
Permessi e Controllo d’Accesso – a ciascun file o cartella è possibile assegnare dei diritti di accesso (lettura, scrittura, modifica, cancellazione e altri).
Nomi lunghi e Unicode – i nomi dei file e delle cartelle possono essere lunghi fino a 255 caratteri e possono contenere caratteri di tutte le lingue del mondo grazie alla codifica Unicode.
Dimensioni e Flessibilità – La dimensione dei volumi e il massimo numero di file sono praticamente illimitati; la dimensione del volume può raggiungere al massimo i 256 Terabytes(248 clusters – 1), il numero limite di file è invece di circa 4,3 miliardi (232 – 1). La dimensione massima di un singolo file è di 16 Terabytes, contro i 4 GigaBytes di FAT e FAT32. Sono supportati nativamente i volumi sparsi e il mirroring. Sono finalmente disponibili gli hardlink.
La performance di NTFS è nettamente superiore a quella di FAT e di FAT32. A partire da Windows 2000, è inoltre possibile montare un volume NTFS come sottodirectory di un altro volume NTFS.
NTFS permette inoltre di utilizzare in modo trasparente delle opzioni di compressione (la compressione è mediocre, meno di ZIP, ma permette l’accesso immediato a qualunque punto del file) e di crittografia (chiamato anche EFS).
In NTFS sono stati aggiunti i cosiddetti punti di reparse, ovvero dei meccanismi che consentono le giunzioni (junctions) tra directory, altrimenti impossibili per la struttura del file system.

Struttura
NTFS sfrutta un’indicizzazione a 64 bit, sebbene la sua implementazione sia basata soltanto su 32 bit.
La struttura principale di un file system NTFS è la Master File Table (MFT), una tabella strutturata in blocchi (solitamente in record di 1KB) che contiene gli attributi di tutti i file del volume, inclusi i meta-dati. Tali attributi possono essere attributi residenti quando sono presenti in MFT, oppure, se non memorizzabili a causa del poco spazio, vengono salvati in qualche altra posizione del file system e prendono il nome di attributi non residenti.
Le directory sono memorizzate come file: in ogni file-directory sono presenti degli attributi speciali, memorizzati in ordine lessicografico, che si riferiscono ai file contenuti in tale directory.
I dati veri e propri dei file sono memorizzati in flussi puntati da appositi attributi Data.

Possibili inconvenienti
Il più grosso inconveniente di NTFS è che è più complesso da amministrare di FAT e di FAT32. Gli utenti dei sistemi operativi Microsoft infatti erano abituati a poter accedere alle partizioni FAT anche con un semplice dischetto di boot DOS. Questa in realtà non è una vera limitazione di NTFS, quanto piuttosto il risultato del fatto che NTFS è un file system più moderno, completo e complesso. Il vero limite, invece, è legato al fatto che Microsoft non ha reso pubbliche le specifiche di NTFS, e quindi NTFS è un file system, di fatto, chiuso e proprietario. Anche per questo, nonostante le sue qualità, non ha conosciuto fortuna al di fuori dei sistemi operativi Microsoft.
Ci sono tuttavia stati progetti di reverse engineering che hanno mirato a rendere accessibili le partizioni NTFS anche da altri sistemi operativi.
Quindi se formattiamo un dispositivo USB con NTFS vedremmo calare un po’ le prestazioni del dispositivo stesso, nel senso che lo scambio di dati avviene un po’ più lentamente, ma a confronto ai benefici che questo file system porta, la velocità è un parametro trascurabile.

Curiosità
Se inseriamo una chiavetta USB in un connettore USB del PC, il Windows XP (O successivi), riconoscono il dispositivo installandone i driver, rendendo di fatto il dispositivo immediatamente utilizzabile.
Il sistema operativo imposta la cache di scrittura delle chiavette USB in modo da essere ottimizzata per la rimozione rapida, cioè, questa ottimizzazione disabilita la cache di scrittura su disco e in windows, in modo da consentire la disconnessione della periferica senza l’utilizzo dell’icona Rimozione sicura.
Se andiamo nell’utilità di formattazione della chiavetta USB, solitamente, nel combo box vicino l’etichetta “file system” possiamo notare come esista solamente una voce… “FAT”, quindi formattando la chiavetta USB applicheremo i criteri di formattazione per un file system FAT, ma se vorremmo formattare in NTFS???
SEMPLICE!
dovreste andare in gestione periferiche, passando attraverso la finestra delle proprietà del sistema.
Più specificatamente procediamo nel seguente modo:

tenere premuti i tasti  + , si apre la finestra delle proprietà del sistema, andiamo sulla linguetta Hardware e premiamo sul pulsante “Gestione periferiche” aperta la finestra della gestione periferiche, individuare la voce “Unità disco”, premere sul + a sinistra della voce stessa, si apre la lista dei dischi che si trovano sul computer, individuare la dicitura della propria chiavetta USB e cliccare con il pulsante destro su di essa, comparso il menù contestuale cliccare su proprietà, nella finestra delle proprietà della chiavetta andare nella linguetta “Criteri”, da li spuntare l’opzione “Ottimizza prestazioni”, premere su ok e chiudere le altre finestre aperte in precedenza.

A questo punto andiamo a formattare la nostra chiavetta, adesso nelle opzioni di file system notiamo due voci “NTFS” e “FAT32”, noi scegliamo NTFS, Formattiamo.

Adesso la chiavetta USB è pronta per essere resa avviabile.
Questo metodo, di fatto, serve anche a formattare chiavette USB di dimensioni superiori ai 4GB, non che le chiavette di dimensione superiore non siano formattate, ma ho notato un inconveniente, almeno con quelle da 16GB, e cioè, il fatto di essere formattate con FAT32, implica la possibilità di utilizzare, come dicevo nei pro e i contro di FAT, dati fino a 4GB, nel senso, che se noi copiamo dati da un supporto verso la chiavetta vedremo che tali dati vengono scritti tutti senza nessun problema, fino alla massima capienza del supporto USB. E allora quale sarebbe il problema?
Il problema riscontrato personalmente è al momento di riversare i dati dal dispositivo USB verso altri supporti, compresi gli Hard Disk. Al momento di copiare i dati salvati in precedenza nella nostra chiavetta USB, arrivati ad una copia di dati pari a 4GB si verifica un errore di lettura, o meglio di I/O che blocca il processo di copia.
Quindi formattando la chiavetta in NTFS si risolve del tutto tale problema fastidiosissimo!

Inserire l’installazione del Windows 7 nella chiavetta
In molti siti viene spiegata una procedura particolare per rendere avviabile il dispositivo USB, tale procedura l’ho provata personalmente ed è la seguente (ma comunque non è la migliore e non è detto che il risultato finale sia quello previsto):

si procede montando l’immagine ISO del sistema operativo in un drive virtuale
(con qualsiasi applicazione che ne possa creare uno, io preferisco daemon tools lite)

dopo aver montato la ISO di Windows 7

andate su Start > esegui

digitate cmd e premete invio, adesso siete nel prompt dei comandi

digitate la lettera del vostro drive virtuale, quello dove avete montato l’immagine ISO, ad esempio se l’immagine è montata su D, digitare:

D:  

siete dentro il drive virtuale

a questo punto dovete cambiare directory (o cartella :P) quindi procedete digitando

cd boot  

siete nella directory “boot”, quindi visualizzando il contenuto vi trovate alcuni file, tra questi, c’è il file eseguibile Bootsect.exe.

Utilizzando il comando dir vedrete i file e le eventuali cartelle che sono dentro la directory boot

cioè digitate    dir  

Ricordando che K per me è la chiavetta USB

digitate il seguente comando:

bootsect /nt60 K:  

a questo punto vi apparirà un messaggio simile al seguente:

Target volumes will be updated with BOOTMGR compatible bootcode.
K: (\\?\Volume{eefe109b-a1ce-11de-aef4-000fea08e7bd})
Successfully updated NTFS filesystem bootcode.
Bootcode was successfully updated on all targeted volumes.

ok, fatto, copiate il contenuto del drive virtuale (quello con l’immagine windows 7) nella chiavetta USB!!!

Però spesso la chiavetta risultante non è affatto avviabile, e in rare occasioni si ha un errore quando si impartisce il comando Bootsect.

Quindi ho cercato un metodo che possa risultare facile e sicuro.

Dopo qualche tempo di ricerche mi sono imbattuto in un software che assolve eccellentemente a questo compito, addirittura oltre a rendere la chiavetta USB avviabile, mette dentro essa anche l’installazione del sistema operativo, prendendolo direttamente dall’immagine ISO.

Il software in questione è 1UltraISO

Screen UltraISO

Premere per ingrandire

Come Utilizzare UltraISO

una volta aperto il software ci ritroviamo davanti ad un’interfaccia ben progettata, semplice ed intuitiva.

Cominciamo con la spiegazione della procedura che renderà la nostra Chiavetta avviabile.

1) Prima di tutto dobbiamo caricare l’immagine ISO che contiene il nostro sistema operativo.

Andiamo su File, nel menu in alto, e clicchiamo sulla voce Apri, Sfogliamo le cartelle del nostro HD cercando la posizione della nostra immagine ISO contenente il Sistema Operativo che vogliamo installare.

Una volta individuato, clicchiamoci sopra e premiamo sul pulsante Apri.

Abbiamo quindi aperto l’immagine ISO del nostro sistema operativo, e reso il contenuto disponibile ad UltraISO.

2) Procediamo indicando al Software su quale dispositivo vogliamo copiare il contenuto dell’immagine ISO, andando nel riquadro in basso a sinistra di UltraISO.

Questo riquadro contiene tutti i drive o unità che sono collegate al nostro computer, quindi clicchiamo sulla lettera del nostro Dispositivo USB selezionandolo.

A questo punto non rimane che cominciare la copia del contenuto dell’immagine ISO nella nostra chiavetta USB rendendola avviabile.

3) Si procede andando su “AVVIO” nel menu in alto, scegliendo poi la voce ”SCRIVI FILE IMMAGINE DISCO”

nella finestra che si apre non dobbiamo fare altro che premere il pulsante SCRIVI che si trova in basso.

Attendiamo il completamento della scrittura sulla chiavetta USB.

A questo punto avete finito creando una chiavetta USB avviabile e con il windows 7 pronto all’installazione!

Questa procedura è di sicura riuscita, semplice e abbastanza veloce, ma premetto che per installare un sistema operativo da Chiavetta USB si deve disporre di un computer che accetti l’avvio da tali dispositivi, e che l’immagine del sistema operativo debba essere di fatto un’immagine di cd o dvd avviabile, cioè, non deve essere un sistema operativo di aggiornamento ma di installazione avviabile.

Questa procedura va bene con tutte le versioni si Windows.

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1 UltraISO non è un software free, pertanto scaricare la versione trial che fa comunque a caso nostro.

Il link a tale software è

http://www.xnavigation.net/linkext/4/a1183/l5521.html

Attendere l’apertura della finestra di Download e scaricare.

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Aggiornamento: 25/03/2010

Un ulteriore metodo viene descritto al seguente indirizzo: http://www.tr3ndy.com/2009/12/chiavetta-usb-bootable-installare-windows-da-pen-drive-in-pochi-semplici-passi/

il metodo si basa sempre sull’utilizzo di un software.