文章目录
- 问题
- 磁盘结构(物理)
- 磁盘的存储结构
- 磁盘的抽象结构
问题
1.有没有没有被打开的文件?当然有
 在哪里呢?磁盘中也叫磁盘级文件
2.学习磁盘级别文件的侧重点在哪?
 站在单个文件角度:
- 这个文件在哪里?
- 这个文件有多大?
- 这个文件的其他属性是什么?
站在系统角度:
- 一共有多少个文件?
- 各自属性在哪里?
- 如何快速找到?
- 可以存储多少个文件?
- 如何快速的找到指定文件?
- 如何对磁盘文件进行分门别类的存储,用来支持更好的存取?
3.磁盘文件----了解磁盘
 内存-----掉电易失数据的存储介质
 磁盘----永久性存储介质
 磁盘是一个外设,并且还是计算机中唯一的一个机械设备–>慢(OS一定会有一些提速的方式,我们不深究)
磁盘结构(物理)
磁盘盘片、磁头、伺服系统、音圈马达…
 
 磁盘的盘片:
 
 盘面上会存储数据!--->计算机只认识二进制----->而磁盘是两态的(南极,北极)---->而盘面上布满了这些---->向磁盘写入本质就是改变磁盘上的正负性---->通过磁头来改变。
磁盘的存储结构

 
 同心圆为磁道,多个半径相同的磁道合起来称为柱面
 
 扇区是磁盘存储的基本单位。
在物理上如何把数据写入到知道扇区里?----本质上是如何找到一个扇区?
 1.先确认在哪一个面上(对应的就是柱面)
 2.在哪一个磁道上(也就是哪个磁头)
 3.在哪一个扇区上

 我们有了CHS寻址方式就能找到任意一个扇区。
 扇区的基本大小是512字节(硬件要求)!最小也有4KB的但是比较少。
磁盘的抽象结构
我们先来看磁带结构
 
 磁带没有被拉开是圆形结构---->拉出来就变成了线性结构。
而我们可以把卷起来的磁带看出磁盘。在物理上磁盘是圆形结构,在想象上可以想象为线性结构。
 
 所以访问扇区可以逻辑化成数组,所以访问扇区只要知道数组下标即可。
 所以访问扇区我们知道将LBA即可,然后通过某种方法将LBA转化为CHS。
所以它们之间的对应关系:
 将数据存储到磁盘------>将数据存储到该数组
 找到磁盘特点扇区的位置-------->找到数组特定的位置
 对磁盘的管理-------->对该数组的管理
但是磁盘是很大的,管理大的比较困难,所以我们就要对磁盘进行分区,把磁盘划分成小的来管理。
 例子:
 
 假设磁盘有500GB,很大那么我们就将它分成四个区。
 但是分四个区后还是很大,那么我们再进行分区。
 
 SuperBlock:整个文件系统属性信息,因为可能发生以外,导致前面的文件系统信息消失,进而导致文件系统瘫痪,所以在每个小区域都有整个系统的信息备份,以便恢复。
虽然磁盘的基本单位扇区是512字节,但是OS进行IO的基本单位是4KB(8*512字节)。
 为什么不以512字节为单位呢?
 1.太小了,有可能导致对此IO,进而导致效率降低!
 2.如果OS使用和磁盘扇区一样的大小,万一磁盘变了的话,OS的源代码要不要改呢?
 所以是为了软件和硬件进行解耦!
4KB为block块大小,所以磁盘也被称为块设备
Data blocks:多个4KB大小的集合
 文件 = 内容 + 属性
 Linux在磁盘上存储文件的时候,将内容和属性分开存储!而Data block块存的都是内容,每一个文件都有对应的inode编号
inode table:inode是一个大小为128字节的空间。保存的是对应文件的属性
 该块组内,所有文件的inode空间的集合,需要标识唯一性,每一个inode块都需要一个inode编号!
 一般而言一个文件,一个inode块,一个inode编号。
Block Bitmap:假设有10000+个block,就有10000+个比特位,比特位和特定的block是一一对应的,Bitmap中某一位置比特位为1,代表该block被占用,比特位为0则表示该block可用。
inode Bitmap:假设有10000+个inode,就有10000+个比特位,比特位和特定的inode是一一对应的,Bitmap中某一位置比特位为1,代表该block被占用,比特位为0则表示该block可用。
Group Descriptor Table:块组描述符,这个块组多大,已经使用了多少个。有多少inode,已经占用了多少个,还剩多少个。共有多少block,使用了多少。
如果上面的都清楚,那么就能让一个文件的信息可追溯,可管理!
我们将块组分割成为上面的内容,并且写入相关的管理数据----->每一个块组都这么干----->整个分区就被写入了文件系统信息------>也叫格式化
 
 一个文件“只”对应一个inode属性节点和inode编号
 一个文件只能有一个block块吗?不一定。
下面就有几个问题了
 1.哪些block块属于同一个文件
 2.找到文件,只要找到文件对应的inode编号就能找到文件的inode属性集合,可是文件内容呢?
 我们的inode属性节点里面,保存了该inode文件下的所有block块编号。
 
 如果这个文件特别大怎么办?下次再讲