1.有没有一些被打开的文件吗?在哪里?
有。在磁盘里。磁盘级文件
2.我们学习磁盘级别的文件,我们的侧重点在哪里?
衍生问题:
单个文件角度
——这个文件在哪里?这个文件多大?这个文件的其他属性是什么?……
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?我还可以存储多少个文件?如何快速的找到指定的文件?……
如何进行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——掉电易失存储介质
磁盘——永久性存储介质(不止是磁盘)——SSD(固态硬盘)(现在笔记本上应该都是这个,但贵)、U盘、flash卡、光盘、磁带
结论:磁盘是一个外设,同时还是我们计算机中唯一的一个机械设备——慢!(对比出来的)——所以OS一定会有一些提速的方式
4.磁盘结构
物理结构:
磁盘盘片、磁头、伺服系统、音圈马达……
盘面上会存储数据——计算机只认识二进制(两态)——南极北极、有电没电、正负——向磁盘写入,本质就是改变磁盘上的正负性——磁头来改变
磁盘寻到的过程
存储结构:
磁道,扇区,柱面
扇区是磁盘存储的基本单位 512字节 4KB 硬件上的
在物理上,如何把数据写入到指定的扇区里?——本质就是如何找到一个扇区?
1.确定在哪一个面上(对应的就是确定哪一个磁头)
2.在哪一个磁道(柱面)上
3.在哪一个扇区上
这就是CHS寻址
如果我们有了CHS,就能找到任意一个扇区,那么所有的扇区我们都能找到。
抽象结构:(虚拟、逻辑)结构
磁盘盘片:圆形结构——线性结构
sector disk[10241024n];数组
访问一个扇区,只要知道数组的下标
把磁盘想像成一个大数组
将数组存储到磁盘——将数据存储到该数组
找到磁盘特定扇区的位置——找到数组特定的位置
对磁盘的管理——对该数组的管理
对磁盘的管理——对一个小分区的管理——继续分区
boot block——block group 0—— ——block group n
block group n:
super block——group descirptor table ——block bitmap——inode bitmap——inodetable——data blocks
虽然磁盘的基本单位是扇区(512字节),但是OS(文件系统)和磁盘进行IO交互的基本单位是:4KB(8*512字节)。——block大小——磁盘:块设备。
为什么不以512字节为单位呢?
1.太小。会导致多次IO,进而导致效率的降低
2.如果os使用和磁盘一样的大小,万一磁盘的基本大小变量的话,os的源代码也要改。所以硬件和软件(os)需要进行解耦。
文件 = 内容+属性
linux在磁盘上存储文件的时候,是将内容和属性分开存储(管理)的。
- 超级块(Super Block):存放文件系统本身的结构信息。文件系统的属性信息 Data
- blocks:多个4KB(扇区*8)大小的集合,保存的都是特定文件的内容 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。该组块内,所有文件的inode空间的集合,需要标识唯一性,每一个inode块,都要有一个inode编号!一般而言,一个文件,一个inode,一个inode编号
- BlockBitmap:假设有10000+个blocks,10000+比特位:比特位和特定的block是一一对应的,其中比特位为1,代表该block被占用,否则表示可用
- inode Bitmap:假设有10000+个inode结点,就有10000+个比特位,比特位和特定的inode是一一对应的,其中比特位为1表示inode被占用,否则表示可用。
- Group Descriptor Table(GDT):快组描述符,这个快组多大,已经使用多少了,有多少个inode,已经占用了多少个,还剩多少,一共有多少个block,使用了多少……
这些都是能够让一共文件的信息可追溯,可管理
格式化
一个文件只对应一共inode属性节点,inode编号
一个文件只能有一个block吗?不一定
1.哪些block属于同一个文件?
inode里面定义了一个数组,里面可以保存块的编号
struct inode
{
//文件的大小
//文件的inode编号
//其他属性
int blocks[15];