磁盘
想知道文件，我们需要知道文件的存储地。
也就是磁盘
机械磁盘是计算机中唯一的一个机械设备。也就是外设
磁盘的物理结构
扇区：磁盘存储数据的基本单位，512字节块设备
如何定义一个扇区
先定位磁头，确定磁头要访问哪个柱面。定义一个扇区，CHS地址定位
文件=内容＋属性，为非就是占据扇区数量的问题。能定位一个扇区，能定位多个扇区吗？
磁头数：每个盘片一般都头上下两面，分别对应一个磁头，一共两个磁头
磁道数：磁道是从盘片外圈往内圈编号0磁道，1磁道
柱面数：磁道构成柱面，数量上等同于磁道个数
扇区数：每个磁道都被切成多个扇形区域
圆盘数：盘片数量
所谓CHS，就是柱面cylinder，磁头head，扇区sector
磁盘的逻辑结构
磁带上面可以存储数据，磁带顺直就形成了线性结构
磁盘本质是硬质的，但是可以堪称卷在一起的磁带。磁盘的逻辑结构类似于卷
每一个扇区都有一个下标，我们叫做LBA（logical block address）地址，就是线性地址
LBA转成CHS，chs如何转成LBA
OS只需要LBA就行，LBA转成CHS，CHS转成LBA的话，磁盘有这个能力
CHS&&LBA
磁头数“每磁道扇区数”=单个柱面的扇区总数
LBA转CHS
柱面号C=LBA//磁头数每磁道扇区数
磁头号H=(LBA%(磁头数*每磁道扇区数))//每磁道扇区数
扇区号S=（LBA%每磁道扇区数）+1
引入文件系统
引入块的概念
其实硬盘是典型的块设备，操作系统读取硬盘数据的时候，其实不会一个个的读取，效率太低，而是一次读取多个扇区，这多个扇区的集合就是一个块
磁盘的每个分区都是被一个个划分出来的块，一个块的大小是由格式化的时候决定第，最常见的是4Kb，连续八个扇区组成一个块，块是文件存取的最小单位。
磁盘那是一个餐位数组，我们看成一维数组，下标就是LBA，每个元素都是扇区。
每个扇区都有LBA。8个扇区一个块，，每个块的地址都能算出来
直到LBA：块号=LBA/8
知道块号：LBA=块号*8+n
引入分区概念
其实磁盘可以分为多个分区。WIndows来看的话，磁盘会分成C,D,E。这就是分区，实际上就是格式化。
柱面是分区的最小单位。可以利用参考柱面号码的方式进行分区。
inode概念
文件=数据+属性，我们使用ls -l的时候看到除了看到文件名，还能看到文件元数据
inode可以成为索引节点，这是储存文件元信息的区域
ext2文件系统
宏观认识：所有的准备工作都已经做完，我们想要在硬盘上存储文件，必须把硬盘格式化为某种格式的文件系统。，才能存储文件，文件系统的目的就是管理和存储硬盘中的文件。
block group
ext2文件系统会根据分区大小划分为多个block group。而每个block group都有相同的结构组成。
块组内部结构
超级块
存放文件系统本身的结构信息，描述整个分区的文件系统信息，记录的信息主要有，block和inode的总数量。，未使用的block inode的大小。最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的时间。最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息，super block的信息被破坏，可以说整个文件系统结构都被破坏了
GDT 块组描述表。描述块属性信息。整个分区分成多个快组就对应有多少个块组描述符，每个快组描述符存储一个块组的描述信息。如在这个块组中从哪里开始是inode table。从哪里开始是data blocks，空闲的inode和数据块还有多少个等等。块组描述符在每个块组的开头都有⼀份拷⻉。
块位图
block bitmap中俱卢哲data block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块中没有被占用
3-3-4inode位图（InodeBitmap）
• 每个bit表⽰⼀个inode是否空闲可⽤。
3-3-5i节点表(InodeTable)
• 存放⽂件属性如⽂件⼤⼩，所有者，最近修改时间等
• 当前分组所有Inode属性的集合
• inode编号以分区为单位，整体划分，不可跨分区
data block
数据区：存放文件内容。也就是一个个的block,根据不同的文件类型有以下情况
对于普通文件，文件数据存储在数据块中
block号按照分区进行，不能跨分区
inode和datablock映射
存储属性：内阁先找到一个空闲的节点。内核把文件记录在此
存储数据：该文件需要存储在三个磁盘块。内核找到了三个空闲块。将内核缓冲区的第一块数据复制到300，下一块复制到500.以此类推。
记录分配情况：文件内容按照顺序存放。内核在Inode的磁盘分布区记录了上述快列表
添加文件名到目录：新的文件名abc。linux如何在当前目录中即在此文件，内核将入口添加到目录文件。文件名和indoe之间的对应关系将文件名和文件内容及其属性连接起来
目录和文件名
访问目录，都是用的文件名，inode呢？
目录也是文件，磁盘没有目录的概念，只有文件属性+文件内容的概念
目录的属性不用多说，内容保存的是文件名和inode的映射关系
访问文件必须打开当前目录，根据文件名，获得对应的inode号。然后进行文件访问。
访问文件必须知道当前工作目录。本质是不许能打开当前工作目录。查看目录文件内容
路径解析
打开当前目录文件，查看当前工作目录文件的内容，当前工作目录不也是文件吗，我们访问当前工作目录也是只知道当前工作目录的文件名。，要访问他，不也得知道当前工作目录的inode吗
所以要打开当前工作目录的上级目录。类似递归。需要把路径中所有的目录全部解析
路径缓存：
linux磁盘中存在目录吗：不，目录的本质也是文件，只保存文件属性+文件内容
访问热河文件都要从目录开始路径解析吗：原则上是，但是很慢，linux会缓存历史路径结构
linux目录的概念是怎么产生的
打开的文件是目录的话，OS自己在内存中进行路径维护
每个文件其实都要有自己的dentry结构，包括普通文件，这种所有被打开的文件就可以在内存中形成树形结构
整个树形节点也会同时隶属于Hash，方便快速查找
更重要的是，这个树形结构整体构成了linux的路径缓存结构，打开访问任何文件，都会在这棵树下根据路径进行查找。找到就返回属性inode和内容。没找到就从磁盘加载路径，添加dentry结构，缓存新路径
挂在分区
inode不能跨分区，linux的分区很多啊？如何看到自己所在分区
分区写入文件系统，无法直接使用，需要和指定目录关联，进行挂载才能用
软硬连接
硬连接中 我们看到，真正找到磁盘上文件的并不是文件名，而是inode其实在linux中可以让多个文件名对应同一个Inode
软连接：硬链接是inode引用另一个文件，软连接而是通过名字进行引用另一个文件。但是。新的文件和被引用的文件inode不认同，常见上可以看成一个快捷方式
软硬连接对比：软连接是独立文件，硬连接是只是文件名和目标文件Inode的映射关系
./…是硬连接 文件备份时硬连接
类快捷方式则是软连接
