Linux学习日记之磁盘与档案系统

主要定义

1. 磁盘的物理组成
   磁盘主要由圆形磁盘(多张)、机械手臂、磁头等组成。每张磁盘都有不同的磁道，半径相同的磁道组成了磁柱，沿着中心划线可将磁盘分成若干扇区，每个扇区的大小是512Bytes。
2. 磁盘分割
   磁盘分区的重点是记录每一个分割区的起始与结束磁柱，而这个记录放在MBR(主引导记录)，MBR最多提供四个分区记录，多于4个的要使用扩展分区。
3. 文件系统
   磁盘分区完成后要进行格式化，而格式化就是给磁盘设置合适的文件系统(如：ext2、ext3)，每一个分区只能指定一种文件系统，文件系统是规定存取数据的方式。磁盘最小的储存单们是扇区(sector)，每个sector的大小是512个字节，但是文件系统中规定的最小存取单位并不是512个字节，文件系统中引入了逻辑区块(Block)的概念，每个Block的大小可以根据需要设成不同，在考虑Block大小时要考虑到以下两个方面：读取效率、磁盘空间，Block太大容易学浪费空间，另外一方面如果Block太小，在存取大的文件时效率会降低，所以应根据实际的需要合理的安排Block的大小。
4. EXT2文件系统
   EXT2文件系统将文件分为两部分进行储存， 一部分保存文件的属性，另一部分保存文件的内容，前者为inode后者为Block，我们在将磁盘格式化为ext2时必须指定inode与Block的大小才行，也就是说会建立inode table 与block table两个区域。Block是记录文件内容的区域，inode记录文件相关属性及文件内容放置在哪个block，简单说inode除了记录文件属性同时还必须要有指向的功能，即指向文件内容放置的区块(Block)，好让操作系统可以正确取得文件内容。Inode记录的信息包括以下：文件的拥有者与群组、文件的存取模式(read、write、execute)、文件的类型、文件状态改变的时间(ctime)、最近一次的读取时间(atime)、最近修改的时间(mtime)、文件的大小、文件类型的旗标、该文件真正内容的指针(pointer)

系统存取文件的过程
目录
当在Linux下新建 一个目录时，ext2会分配一个inode与至少一块Block给该目录。其中，inode记录该目录相关属性，并指向分配到的那块Block；而Block则是记录这个目录下相关连的文件的关联性！

    档案
当在linux下新建 一个文件时，ext2会至少分配一个inode与相对于该文件大小的Block数量给该文件。

    注意：inode本身并不记录文件名，只记录文件的相关属性，至于文件名则是记录在目录所属的block区域！另外文件与目录的关连性是通过目录的block区域记录文件的相关连接实现的。所以当我们读取一个档案的内容时，我们的linux会先由根目录取得该档案上层目录所在的inode，再由该目录所记录的文件关连性(在该目录所属的block区域)取得该档案的inode，最后经由inode提供的block指向，取得最终的档案内容。以下为例子：

一块分区在ext2下会被格式化为inode table和block area 两个区域，以上图的方式来表达比较容易理解。读取文件的流程为：

1. 操作系统根据根目录的相关资料可取得/etc这个目录所在的inode，并前往读取/etc这个目录的相关属性。
2. 根据/etc的inode资料，可以取得/etc这个目录底下所有档案的关连数据是放在哪一个block当中，并前往该block读取档案的关连性内容；
3. 根据上步可知目标文件的inode所在地，并前往该inode；
4. 由上个步骤inode，可以读取目标文件的所有属性，并前往inode所指向的block区域，取得文件内容。
   注：目录最大的功能就是提供文件的关连性，在关连性里面，最主要的是文件名与inode对应的数据。

更多内容参考 ：http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/08/22/2651641.html