操作系统学习——文件系统（上）

一、磁盘

linux中的普通文件和目录文件保存在称为块物理设备的磁盘上。每个磁盘可以定义多个文件系统。

一个文件系统由逻辑块的序列组成，一个逻辑盘空间一般划分为几个用途各不相同的部分，即引导块、超级块、inode区以及数据区。

（1）引导区：是一个扇区，用来存放引导程序，用于读入并启动操作系统。

（2）超级块：用于记录文件系统的管理信息，如块个数、块大小、空闲块

（3）inode区：一个文件占据一个inode点（目录也是文件）

        第一个索引节点是该文件系统的 / 根节点，

（4）数据区：用于存放文件数据或管理数据

二、文件系统

1.概念：文件系统是操作系统中负责把用户文件存到磁盘硬件中，它的基本数据单位是文件，目的是为了对磁盘上的文件进行组织管理。

2.linux会为每个文件分配两个数据结构：索引节点和目录项。用来记录文件的元信息和目录层次结构。

（1）inode(索引节点)：用来记录文件的元信息

        比如inode号，文件大小，访问权限，创建时间，修改时间，数据在磁盘的位置等。存储在硬盘当中

（2）denty(目录项)：

用来记录文件的名字、索引节点指针以及其他目录项的层级关联关系，多个目录项形成目录结构。

目录项是内核维护的一个数据结构，不存放于磁盘，而是缓存在内存。而目录是个文件，存储在磁盘中。其实目录项也是从磁盘的目录文件里读来的，只是为了效率，会把已经读过的目录用目录项这个数据结构缓存在内存。

(3)目录项和索引节点的关系是多对一

一个文件可以有多个别名，而文件的inode号唯一，目录项中存放文件的名字，所以目录项与索引节点的关系是多对一。如，硬链接的实现就是多个目录项中的索引节点指向同一个文件。

3. 文件数据如何存储在磁盘上？

    磁盘读取的最小单位是扇区，512B；为了提高效率，多个扇区被组成一个逻辑块，每次读取的最小单位都是逻辑块（Linux中大小为4KB）。    

    并不会把超级块和索引节点全部加载进内存； 只有在使用的时候才把索引节点和超级块，才将其加载进内存。超级块：文件系统挂载时加入内存。索引节点区：文件被访问时进入内存。