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💬<4>前言：上期我们了解了文件在内存中得组织方式，那么文件在磁盘中又是如何管理得呢？
目录
一.磁盘物理的结构
二.磁盘的逻辑结构
三.文件系统
四Linux文件属性
五.软硬链接
1.软链接
2.硬链接
一.磁盘物理的结构
磁盘是我们计算机上唯一的一个机械设备。
说明：
- 这里的盘片有好几层，双面，每一面都会有一个磁头。
- 盘面上很多的微型磁体，使用磁体的N/S极，存储0/1数据。
抽象图：
说明：
- 可以将每一个盘面看成上述的一个抽象图，一圈圈的排布的。
- 每一圈叫做一个磁道。
- 每一圈的磁道，有多个小扇形组成，叫做扇区。
- 多个磁道在竖直方向上形成一个面，叫做柱面。
- 一般的磁盘每一个扇区，存储大小512字节。
磁盘如何定位：
- 每一个磁头（head）都有一个编号，依次可以定位到一个面。
- 根据上下多个磁道形成的柱面，结合磁道（cylinder）的半径可以准确的定位到一个柱面。
- 一个磁道（sector）上的扇区都是有编号的。
总结：
我们成中定位方式定位一个扇区叫做：CHS定位法。
一个普通文件（属性+数据）无非就是占用一个或者多个扇区，来进行自己的数据存储的！
二.磁盘的逻辑结构
上面我们得知，磁盘定位一个扇区，可通过CHS方式定位。
那么操作系统内部是不是使用的CHS方式定位一个扇区的呢？不是
因为操作系统要想做到解工作，如果我们换了一套硬件磁盘存储方案，操作系统又要跟着改。
即便是一个扇区已经有了512字节，单位IO的基本数量也是很小的，而在OS内部依次IO的基本单位是块——4KB（可以调整），所以OS一定要有一套自己的方案，来进行块级别的访问。
在OS看来：
OS以4KB（块）进行IO的，一个OS级别的文件块要包含8个扇区。
操作系统是使用数组对块的组织，那么OS对磁道的也会抽象数组。数组的每一个成员就是一个扇区。
此时定位一个扇区，就可以直接使用数组下标了。
定位任意一个块也是同样使用数组下标的特性来定位。
我们成这种定位一个方式叫做LBA。
操作系统也会提供LBA转CHS的算法，支持逻辑地址转换成物理地址。
三.文件系统
Linux ext2文件系统，上图为磁盘文件系统图（内核内存映像肯定有所不同），磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。
Boot Block：
- 一个block的大小是由格式化的时候确定的，并且不可以更改。可以设定block大小为1024、2048或4096字节。上图中启动块的大小就是用Boot Block来确定的。
Block Group：
- ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个Block Group。而每个Block Group都有着相同的结构组成。
超级块（Super Block）：
- 存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和 inode的总量，未使用的block和inode的数量，一个block和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就被破坏了。
- 从Super Block存储的结构信息结合分租来看，其实Super Block存储的信息应该都是一样的，但是Super Block是每一个分组都会有的一份。
- 目的是返防止Super Block被破坏。去过某一个分组的Super Block出现故障，可以使用其他分组的Super Block来进行修复。
Group Descriptor Table：
- 块组描述符，描述块组属性信息。
Date Blocks：
- linux下是将文件的属性和数据分开存储的，Date Blocks就是文件数据存储地。
- 一个文件属性大小都是固定的，数据是不固定的往往也是占据空间最大的。
- 一个分组中占据空间嘴大的也是Date Blocks，Date Blocks有很多个块（4KB）组成。
Block Bitmap：
- Date Blocks中有很多的块，而且块是使用数组的方式进行组织的。
- Block bitmap是一个位图结构，Date Blocks中每一个块的下标，都对应着BIock bitmap的一个位置，用于记录块是否被使用。
inode Table：
- 一般而言，一个文件内部的所有数据会被放进Date Blocks，而内部的属性的集合一般会有一种特性的结构来存储，我们叫做inode结点。
- 且每一个文件都会有一个inode结点，inode结点内部存储了在该分区内标识该文件的唯一编号，我们称之为inode编号，也就是对应文件的属性ID。
- 所以即使是一个分区内部都会有很多的文件，也就会有会多的inode结点，一个group，需要有一个地方专门存放这些结点，这个存储结点的地方我们称之为inode Table，inode表。
inode Bitmap：
- 一个分组的inode结点数往往是固定的，所以我们需要能标识每一个inode结点是否被使用了，inode Bitmap每一个bit位就是标识一个inode是否被使用。
四Linux文件属性
我们使用ls -l的时候看到的除了看到文件名，还看到了文件元数据:
从左往右依次是：权限模式，硬连接数，文件按的拥有者，文件的所属组，文件大小，最后修改时间，文件名。
其实这个信息除了通过这种方式来读取，还有一个stat命令能够看到更多信息：
stat [文件名]
我们能够清楚的看到：
- File:文件名。
- Size:文件大小。
- Blocks:文件所占块数。
- IO Block：块大小。
- Inode：inode编号。
- Links：硬连接数。
- Access:最近访问时间（不会立即更新）。
- Modify:最近修改内容时间（立即更新）。
- Change：最近修改属性时间（立即更新）。
创建一个新文件主要有一下4个操作：
1. 存储属性
- 内核inode Bitmap先找到一个空闲的inode节点（这里是inode标号：263466）。内核把文件信息记录到inode结点存储待inode Table中。
2. 存储数据
- 该文件需要存储在三个磁盘块，内核Block Bitmap找到了三个空闲块：300,500，800。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，将inode Bitmap对用的位图位置信息修改。
3. 记录分配情况
- 文件内容按顺序300,500,800存放。内核在inode上的磁盘分布区记录了上述块列表
4. 添加文件名到目录
- 新的文件名abc。linux如何在当前的目录中记录这个文件？内核将入口（inode编号：263466，文件名：abc）添加到目录文件。文件名和inode编号之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。
五.软硬链接
我们可以使用命令展示文件的inode：
ls -li
1.软链接
硬链接是通过inode引用另外一个文件，软链接是通过名字引用另外一个文件。
制作一个软连接：
测试代码和文件：
测试代码：
#include <iostream>using namespace std;int main()
{cout << "hello c++ and linux" << endl;cout << "hello c++ and linux" << endl;cout << "hello c++ and linux" << endl;return 0;
}
使用命令建立软链接：
ln -s [原文件] [链接文件]
软连接的作用：