文件系统简介

什么是文件系统？

    操作系统中负责管理和存储文件信息的软件称为文件管理系统，即文件系统。

主要职能：

    · 文件存储设备（硬盘、U盘、SSD）的空间进行组织和分配

    · 文件存储并对存入的文件进行保护和检索

不同操作系统所使用的文件系统

文件系统运行流程：

1. 磁盘分区 =》 2. 格式化 =》 3. 挂载

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磁盘分区

1.1 为啥要磁盘分区？

不对磁盘进行分区，无法利用磁盘进行存储，读取数据等操作

1.2 如何分区？

常用两个分区方式：MBR 和 GPT

磁盘第一个扇区里面含有的重要信息我们称为MBR格式。

第一个扇区512 Bytes会有这两个数据：

· 主要开机记录区（Master Boot Record, MBR）：可以安装开机管理程序的地方，有446 Bytes

· 分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64 Bytes

所谓的“分区”只是针对那个64Bytes的分区表进行设置而已，每个分区记录表记录了该区段的启始与结束的柱面号码。当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区进行数据的处理

## 由于分区表所在区块仅有64Bytes容量，因此最多仅能有四组记录区，每组记录区记录了该区段的启始与结束的柱面号码。一分区用4个字节存储分区的总扇区数，最大能表示2的32次方的扇区个数，按每扇区512字节计算，每个分区最大不能超过2TB。磁盘容量超过2TB以后，分区的起始位置也就无法表示了，所以MBR最大存储数据量级是2TB

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文件系统运行过程

2.1 如何进行存储设备的空间组织和分配？以EXT2文件系统为例。

    linux文件一般含有文件权限和（rwx）和文件属性（拥有者、群组、时间参数）以及文件实际数据。

     文件系统通常会将这两部份的数据分别存放在不同的区块，权限与属性放置到inode中一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的block号码至于实际数据则放置到data block区块中。 另外，还有一个超级区块 （superblock） 会记录整个文件系统的整体信息，包括inode与block的总量、使用量、剩余量等。

     每个inode与block都有编号，而每个文件都会占用一个inode，inode内则有文件数据放置的block号码。

    文件系统先格式化出inode与block的区块，然后找到文件数据实际放置的block号码，之后再从磁盘中一次性读取相应位置的数据。

    Ext2文件系统的格式化时，创建多个区块群组，每个区块群组都有独立inode/block/superblock系统。独立的系统主要组成包括：Data Block、Inode Table、Inode对应表、区块对应表、档案系统描述、Superblock

    Linux下的ext2创建一个一般文件时，ext2会分配一个inode与相对于该文件大小的block数量给该文件。

3.1系统通过挂载的信息可以找到挂载点的inode号码，此时就能够得到根目录的inode内容，并依据该inode读取根目录的block内的文件名数据，再一层一层的往下读到正确的文件名。

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