Linux 磁碟與檔案系統

2022-07-15 03:15:11 字數 1082 閱讀 2659

一、硬碟物理組成

整個磁碟是由許多的硬碟片堆疊組成,而整個磁碟包括柱面(cylinder)、磁軌(track),以及最小的單位扇區(sector)。通常,乙個扇區的大小約為512位元組。而硬碟的讀取則是依賴於固定在機械手臂上磁頭(head)來實現。

可以通過以下這個公式來計算整個磁碟的儲存容量:「cylinder x head x sector x 512b」。通過機械轉動來讀取資料,所以速度相對比較慢。

二、分割槽

分割槽實際是為了告訴作業系統這塊硬碟可以訪問的區域的範圍(即起始柱面到結束柱面,柱面是分割槽最小的單位)。但是這些重要的磁碟分割槽資訊存放在那裡呢?答案是主引導區(master boot recorder, mbr)。mbr就是在一塊硬碟的第0磁軌上,計算機要使用硬碟必須先要讀取的區域。

對於這個mbr有最大限制,僅提供最多4個分割槽的大小,其中包括主分割槽(primary, p)和擴充套件分割槽(extended, e), 如果超過4個分割槽,就要依賴於擴充套件分割槽來實現,當然擴充套件分割槽e最多1個。

三、檔案系統

有了分割槽資訊,也就告訴作業系統從何讀取資料,但是怎麼樣來讀,以何種方式來儲存呢?這些工作就要通過檔案系統來完成,所以要將分割槽後的磁碟格式化為「作業系統所能識別的檔案系統」,因為各種作業系統都有各自的檔案系統,比如,windows從起初的fat、fat32到後來的ntfs,同樣對於linux也有很多ext2、ext3、ext4等等,所以要針對作業系統來格式化。

檔案系統對磁碟進行讀取、寫入操作的最小單位是扇區,由於扇區的容量太少,在操作較大的檔案時候,乙個扇區乙個扇區的進行勢必需要大量的時間,浪費了系統時間,降低了效率。為了解決這個問題,就有了邏輯塊(block)的概念。邏輯塊是分割槽進行檔案系統格式化時所制定的「最小儲存單位」,這個塊的大小必須滿足:扇區的2的n次方倍。至於這個邏輯塊多大就好,這要看你主機的用途,才能做出合理高效的規劃。

在給硬碟分完區後,每個分割槽都是乙個完整的檔案系統,而每個檔案系統開始的位置的那個塊就稱之為超級塊(superblock)。主要用於記錄這個分割槽中塊的使用情況,超級塊起到了索引的作用,所以至關重要。

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