磁盤 磁盤知識

磁盤管理相關知識

雖然磁盤只能歸類到I/O設備，但是他也是非常重要的一個知識來的。
機械式設備
外部存儲設備：
比如：U盤，光盤，軟盤，硬盤，磁帶

硬盤知識：
磁盤的結構：
扇區與磁道
多個盤面，雙面可存儲，磁頭懸浮在盤面，沒有接觸
這麽多同心圓，官方術語叫做磁道

短短時間，硬盤空間發生巨大的變化，但是速度卻沒有發生巨大變化
存儲東西，在每一個盤面上存儲，並且是在同一個磁道中存儲

如果不分區，整個硬盤是一個文件系統，分區了，每個分區就可以是一個文件系統
分區是邏輯邊界
分區：Partition
可以創建多個文件系統

MBR

磁盤有一個叫做MBR的東西：
主引導記錄（512個字節，操作系統無法識別的，是屬於磁盤的空間來的）

MBR分為三段
446Byte：
BootLoader，程序，引導加載器
64Byte：
每16個字節標識一個分區，只能劃分四個主分區（Windows的多個分區不是一回事），所以我們Linux只能劃分4個主分區
2byte：
標記MBR是否有效
所以說系統裝好了，但是MBR壞了的話，系統也是無法啟動的

開機流程：

（BIOS-選擇啟動項_如果前面有光盤，沒有的話,下一個啟動項）--到了硬盤----讀取硬盤的MBR---將446載入內存--BIOS控制退出----讀取分區表----查找對應系統的內核---將內核讀取到內存中去----內核啟動自身---開機成功

所以有時候系統裝好了就是啟動不了系統，就可能是MBR出錯了

比如你之前的MBR指向的是一個Linux系統的，你重裝了window系統就不能直接使用，必須MBR重新指向

擴展分區
我們拿一個主分區，指向磁盤的另外的位置，這樣就可以把沒有使用的磁盤重新規劃，我們把這個可以創建指針的分區叫做擴展分區（所以說擴展分區是算入主分區允許最大數量之內的）
擴展分區裏面存的是一個指針
所以我們劃分多個分區，有一定的限制
我們在硬盤分區中，擴展分區只能用一個，而主分區+擴展分區<=4

我們在存儲的時候，是按照柱面的存儲，劃分分區，也是按柱面來存儲的

數據存儲按柱面存儲，劃分分區也是按柱面分區的
尋道時間，所以磁頭是會走動的，不是不會動（這就可能會形成了讀寫延遲（來源於磁盤挪過去，數據轉過來））

所以7200轉和5400轉（所以一般轉速越快，一般數據讀寫越快，因為錯過了一個數據，轉速快的話，再次讀到的時間會越短）。分鐘來計數的。
所以硬盤裏面是真空的，避免灰塵的，如果有灰塵，在真實空氣中也會燒起來的。
所以磁盤轉速越快，尋道速度越快，但是發熱量也會更大。

磁盤是固定角速度的，所以靠外的，讀取到的數據更多
c盤存在磁盤外道，讀取速度快，所以說平時有沒有發現我們的D盤訪問速度會比F盤會快一點。

硬盤邏輯結構（如何尋址）

文件系統是一個管理軟件
對於整個磁盤來講，存儲的就是01代碼而已
所以我們一定要給裏面的數據給定邏輯的邊界，怎麽去找文件...之類的

類似圖書館
先分類，編號，建立索引 找書的時候找索引（編目）（分類 名稱）
而我們實際中的硬盤也是這樣的
我們找書的編目就是元數據（他不屬於實際數據，就像索引並不是書，但是它也需要在硬盤有存儲空間，也是很重要的一段數據），而實際數據存儲又是一個空間（分成了多個磁盤塊）

我們硬盤怎麽知道哪些磁盤塊是空閑的，哪些在使用的
我們元數據裏面有一個區域，我們叫做塊位圖：bitmap，通過這個塊位圖去給我們將要存儲的東西分派數據塊
下圖是一個目錄數據（目錄磁盤塊）
文件名不在Inode存放，所有目錄都在/，根是一個自引用的，文件名其實在目錄上放的，目錄是放在磁盤塊的
如下圖所示，目錄的磁盤塊

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如下圖找 /var/log/messages的物理邏輯（來回來回不斷的繞繞，不斷地找目錄的磁盤塊）
所以計算機中第一次訪問較長的目錄，那他訪問過的話，會把它載入緩存，下次訪問就快了

下圖中的dentry叫做目錄項：目錄條目

那我們在目錄中新建一個目錄呢，新建一個文件呢
比如在backup下存儲一個test.txt文件，並且大小為10K，假如一個磁盤塊大小只有2K
通過塊位圖給文檔分配多個磁盤塊（下圖4就是塊位圖），通過步驟4然後分配合適的磁盤塊保存testtxt文件，就有了步驟五
下圖的1-5是步驟，要看明白

提問：為什麽刪除了東西可以恢復？

因為他是將inode設置為空，但是磁盤塊的數據還在那個。
所以同一個文件系統中，只是修改了目錄磁盤，inode沒有變，磁盤空間的數據塊也是沒有變的
不過下次讀寫的時候才會清除裏面的數據，所以刪了立刻恢復數據是一般可以恢復的，但是你寫了數據可能就不行了
實際中，我們的硬盤也沒有那麽簡單

8、磁盤知識和歷史