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(1kb等于多少字节)-1kb等于多少个扇区
文件,赘婿,位图(1kb等于多少字节)-1kb等于多少个扇区
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
你手里有一块硬盘，大小为 1T
你还有一堆文件
这些文件在硬盘看来，就是一堆二进制数据而已
你准备把这些文件存储在硬盘上，并在需要的时候读取出来。
要设计怎样的软件，才能更方便地在硬盘中读写这些文件呢？
1
首先我不想和复杂的扇区，设备驱动等细节打交道，因此我先实现了一个简单的功能，将硬盘按逻辑分成一个个的块，并可以以块为单位进行读写。
每个块就定义为两个物理扇区的大小，即 1024 字节，就是 1KB 啦。
硬盘太大不好分析，我们就假设你的硬盘只有 1MB，那么这块硬盘则有 1024 个块。
OK，我们开始存文件啦！
准备一个文件
随便选个块放进去，3 号块吧！
成功！首战告捷！
2
再存一个文件！
诶？发现问题了，万一这个文件也存到了 3 号块，不是把原来的文件覆盖了么？不行，得有一个地方记录，现在可使用的块有哪些，像这样。
块 0：未使用
块 1：未使用
块 2：未使用
块 3：已使用
块 4：未使用
...
块 1023：未使用
那我们就用 0 号块，来记录所有块的使用情况吧！怎么记录呢？
位图！
那我们给块 0 起个名字，叫块位图，之后这个块 0 就专门用来记录所有块的使用情况，不再用来存具体文件了。
当我们再存入一个新文件时，只需要在块位图中找到第一个为 0 的位，就可以找到第一个还未被使用的块，将文件存入。同时，别忘了把块位图中的相应位置 1。
完美！
3
下面，我们尝试读取刚刚的文件。
咦？又遇到问题了，我怎么找到刚刚的文件呢？根据块号么？这也太蠢了，就像你去书店找书，店员让你提供书的编号，而不是书名，显然不合理。
因此我们给每个文件起一个名字，叫文件名，通过它来寻找这个文件。
那必然就要有一个地方，记录文件名与块号的对应关系，像这样。
葵花宝典.txt：3 号块
数学期末复习资料.mp4：5 号块
低并发编程的秘密.pdf：10 号块
...
别急，既然都要选一个地方记录文件名称了，不妨多记录一点我们关心的信息吧，比如文件大小、文件创建时间、文件权限等。
这些东西自然也要保存在硬盘上，我们选择用一个固定大小的空间，来表示这些信息，多大空间呢？128 字节吧。
为啥是 128 字节呢？我乐意。
我们将这 128 字节的结构体，叫做一个 inode。
之后，我们每存入一个新的文件，不但要占用一个块来存放这个文件本身，还要占用一个 inode 来存放文件的这些元信息，并且这个 inode 的所在块号这个字段，就指向这个文件所在的块号。
如果一个 inode 为 128 字节，那么一个块就可以容纳 8 个 inode，我们可以将这些 inode 编上号。
如果你觉得 inode 数不够，也可以用两个或者多个块来存放 inode 信息，但这样用于存放数据的块就少了，这就看你自己的平衡了。
同样，和块位图管理块的使用情况一样，我们也需要一个 inode 位图，来管理 inode 的使用情况。我们就把 inode 位图，放在 1 号块吧！
同时，我们把 inode 信息，放在 2 号块，一共存 8 条 inode，这样我们的 2 号块就叫做 inode 表。
现在，我们的文件系统结构，变成了下面这个样子。
注意：块位图是管理可用的块，每一位代表一个块的使用与否。inode 位图管理的是一条一条的 inode，并不是 inode 所占用的块，比如上图中有 8 条 inode，则 inode 位图中就有 8 位是管理他们的使用与否。
4
现在，我们的文件很小，一个块就能容下。
但如果需要两个块、三个块、四个块呢？
很简单，我们只需要采用连续存储法，而 inode 则只记录文件的第一个块，以及后面还需要多少块，即可。
这种办法的缺点就是：容易留下大大小小的空洞，新的文件到来以后，难以找到合适的空白块，空间会被浪费。
看来这种方式不行，那怎么办呢？
既然在 inode 中记录了文件所在的块号，为什么不扩展一下，多记录几块呢？
原来在 inode 中只记录了一个块号，现在扩展一下，记录 8 个块号！而且这些块不需要连续。
嗯，这是个可行的办法！
但是这也仅仅能表示 8 个块，能记录的最大文件是 8K（记住，一个块是 1K）, 现在的文件轻松就超过这个限制了，这怎么办？
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