文件系统概论
1：一个磁头可以定位一个磁道 ，一个磁道包含多个扇区，一批磁头可以确定多个扇区
2:定址顺序：先确定你在哪一个柱面上，然后在确定是在哪一个刺头上，（哪一个扇区）
3:如何定位磁盘中的任何一个扇区
sector array[][][] 三维数组
在c语言/c++中，所有的数组在我们的心目中，只有一维数组 把磁盘想象成一个一位数组
CHS地址就是一个扇区的详细地址
LBA地址：（操作系统逻辑抽象的地址）抽象地址，整个数组，需要物理定义吗？ answer：不需要
获取几个参数即可：总容量 扇区大小 柱面 盘面 磁道上有多少个扇区
把操作系统理解成：01二进制数字发送给硬件的包工头
编译器 = 翻译官：把人类代码翻译成 01 机器码（生成二进制）；
操作系统 = 工地总管：手里已经有现成 01 指令，合理分配 CPU、内存、硬盘给各个程序，指挥硬件干活；
CPU = 工人：只识别 01 高低电平，执行运算。
硬件工作原理：得到01这些二进制机器码（高电平和低电平）
高级代码 → 编译器生成二进制 01 机器码
→ 操作系统加载程序到内存、分配硬件资源
→ CPU 读取内存中的 01 指令，译码生成内部控制电平
→ CPU 通过总线向外设发送 01 控制信号
→ CPU、外设芯片根据 01 电平组合，驱动电路完成运算、读写、输出等硬件动作
操作系统真正的核心作用（核心 4 点）
- 硬件资源统一管理（最核心）
计算机硬件只有一套 CPU、内存、硬盘、网卡，多个程序同时运行会争抢硬件。
OS 隔离硬件，统一分配资源：
内存管理：给每个程序划分独立内存空间，防止程序互相篡改数据；
进程调度：分时复用 CPU，让多个程序 “同时运行”；
设备管理：封装磁盘、网卡、显卡驱动，应用不用直接操作硬件寄存器。 - 向上提供统一接口，屏蔽底层 01 硬件细节
应用程序不用写底层二进制指令操控硬件，只需要调用 OS 提供的 API（读写文件、网络发送、打印输出）。
OS 内部再把 API 请求翻译成底层二进制指令交给 CPU 执行，是中转者，不是 01 生成者。 - 程序调度与执行控制
负责程序加载、创建进程、分配 CPU 时间、回收结束程序资源；
没有 OS，只能裸机单次运行一段二进制程序，无法多程序并发。 - 提供上层基础服务
文件系统、网络协议栈、权限管理、中断处理、图形界面等，这些功能都需要 OS 统筹实现。
程序到最后就是二进制指令 操作系统也可以看成是二进制指令 这些程序在运行的时候，二进制代码会被加载到内存
唯一直接和内存双向打交道的硬件就是 CPU
有的硬件不在操作系统的调控之下，也可以实现一定的功能
硬件使用：得到二进制指令
小细节变动，大范围改变
你动他了 ，不动他不会变的
高低电平完成指令
二进制码可以控制硬件 可以把二进制代码看成是流（血液），调控全身（要有流思想）想底层问题就会容易一些
一个块由四个扇区构成。一个分区由多少个块构成
Disk MBR（定位操作系统分区表） partion1 partion2 partion3 partion4文件系统是以分区为单位的！ 不可以跨一些分区做一些事情
partion (boot sector) (ext2 file system). 文件=文件属性（原数据）+文件内容
EXT* 系列的文件系统，属性和内容是分开存的
block group :
每个文件对一个inode 结构体 这个结构体里面的参数可以指明文件占据哪些块
一个文件可以占据两个block分组（块组）
inode是有位图来表明inode使用情况的
block也是有位图来表明块组（分组）使用情况的
当我们删除一个位的时候，只需要改变两个位图就可以
block bitmap 和 inode bitmap
eg：我们下载一个2g的电影的时候很慢，但是我们删除这个电影的时候很快
磁盘：
1.分区
2.格式化 写入文件系统信息
1.文件系统访问文件，只能通过inode number
2.目录是文件吗？是文件=属性+内容
目录内容保存什么呢？文件名：inode number的映射关系
目录文件：读权限 写权限 创建文件 删除文件
普通文件和目录在磁盘是以同样方式保存的
你想访问一个文件，操作系统，先把你的目录文件打开 查找文件名，找到inode
计算机想要对数据进行操作，这些数据必须到内存
目录是文件 目录=文件属性（拥有者，所属组，权限）+文件内容
内容应该保存什么呢？？ inode number->partion->指定文件
我们平常查找文件使用的是文件名称，但是文件名称并没有被写进inode结构体的属性当中
所以目录文件里面保存的是文件名称和inode的映射关系
新建一个文件，就会在这个对应的目录文件中写入inode和文件名的对应关系
这个时候要是你没有这个目录的写权限，这个时候就不可以进行文件的创建
要是没有目录文件的读权限，这个时候你就找不到对应的文件
站在磁盘的角度上，在存储方式上，普通文件和目录的存储方式是一模一样的
二进制里只有普通运算指令 + 触发系统调用的陷阱指令；
程序不能直接调用操作系统底层函数，只能通过系统调用号向内核发起请求，由内核代为执行底层逻辑。
纸上演算（算法逻辑）= 编译器语法分析、代码优化；
拿笔、翻本子、开灯、拿草稿纸（资源 / 硬件操作）= 系统调用，必须依赖外界（操作系统）帮忙。
程序编译好的二进制指令中没有调用底层硬件的方法
我们可以编写一段程序来查看目录文件中的文件内容
在目录文件的文件内容中不允许出现同名文件，该目录下的目录文件和其他文件不可以重名
/home/whb/code/118/linux/code/lesson/dir
我们打开dir的时候，就需要把lesson code linux 118 code whb home
从左向右依次打开 这个就叫做路径解析 每一次都是从根目录开始解析
/文件名inode文件内容是已知的。操作系统开机的时候就需要被确定！否则就会报错
任何一个linux文件，都直接或者间接包含一个路径
ls -li hello.txt 这个操作没有包含路径啊，这个咋知道我打开的是哪个路径下的hello.txt文件的
因为环境已经记录了此时的路径 echo $PWD
所有文件，都必须有路径（只关注绝对路径），包括普通文件和目录
shell进程cwd 由不同的角色提供 linux任何一个文件都要从根目录开始解析
要是打开每一个文件都要从根目录开始解析 这个时候就会出现路径缓存
os要对缓存的目录内容进行管理 先描述，在组织
struct denty 只在内存中存在 普通目录或者文件中来的 组织方式：核心数据结构：多叉树多数据结构，把目录结构组织在内存中
我们可以根据文件名，在一个分区中，获取任意一个文件所在的位置和属性内容
你怎么确定，你的文件在哪一个分区中呢
一块磁盘，要被用户使用，应该经过哪些步骤
1.分区
2.格式化 （想每一个分区写入文件系统（各种位图信息，标志位等等））
3.格式化完成的这些信息在linux中是无法被使用的。 linux系统中，分区需要进行挂载
挂载（把指定的分区，和linux系统中指定的目录关联起来）
因为和目录关联起来，就可以通过进入目录，表示进入特定分区
解析目录的时候看最近的挂载点。从而确定分区。 第一个inode 展开这个inode之后就可以看到目录里面的内容 解析目录就是看目录对应的inode的文件属性和问价内容
struct dentry 核心存三样东西：
当前这一层的文件名；
父目录 dentry、子目录链表，构成目录树；
指向对应 inode 的指针；
外加引用计数用于缓存管理。
硬链接的时候 ，两个文件名，两个独立的struct dentry，指向同一个inode
创建一个目录的时候，inode计数是2 因为.这个文件与目录文件进行了硬链接 要是还有下级目录的话，这个时候inode链接计数就会是3 文件本身 (.) (…)
要是一个文件目录的inode计数是18 这个时候就是16个路径下目录文件