操作系统与磁盘交互的细节
目录
1.物理结构
①内部结构
②盘面结构
③抽象结构
2.数组空间
①分区
②对磁盘组的管理
问题：
1.物理结构
①内部结构
这是我们大家的电脑里存储数据的磁盘，它裹得这么严实里面究竟什么样？
我们描述一下重点区域：
磁头组件：由三部分组成读写磁头、传动手臂、传动轴。最主要的是磁头。在磁盘工作时，磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据，通过改变盘片上的磁场写入数据。
盘片与主轴：盘片随着主轴电机转动而转动，盘片是硬盘存储的数据的载体。
②盘面结构
我们平视磁盘结构：
主轴带着盘面转动，磁头在盘面上读写。（不知道有没有同龄人，这平视图感觉有点像洛洛历险记里的能源之城）。
俯视：
扇面（Sector）：如图该磁盘被分为12个扇区数。数据以扇区进行存储，扇区也是磁盘I/O操作的最小单位。 一个扇区的大小是512字节。
磁道（Tracker）：是一个个同心圆。盘面随着主轴转动，如果磁头不动，则会在磁盘画出一个圆形轨道这就是磁道。
柱面（Cylinder）：硬盘通常由多个盘片构成，而且每个面都被划分为数目相等的磁道，并从外边缘开始编号 。每个盘面相同编号的磁道可以形成一个个柱面。
盘面（Head）：一个磁盘分两面，这两面注意都可以读写。
分别有了这几个确定的区域，我们是不是可以精确定位到哪个盘面哪个扇面哪个磁道的确定位置，这样就可以精确存储了。
这样的精确地址叫C（Cylinder）H（Head）S（Sector）地址，有了它，我们可以精确访问磁盘的任意位置。
③抽象结构
这个磁盘好像我们小时候用的磁带啊。
小时候贪耍，经常把不用的磁带拆开，把两卷磁带都拉长。
磁带原来是缠在一起，数据都记录在上面，拉长之后，就像一个长长的细带子，记满了数据，这好像数组啊，磁盘也可以理解成这样。即将对磁盘的管理，转换为对数组的管理。
这个磁盘100Gb大小，一个扇面基本单位是512字节，也就是说这个数组有209,715,200个元素。我们可以通过下标来访问磁盘上具体的元素。这个下标就叫做LBA（逻辑块地址）。
例如：
假设整个数组大小是80000，磁盘结构有5片磁盘10面（H），有12个柱面（C），有10扇面（S）。我想知道下标为24143的元素在磁盘上什么位置存储：
得出在第3面第9个扇区第2个磁道中。
2.数组空间
①分区
我们每次只是管理512字节的数据太少了，管理太麻烦，所以操作系统将8个512字节的数据管理为一个数组元素。
所以IO的基本单位是4kb。
这样做的目的是：减少IO次数，提高IO效率；不让操作系统或者软件和硬件之间具有更高的耦合性，解耦合。
我粗浅的理解是每个part都“各行其事”，将自己的部分做的更好，减少各各part的强相关性，不会因为一个part改变所有part，所谓高内聚低耦合。
但是500GB的数组太大了，我们还要进行分区。
还是太大，我们在进行分组，毕竟管好一个个分部，汇聚起来整体也就管好了，分治的思想。
②对磁盘组的管理
磁盘组中有什么？
如图：
注意：文件=内容+属性，这些都是数据，在linux下采用的是内容和属性数据分开存的策略。
内容存在block中大小4kb，属性数据存在inode（另一块磁盘上的空间）中大小128字节。
一般block的大小会不断增加，因为文件内容会增加减少，但inode的空间一般是定长，不变， 因为文件的属性是稳定的。
Boot Block：里面存储着开机信息，包括磁盘分区情况（分区表），操作系统软件具体在什么地方，然后硬件读取这些信息，加载操作系统，就可以开机了。
Block group：
我们在xshell中看一下：
这些文件都对应为一个inode。
问题：
