计算机硬盘格式化与储存原理

在学Linux系统时听到关于格式化相关知识

老师顺便讲解了关于硬盘的储存原理

内容不算多

主讲人: 沈超老师

            李明老师

系统分区也叫做磁盘分区

通俗来说,就是将一个大的硬盘人为的分为几个较小的硬盘

然后每个分区规定只能放入相应的文件

类似于Windows的C盘只(非强制)放系统文件 D只放学习资料 E只放游戏文件 F只放音像文件

不过这些都只是人为意识上的区分文件类型,计算机可不知道你这文件是干啥的

一个大的硬盘原本是这样

我们将它比喻为一个大抽屉,如果里面没有隔层,随意将西装,衬衫,裤子,袜子,内裤,被子随手扔进去

当然可以放进去,只是拿出来的时候效率就很蛋疼而已,所以有必要对其进行分区

而且,文件数量可不止家里衣物这么少,不加以区分,存取效率能低到令人发指

如下图,1/2/3都是主分区,4是扩展分区(不可读写),扩展分区包含逻辑分区,5/6都是逻辑分区可读写数据

主分区包含操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区信息

主分区是一个比较单纯的分区，通常位于硬盘的最前面一块区域中，构成逻辑C磁盘

逻辑分区就是平常Windows用户能直观看到的"C/D/E/F"盘

这些分区是硬盘规定限制的,只要硬盘结构不发生变化,这些限制就不会改变

硬盘经过分区之后再格式化才能写入数据

Windows可识别文件系统有FAT16/32与NTFS

Linux可识别的文件系统有EXT2/3/4

高级格式化是指这个,而且格式化是为了写入文件系统

格式化可以想象成为给柜子打隔断,让文件遵守某种规则

比如Linux默认的ext4文件系统进入格式化时,会把柜子隔断成一小块一小块,每个小块只占4kb

如果有一个文件有10kb,那么会占三(3*4=12kb)个小块,多余出来的2kb空间就没办法再被其他文件占用

还有储存文件的过程,使用的数据块并不一定是靠在一起的,而是散开的

Windows自带的碎片整理工具就是将那些碎片化的文件整理在一起

所以没事的时候多用碎片整理功能,可以提高文件读取速度

在格式化过程,把硬盘分成小块之后还要做一些规格

比如,存储文件的过程,使用了几个数据块

那么,在读取文件的时候,怎么知道使用了哪几个数据块呢

这个时候就要用到文件的存储表,可以这样想想

我们在柜子的柜门上贴上小纸条,写着,我的哪件哪件衣服放在某一个隔断里

当我需要找衣服的时候,可以通过小纸条快速找到要找的衣服,当然了,衣服数量比较少

但是现在的硬盘都是使用T做单位的

1个t以4kb大小数据块为例大概有250 0000 0000 0000个数据块

如果不给他们做标记,那寻找起来是相当的慢

每个文件都有编号,要找文件时根据编号来找到数据放在哪几个数据块中

这个编号称作I节点号,这就是格式化所做的工作

将硬盘分成一个个小的数据块,再建立I Node列号

当查找文件时,通过I Node号 列表找到文件数据存放在哪几个数据块中