linux档案是什么样的

发布日期： 2022-11-09 阅读量： 作者： 网络

linux档案就是目录（文件）。为了方便管理文件和目录，Linux系统将它们组织成一个以根目录“/”开始的倒置的树状结构。Linux中的目录和Windows系统中的文件夹类似，不同之处在于，Linux系统中的目录也被当做文件看待。

linux档案是什么样的

本教程操作环境：linux7.3系统、Dell G3电脑。

linux档案就是目录（文件）。

为了方便管理文件和目录，Linux 系统将它们组织成一个以根目录 / 开始的倒置的树状结构。Linux 中的目录，和 Windows 系统中的文件夹类似，不同之处在于，Linux 系统中的目录也被当做文件看待。

在 Linux 操作系统中，所有的文件和目录都被组织成以一个根节点“/”开始的倒置的树状结构，如图 1 所示。

图 1 Linux 系统文件和目录组织示意图

其中，目录就相当于 Windows 中的文件夹，目录中存放的既可以是文件，也可以是其他的子目录，而文件中存储的是真正的信息。

文件系统的最顶层是由根目录开始的，系统使用“/”来表示根目录，在根目录之下的既可以是目录，也可以是文件，而每一个目录中又可以包含（子）目录或文件。如此反复就可以构成一个庞大的文件系统。

其实，使用这种树状、具有层次的文件结构主要目的是方便文件系统的管理和维护，想象一下，如果所有的文件都放在一个目录下，其文件系统的管理和维护将变成一场噩梦。

现实中也有许多类似的例子，例如在整个行政管理体制中，村民就相当于文件，他们住在一个村庄中，村庄就是存储村民的目录。许多村又组成了个乡，这个乡就相当于存储村的目录，依此类推，最终就构建出了一个庞大的行政区域管理结构图。

注意，目录名或文件名都是区分大小写的，如 dog、DOG 和 Dog 为 3 个不同的目录或文件。完整的目录或文件路径是由一连串的目录名所组成的，其中每一个目录由“/”来分隔。如 cat 的完整路径是 /home/cat。

在文件系统中，有两个特殊的目录，一个是用户所在的工作目录，即当前目录，可用一个点“.”表示；另一个是当前目录的上一层目录，也叫父目录，用两个点“..”表示。

如果一个目录或文件名是以一个点开始，就表示这个目录或文件是一个隐藏目录或文件。即以默认方式査找（后续会讲查找命令）时，不显示该目录或文件。

为了方便管理和维护，Linux 系统采用了文件系统层次标准，也称为 FHS 标准，它规定了根目录下各个目录应该存在哪些类型的文件（或子目录），比如说，在 /bin 和 /sbin 目录中存放的应该是可执行文件

linux档案系统（filesystem）

硬盘的物理组成

首先简单认识一下硬盘的物理结构，总体来说，硬盘结构包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片(一般硬盘里有多个盘片，盘片之间平行)都固定在一个主轴上。在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离很小(所以剧烈震动容易损坏)，磁头连在一个磁头控制器上，统一控制各个磁头的运动。磁头沿盘片的半径方向动作，而盘片则按照指定方向高速旋转，这样磁头就可以到达盘片上的任意位置了。

一个磁盘由多个圆环组成，这些圆环就叫做磁道，而一个磁道又分为多个扇区（sector）一个一个扇区是512Byte，硬盘所有磁盘相同位置的圆环组成一个磁柱（Cylinder）。硬盘容量为：512Byte * 扇区数 * 磁柱数*磁头数

前面三个数都好理解，可能有人不理解乘以磁头数是干嘛，因为前面三个数相当于计算一个圆的存储量，而一个磁头读取一个圆，所以乘以磁头数量就相当于圆面积乘以圆数量。

磁盘的分割

磁盘分割的最小单位是磁柱(Cylinder)

磁盘的分割其实就是记录一个分割区（partition）的起始磁柱与结束磁柱，而这些被记录的信息都存放在主要开机扇区( Master Boot Recorder, MBR )。事实上， MBR 就是在一块硬盘的第零轨上面，这也是计算机开机之后要去利用该硬盘时，必须要读取的第一个区域。

思考一个问题：MBR的大小是不是固定的？

我们这么想，数据的存储顺序为： MBR + 其他数据。如果MBR的大小不固定，比如原来MBR中存放了3个partition的信息，现在我们要新增一个partition，会出现什么后果？后果就是所有的“其他数据”都要顺序的向后移动一个partition信息的距离。是不是想到了数组的增删了。所以我们希望将MBR固定，事实也是如此MBR被固定为只能存放4个partition的信息。这样似乎好多了，但是只有四个partition，够用吗？设计者当然也想到了这个问题，所以将partition分为Primary和Extended两类(E最多只能有一个)。其中P是可以直接使用的，而E不能直接使用，E相当于一个指针，指向扩展的partition的位置信息存储处。

filesystem

filesystem也即文件系统，每个oartition都可以由自己的filesystem，例如fat32，ntfs之类的

不同的partuition虽然filesystem不一样，但是都是用来存储数据的。前面我们介绍了硬盘的最小存储单元为sector（扇区，一般为512Byte），但是filesystem的最小存储单元却不是sector而是block。block是sector的2的次方倍数，磁头一次读取一个block的数据。所以如果block过小，则读取一个文件时磁头需要读取较多数量的block，这样效率很低，但是block也不能过大，应为一个block中只能存在一个档案，例如block大小为100M，那么如果有一个100.1M的文件，则需要占用两个block，浪费了大量空间。

superblock

每个filesystem中的第一个block称为superblock。superblock的作用是存储filesystem的大小，空的和填满的区块以及其他的总书和诸如此类的信息。也就是说如果你要使用一个filesystem的时候，第一个要经过的就是superblock这个块了，如果superblock坏了，这个partition大概也回天乏术了。

linux的EXT2文件系统

我们既然是学习linux，自然要学习linux的filessystem，我们以linux最标准的EXT2做说明。

EXT2中的filesystem分为inode区和block区，其中 inode存储文件的相关属性等信息，而block区存储文件的内容，每个inode都充当指针pointer的作用，它能描述文件的相关属性并指向该文件所在block的位置。blocks与inodes的数量在一开始格式化的时候就已经固定了。

整个filesystem示意图：

SuperBlock：如前所述， Superblock 是记录整个 filesystem 相关信息的地方，没有 Superblock ，就没有这个 filesystem 了。他记录的信息主要有：
- block 与 inode 的总量；
- 未使用与已使用的 inode / block 数量；
- 一个 block 与一个 inode 的大小；
- filesystem 的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检验磁盘 (fsck) 的时间等档案系统的相关信息；
- 一个 valid bit 数值，若此档案系统已被挂载，则 valid bit 为 0 ，若未被挂载，则 valid bit 为 1 。
Group Description：纪录此 block 由由何处开始记录；
Block bitmap：此处记录那个 block 有没有被使用；
Inode bitmap：此处记录那个 inode 有没有被使用；
Inode table：为每个 inode 数据存放区；
Data Blocks：为每个 block 数据存放区。

linux档案系统的运作

我们知道硬盘的存取速度相对于内存来说是很慢的，linux为了提高整体的速度，采用异步处理的方式。

什么是异步呢？举例来说：『当系统读取了某一个档案，则该档案所在的区块数据会被加载到内存当中，所以该磁盘区块就会被放置在主存储器的缓冲快取区中，若这些区块的数据被改变时，刚开始数据仅有主存储器的区块数据会被改变，而且在缓冲区当中的区块数据会被标记为『 Dirty 』，这个时候磁盘实体区块尚未被修正！所以亦即表示，这些『 Dirty 』区块的数据必需回写到磁盘当中，以维持磁盘实体区块上的数据与主存储器中的区块数据的一致性。』

所以linux的关机真的要注意，否则可能会造成文件的丢失甚至是磁盘的损毁！！！

mount point

所以linux的关机真的要注意，否则可能会造成文件的丢失甚至是磁盘的损毁！！！

mount point

我们上面提到的都是关于档案系统 (filesystem)，但是要能够让我们的 Linux 使用的话，非得『挂载 (mount)』上我们的 Linux 系统才行啊！刚刚我们上面提到了目录可以记录文件名与 inode 的相关信息，此外，目录也是让我们得以跟 filesystem 产生对应的入口点。因此，我们称那个入口点目录为『挂载点 (mount point) 』

linux档案是什么样的

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