文件=内容+属性，前面我们所说的文件操作都是针对以打开的文件，那么未打开的文件呢？当然是在磁盘上储存着，接下来谈谈它是如何储存的。

一.认识硬件-磁盘

1.磁盘的物理构成

在2000年的时候流行过一段时间的光盘。

这种光盘有一面是光滑的，而磁盘就由一个或者多个这样的光盘组成（它的两面都是光滑的）。

磁盘有一个磁头，当电脑关机时，磁头就会转到磁头停靠点。当磁盘通电时，磁盘会顺时针或逆时针高速旋转，同时磁头也会来回摆动。整个磁盘的底部会有一个与电脑的连接口，当把磁盘插入到电脑里时，电脑就能通过连接的总线把二进制信号读入电脑。

磁头是两面都有，如果只有一个光盘那么就有两个磁头，如果是两个光盘，那么就有四个磁头。注意磁头和盘面不接触。

2.磁盘的存储构成

磁盘上的数据是有规律的，它会循着马达向外部扩散，形成一个一个的同心圈，数据就储存在这些圆上，这些同心圆被称为磁道。在盘面上还会有一条条的线，将磁道分割成一个个扇形区域，这些区域被称为扇区。磁盘被访问的最基本单位就是扇区-一般512B/4KB。

要把数据储存到磁盘第一个问题就是定位—面->磁道->扇区。 从上往下看，多个圆重合在一起形成一个柱形结构，这个结构被称为柱面。前面说到磁头会左右摆动，就是在定位磁道。

磁盘为什么慢主要取决于：1.确认磁道；2.盘片的自转。 如果数据无序，势必会导致盘片的自转次数变多。所以运动越少，效率越高；运动越多，效率越低。

3.逻辑结构

虽然在物理结构上是圆形，但在逻辑结构上可以看成线性。

每一个扇区都有对应的下标，那么这样我们就能通过下标计算它所处的面，磁道。

回归到硬件：不仅CPU里有寄存器，磁盘里也有寄存器。

进程可以让操作系统间接的帮忙检查状态寄存器，判断状态是否变化，如果变化则操作结束，否则进行等待。然后IO访问控制寄存器，查看指令，接着对数据进行相应的操作。

二.文件系统

1.基本概念

如果一个电脑的磁盘有800GB的大小，那么毫无疑问这对于操作系统来说太大了不易于管理。于是我们可以将磁盘划分为C盘，D盘…之类的，当然这还是有些大，于是操作系统就引入了Inode。

BootBlock:一般被称为启动分区，主要包括一些磁盘分区的起止位置，开机信息等等。

Block group：就是把磁盘划分成更多份。那么就把一块很大的磁盘变成了管理一个Block group的小快。而这些块里面的就是文件系统。

Data Blocks:存文件内容的区域。

Linux ext2文件系统，上图为磁盘文件系统图（内核内存映像肯定有所不同），磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。一个block的大小是由格式化的时候确定的，并且不可以更改。例如mke2fs的-b选项可以设定block大小为1024、2048或4096字节。而上图中启动块（Boot Block）的大小是确定的。

2.硬链接

我们看到，真正找到磁盘上文件的并不是文件名，而是inode。其实在linux中可以让多个文件名对应于同一个inode。而硬链接就相当于给文件取别名。硬链接不是一个独立的文件，它没有自己的inode。

建立一个文件，它的默认硬链接数是1，因为最开始只有它自己指向自己

建立一个硬链接

可以看到它们两个的硬链接数都变为了2，它们都指向同一个文件。实际上这个硬链接数是一个引用计数。我们在删除文件时干了两件事情：1.在目录中将对应的记录删除，2.将硬连接数-1，如果为0，则将对应的磁盘释放。

目录的硬链接数

我们自己不能给目录创建硬链接。原因很简单，目录是通过树形结构来搜索，一旦在子节点创建了一个对父节点的硬链接，那么在搜索文件时，很有可能就会造成父节点-子节点-父节点-子节点…的闭环。所以操作系统禁止给目录创建硬链接。

但是目录本身有硬链接数，这是由操作系统自己创建的。每一个目录都会有两个隐藏目录，.和… ，分别指向自身和上级目录，这其实就是一种硬链接。

创建一个目录，它默认硬链接数是2，因为还有一个.指向自己

当再在该目录里创建子目录时链接数还会增加，因为每创建一个子目录，就会多一个…指向该目录

所以要知道该目录下有多少个子目录，只需要硬链接数-2即可。

2.软链接

硬链接是通过inode引用另外一个文件，软链接是通过名字引用另外一个文件。软链接是一个独立的文件，它有自己的inode。常被用于创建一个软件的快捷方式。

建立一个软链接，两者的硬链接数不会发生改变。