A quoi ressemble un fichier Linux ?

Les fichiers Linux sont des répertoires (fichiers). Afin de faciliter la gestion des fichiers et répertoires, le système Linux les organise selon une arborescence inversée en partant du répertoire racine "/". Les répertoires sous Linux sont similaires aux dossiers des systèmes Windows. La différence est que les répertoires des systèmes Linux sont également traités comme des fichiers.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système linux7.3, ordinateur Dell G3.

Les fichiers Linux sont des répertoires (fichiers).

Pour faciliter la gestion des fichiers et répertoires, le système Linux les organise selon une arborescence inversée en partant du répertoire racine /. Les répertoires sous Linux sont similaires aux dossiers des systèmes Windows. La différence est que les répertoires des systèmes Linux sont également traités comme des fichiers.

Dans le système d'exploitation Linux, tous les fichiers et répertoires sont organisés dans une arborescence inversée commençant à partir d'un nœud racine "/", comme le montre la figure 1.

Figure 1 Diagramme d'organisation des fichiers et des répertoires du système Linux

Parmi eux, le répertoire est équivalent au dossier de Windows. Le répertoire peut stocker soit des fichiers, soit d'autres sous-répertoires, et les fichiers stockent des informations réelles.

Le niveau supérieur du système de fichiers commence par le répertoire racine. Le système utilise "/" pour représenter le répertoire racine. Sous le répertoire racine, il peut y avoir un répertoire ou un fichier, et chaque répertoire peut contenir un (sous) répertoire ou. déposer. À plusieurs reprises, un énorme système de fichiers peut être formé.

En fait, l'objectif principal de l'utilisation de cette structure de fichiers arborescente et hiérarchique est de faciliter la gestion et la maintenance du système de fichiers. Imaginez que si tous les fichiers sont placés dans un seul répertoire, la gestion et la maintenance du système de fichiers. deviendra un cauchemar.

Il existe de nombreux exemples similaires dans la réalité. Par exemple, dans tout le système administratif, les villageois sont équivalents à des fichiers. Ils vivent dans un village, et le village est le répertoire où sont stockés les villageois. De nombreux villages forment un township, ce qui équivaut à un répertoire de villages stockés, et ainsi de suite, pour finalement construire un immense organigramme de gestion administrative régionale.

Notez que les noms de répertoires ou de fichiers sont sensibles à la casse. Par exemple, dog, DOG et Dog sont 3 répertoires ou fichiers différents. Un répertoire ou chemin de fichier complet se compose d'une série de noms de répertoire, chacun étant séparé par "/". Par exemple, le chemin complet de cat est /home/cat.

Dans le système de fichiers, il existe deux répertoires spéciaux. L'un est le répertoire de travail de l'utilisateur, qui est le répertoire courant, qui peut être représenté par un point "."; répertoire parent. Indiqué par deux points "..".

Si un nom de répertoire ou de fichier commence par un point, cela signifie que le répertoire ou le fichier est un répertoire ou un fichier caché. Autrement dit, lors de la recherche par défaut (les commandes de recherche seront abordées plus tard), le répertoire ou le fichier ne sera pas affiché.

Afin de faciliter la gestion et la maintenance, le système Linux adopte la norme de hiérarchie du système de fichiers, également connue sous le nom de norme FHS, qui stipule quels types de fichiers (ou sous-répertoires) doivent exister dans chaque répertoire sous le répertoire racine, par exemple, dans /bin et Le répertoire /sbin doit stocker les fichiers exécutables

système de fichiers Linux (système de fichiers)

La composition physique du disque dur

Tout d'abord, comprenons brièvement la physique structure du disque dur. De manière générale, la structure du disque dur comprend : un plateau, une tête magnétique, une broche de plateau, un moteur de commande, un contrôleur de tête, un convertisseur de données, une interface, un cache et d'autres pièces. Tous les plateaux (il y a généralement plusieurs plateaux sur un disque dur et les plateaux sont parallèles) sont fixés sur une broche. Il y a une tête magnétique sur la surface de stockage de chaque disque. La distance entre la tête magnétique et le disque est très petite (il est donc facile d'être endommagé par de violentes vibrations). La tête magnétique est connectée à un contrôleur de tête magnétique pour être uniforme. contrôler le mouvement de chaque tête magnétique. La tête magnétique se déplace le long du rayon du disque et le disque tourne à grande vitesse dans la direction spécifiée, de sorte que la tête magnétique puisse atteindre n'importe quelle position sur le disque.

Un disque est composé de plusieurs anneaux. Ces anneaux sont appelés pistes, et une piste est divisée en plusieurs secteurs. Chaque secteur fait 512 octets. Les anneaux situés à la même position sur tous les disques du disque dur forment une colonne magnétique. ). La capacité du disque dur est de : 512 octets * Nombre de secteurs * Nombre de colonnes magnétiques * Nombre de têtes

Les trois premiers nombres sont faciles à comprendre Certaines personnes peuvent ne pas comprendre ce qui est multiplié par le nombre de têtes, car les trois premiers nombres. équivaut à calculer la quantité de stockage d'un cercle, et une tête magnétique lit un cercle, donc multiplier par le nombre de têtes magnétiques équivaut à multiplier l'aire du cercle par le nombre de cercles.

Partitionnement de disque

La plus petite unité de partitionnement de disque est le cylindre magnétique (Cylindre)

Le partitionnement de disque consiste en fait à enregistrer les cylindres magnétiques de début et de fin d'une partition (partition), et ces informations enregistrées sont stockées dans le secteur de démarrage principal (Master Boot Recorder, MBR). En fait, le MBR se trouve sur la piste zéro d'un disque dur. C'est également la première zone qui doit être lue lorsque l'ordinateur est allumé pour utiliser le disque dur.

Réfléchissez à une question : la taille du MBR est-elle fixe ?

Nous y pensons de cette façon, l'ordre de stockage des données est : MBR + autres données. Si la taille du MBR n'est pas fixe, par exemple, les informations de trois partitions étaient initialement stockées dans le MBR, et maintenant nous voulons ajouter une nouvelle partition, quelles seront les conséquences ? La conséquence est que toutes les « autres données » doivent être séquentiellement déplacées vers l'arrière de la distance d'une information de partition. Avez-vous pensé à ajouter ou supprimer des tableaux ? Nous espérons donc réparer le MBR, et cela est également vrai. Le MBR est corrigé pour stocker uniquement les informations de 4 partitions. Cela semble bien mieux, mais il n'y a que quatre partitions, est-ce suffisant ? Bien entendu, le concepteur a également pensé à ce problème, c'est pourquoi il a divisé la partition en deux catégories : Primaire et Etendue (il ne peut y avoir qu'un seul E au maximum). Parmi eux, P peut être utilisé directement, mais E ne peut pas être utilisé directement. E équivaut à un pointeur pointant vers l'emplacement de stockage des informations de localisation de la partition étendue.

système de fichiers

le système de fichiers est également un système de fichiers. Chaque partition peut avoir son propre système de fichiers, tel que fat32, ntfs, etc.

Bien que les systèmes de fichiers des différentes partitions soient différents, ils sont tous utilisés pour. Données de stockage. Plus tôt, nous avons introduit que la plus petite unité de stockage du disque dur est un secteur (secteur, généralement 512 octets), mais la plus petite unité de stockage du système de fichiers n'est pas un secteur mais un bloc. Le bloc est un multiple de puissance de 2 du secteur, et la tête lit les données d'un bloc à la fois. Par conséquent, si le bloc est trop petit, la tête magnétique doit lire un plus grand nombre de blocs lors de la lecture d'un fichier, ce qui est très inefficace. Cependant, le bloc ne peut pas être trop grand car un seul fichier peut exister dans un bloc. , la taille du bloc est de 100 Mo, alors s'il y a un fichier de 100,1 Mo, il doit occuper deux blocs, ce qui gaspille beaucoup d'espace.

superbloc

Le premier bloc de chaque système de fichiers est appelé superbloc. Le rôle du superbloc est de stocker la taille du système de fichiers, les blocs vides et remplis et d'autres informations générales telles que celle-ci. En d'autres termes, si vous souhaitez utiliser un système de fichiers, le premier bloc que vous devez parcourir est le superbloc. Si le superbloc est cassé, il n'y aura probablement aucun moyen de sauvegarder cette partition.

Le système de fichiers EXT2 de Linux

Puisque nous apprenons Linux, nous devons naturellement apprendre le système de fichiers Linux. Nous utiliserons EXT2, le Linux le plus standard, comme explication.

Le système de fichiers dans EXT2 est divisé en zone inode et zone de bloc. L'inode stocke les attributs pertinents et d'autres informations du fichier, tandis que la zone de bloc stocke le contenu du fichier. attributs pertinents du fichier et pointe vers l'emplacement du bloc où se trouve le fichier. Le nombre de blocs et d'inodes est fixé au moment du formatage initial.

Diagramme schématique de l'ensemble du système de fichiers :

• SuperBlock : Comme mentionné précédemment, Superblock est l'endroit où les informations pertinentes de l'ensemble du système de fichiers sont enregistrées. Sans Superblock, il n'y aurait pas de système de fichiers. Les informations qu'il enregistre comprennent principalement :
  • Le nombre total de blocs et d'inodes ;
  • Le nombre d'inodes/blocs inutilisés et utilisés ;
  • La taille d'un bloc et d'un inode ;
  • Le temps de montage du système de fichiers ; dernière écriture Informations relatives au système de fichiers telles que l'heure de la saisie des données, l'heure de la dernière vérification du disque (fsck), etc.
  • Une valeur de bit valide Si le système de fichiers a été monté, le bit valide sera 0. S'il n'a pas été monté, alors le bit valide sera 0. Le bit valide est 1.
• Description du groupe : enregistrez l'endroit où ce bloc commence à être enregistré ;
• Bitmap du bloc : enregistrez ici si ce bloc est utilisé ;
• Bitmap de l'inode : enregistrez ici si cet inode est utilisé ; pour chaque inode ;
• Data Blocks : zone de stockage de données pour chaque bloc.

Le fonctionnement du système de fichiers LinuxNous savons que la vitesse d'accès du disque dur est très lente par rapport à la mémoire Afin d'améliorer la vitesse globale, Linux utilise le traitement asynchrone.

Qu'est-ce que l'asynchrone ? Par exemple : « Lorsque le système lit un certain fichier, les données du bloc où se trouve le fichier seront chargées dans la mémoire, de sorte que le bloc disque sera placé dans la zone de cache tampon de la mémoire principale. les données du bloc sont modifiées, initialement seules les données de bloc de la mémoire principale seront modifiées et les données de bloc dans le tampon seront marquées comme « sales ». À ce stade, le bloc physique du disque n'a pas encore été modifié. ! Par conséquent, cela signifie que les données de ces blocs « sales » doivent être réécrites sur le disque pour maintenir la cohérence des données sur les blocs physiques du disque et des données de bloc dans la mémoire principale. 』

Vous devez donc vraiment faire attention lorsque vous arrêtez Linux, sinon cela pourrait entraîner une perte de fichiers ou même des dommages au disque ! ! !

point de montage

Vous devez donc vraiment faire attention lors de l'arrêt de Linux, sinon cela pourrait entraîner une perte de fichiers ou même des dommages au disque ! ! !

point de montage

Ce que nous avons mentionné ci-dessus concerne uniquement le système de fichiers, mais si nous voulons que notre Linux puisse l'utiliser, nous devons "monter" notre système Linux, OK ! Nous venons de mentionner ci-dessus que le répertoire peut enregistrer des informations relatives aux noms de fichiers et aux inodes. De plus, le répertoire nous permet également de générer des points d'entrée correspondants au système de fichiers. Par conséquent, nous appelons ce répertoire de point d'entrée "point de montage"

Recommandations associées : "Tutoriel vidéo Linux"

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!