磁盘就是一个超大的Byte数组，操作系统是如何管理的？

磁盘在操作系统的维度看，就是一个“超大的Byte数组”。

那么操作系统是如何对这块“超大的Byte数组”做管理的呢？

我们知道在逻辑上，上帝说是用“文件”的概念来进行管理的。于是，便有了“文件系统”。那么，文件系统底层又是怎么设计的呢？下面我来说两句。

首先，我直接给一张架构图。

对磁盘进行管理，抽象上，是分为两步。

一、分区
将磁盘划分分区，其实就是把一个物理的硬盘划分为逻辑上几个虚拟的硬盘，称为分区。
每个分区上可以装有自己的文件系统。基本装电脑大家都不会陌生。这里可以理解为就是把那个“超大的byte数据分为一段一段分开管理”。

二、装文件系统
将其中的一段byte数组，按结构化格式为一个文件系统的数据存储结构。
从上面图中可以看到，他们把这段byte数组大体上分为4小段，每段提供一些作用，存储一些信息，目的就是可以利用这些存储空间来对磁盘自身来做管理。重点看i节点表和数据块。

每个文件对应i节点表中的一条记录，文件的内容被碎片化的存储到数据块中。碎片化，举一个具体的例子，比如说1KB的文件，分为两个小的数据块，一个512B，分别存储到数据块区域的两个不连续的位置。

那么最重点的实现，就是这个i节点表中的i节点的实现。因为这个实现决定了文件真正在磁盘中的样子。

在每个i节点里，又被分为了15个小段，其中

• 第1段存储了文件一些基本信息。
• 第2段到第12段，存了指针。这个指针指向上述说的数据块区域里面的一个数据块，这些就是文件的内容
• 第12段，存了指针。这个指针指向上述说的数据块区域里面的一个数据块，注意，这个数据块中记录的还是指针，而数据块中的这些指针还是指向数据块区域里面的数据块，我们称为间接指针，通过这样的方式，我们可以记录的文件内容可以翻256倍（原来只能指向一个数据块，现在可以指向256个）。
• 第13段，存了指针。但是是二重间接指针。原理同上，不说。
• 第14段，三重间接指针

优雅的数据结构，具备了几个优点

• 碎片化的存储文件数据
• i节点结构固定，但是可以支持任意大小的文件
• 可支持文件空洞。即文件中间几个数据块不存在数据
• 最大支持4TB文件

综上，我们整体知道了操作系统大致是如何管理磁盘的，不得不说一个好的数据结构的伟大。
不仅如此，这个思想我认为还可以借鉴到我们实际的开发中，即对一个超大byte数组存储的管理，如Go中的对象数据管理等等，值得好好回味把玩。