Czy system plików „widzi” urządzenie pamięci jako (bardzo dużą) tablicę bajtów?

Chcę wiedzieć, w jaki sposób system plików zapisuje i odczytuje dane z urządzenia pamięci masowej.

Myślę, że tak to działa:

System plików nie ma bezpośredniego dostępu do urządzenia pamięci, ale urządzenie pamięci jest prezentowane (przez sterownik urządzenia pamięci) w systemie plików jako (bardzo duża) tablica bajtów.

Na przykład, jeśli system plików chce uzyskać dostęp do dysku twardego, po prostu uzyska dostęp do tablicy bajtów reprezentującej dysk twardy.

W ten sposób system plików może współpracować z dowolnym rodzajem urządzenia pamięci masowej (tradycyjny dysk twardy, dysk SSD, dysk flash USB itp.) I zmieniany jest tylko sterownik urządzenia pamięci masowej.

Ten obraz pokazuje, co właśnie wyjaśniłem:

Czy mam rację w moim rozumieniu?

W systemie Linux (i 1980 era Uniksach), urządzenia pamięci masowej (dość często na partycji dysku na jakimś twardym , albo na jakimś SSD ) to blok urządzenie (patrz to ), więc jest [sub] Kolejność bloków (co jest podstawowa jednostka fizycznych we / wy). Fizyczny rozmiar bloku zależy od sprzętu (stare dyski IDE miały rozmiar 512 bajtów, nowe duże dyski SATA mają rozmiar 4 KB, przeczytaj stronę zaawansowanego formatu ) i kiedy tworzysz system plików (np. mkfsPatrz mke2fs (8)) możesz określić logiczny rozmiar bloku, który jest wielokrotnością (często małą potęgą dwóch, w tym 1) tego rozmiaru bloku fizycznego. Przeczytaj także o logicznym adresowaniu bloków .

W przeszłości (pomyśl o stacjach roboczych Sun3 z lat 90.) dysk był wykonany z cylindrów z głowicami zorganizowanymi w sektory (czytaj stronę CHS ), z sektorem zawierającym blok. Dziś nadal pozostają, ale są sztucznym artefaktem zapewnianym przez kontroler dysku twardego (obwód na samym dysku). W niektórych systemach operacyjnych sterownik urządzenia blokowego ponownie zaplanował i zmienił kolejność żądań We / Wy, aby zminimalizować ruch głowicy dysku i opóźnienie obrotowe .

W ten sposób system plików może współpracować z dowolnym rodzajem urządzenia pamięci masowej (tradycyjny dysk twardy, dysk SSD, dysk flash USB itp.) I zmieniany jest tylko sterownik urządzenia pamięci masowej.

Tak, ale zło tkwi w szczegółach (np. Przeczytaj o TRIM i Write Amplification , specyficznych dla dysków SSD). A szczegóły są ważne, więc faktyczna implementacja jest mniej prosta niż twoja postać. Przeczytaj więcej o systemach plików (i pomyśl o klastrowych i zdalnych systemach plików, w tym SMB i NFS ; przeczytaj także o Logical Volume Manager ).

Czytaj Systemy operacyjne: trzy łatwe elementy (i jego część poświęcająca trwałość ).

Zauważ, że urządzenia blokowe zniknęły w FreeBSD (faktycznie zapewniając wspólną abstrakcję dla urządzeń znakowych i blokowych). Podejrzewam, że nawet w systemie Windows system operacyjny wie o partycjach, rozmiarze bloku itp. (Ale powinieneś to sprawdzić).

Wszystko, co mówi Basile Starynkevitch, jest poprawne. Dodam jeszcze trochę. Rzeczywiście dyski były dyskami „blokowymi”, ale urządzenia blokowe (i wiele innych urządzeń) były prezentowane w dwóch postaciach: „surowe” i „ugotowane”. Surowe urządzenia można było adresować tylko w porcjach, które były wielokrotnościami ich natywnej wielkości. Tak więc surowe urządzenie dyskowe może być odczytywane lub zapisywane tylko jeden lub wiele bloków jednocześnie, a nie tylko bajt lub dwa. Gotowane urządzenia dodały warstwę, która umożliwiałaby takie mniejsze operacje, a także różne inne funkcje.

Systemy plików działały z urządzeniami typu raw i dlatego nie widziały ich jako dużej tablicy bajtów, ale raczej jako dużej tablicy bloków, jak wyjaśnił BS.