整体图(Windows 之类的)
图标来源:vector.me
磁盘、驱动器、分区、卷
磁盘或驱动器:用于存储数据的物理设备。驱动器似乎比磁盘更通用,这与存储技术有关,例如有硬盘驱动器,软盘驱动器和USB闪存驱动器。
磁盘分为扇区,每个扇区包含相同数量的字节。扇区有一个扇区号,可用于单独引用它们。
分区和卷:经常互换使用,但不一样,一个分区内可以有多个卷。
操作系统需要跟踪系统中的卷。它是存储文件和目录的。
可以使用两种主要的分区方案进行分区:
MBR
MBR 与旧版BIOS固件一起使用。MBR 最多可以在驱动器上创建 4 个分区,主分区或扩展分区。驱动器上的可见空间限制为 2 TB,分区不能使用超出的空间。
每个驱动器只能有一个扩展分区,这个分区最多可以划分为 128 个逻辑卷。
可以选择一个主分区作为活动分区并用于引导计算机。
GPT
GPT 支持大于 2 TB 的驱动器和每个驱动器最多 128 个分区。GPT 与 BIOS 不兼容,计算机必须配置EFI固件。
GPT 在其空间的开头包含一个虚假的 MBR。此 MBR 将驱动器显示为单个 MBR 分区,以应对无法识别 GPT 的工具。
图片
映像是卷(文件和其他数据)到单个文件的快照,类似于 zip 文件。来自卷的映像可以在另一个卷上展开,也可以“挂载”或“附加”以像任何其他卷一样显示,或显示为现有卷的目录。
可以从映像文件创建(“挂载”)附加卷,而无需链接到实际的物理单元(存储映像文件的单元除外)。
文件系统
文件系统用于控制数据在卷上的存储和检索方式。这是将数据组织成文件和目录而不是无序和不相关的字节存储的实用方法。
文件系统负责文件内容和结构(树)。目录和文件被赋予属性(如只读)和访问权限。
传统的FAT文件系统与 DOS 操作系统一起使用。出于兼容性和交换目的,现代设备仍然支持它。FAT 版本:FAT12、FAT16、FAT32,对应于文件条目中使用的位数,决定了可以引用的扇区数。FAT32 可以引用 2 32 = 4,294,967,296 个扇区。对于 512 字节的扇区,FAT32 可以管理 2TB。
现代 Windows 版本使用NTFS。NTFS 增加了对元数据、访问控制列表(权限)和日志的支持。
MacOS 使用APFS。
Linux 通常默认为ext4。
Android 使用 ext4。
光盘(CD、DVD、蓝光)经常使用UDF。
Windows (MBR) 上的磁盘、分区、卷和文件系统:
资源
碎片化
当文件系统无法为文件分配连续扇区时,文件内容存储在较远的扇区中,这种碎片会减慢机械设备中的数据访问速度。
HFS+ 和 ext4 具有碎片控制机制,但为了限制碎片,大多数文件系统通过完整的块/簇为文件分配空间,该块包含给定数量的连续扇区。例如,可以将 NTFS 配置为分配 4KB 的集群。一些文件系统能够减少有效的未使用空间大小,但文件通常拥有比实际存储数据所需的更多空间。
引导支持
当 BIOS/EFI 固件启动计算机时,作为操作系统一部分的文件系统不可用。BIOS/EFI 会在分区和/或操作系统安装期间查找写入引导驱动器的引导扇区( PC 上的主引导记录)。该代码是一个引导程序,它能够从活动分区加载和执行适当的代码以启动主要的操作系统组件,其中文件系统提供加载文件的功能。然后操作系统控制计算机。
其他来源:
https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2003/cc787202(v=ws.10) ✦ https://en.wikiversity.org/wiki /IT_Fundamentals/2014/File_Systems ✦ https://www.howtogeek.com/school/using-windows-admin-tools-like-a-pro/lesson4/?PageSpeed=noscript ✦ https://www.lifewire.com/ volume-vs-partition-2260237 ✦ https://en.wikipedia.org/wiki/File_system_fragmentation