首先，我們來看一下磁盤的內部結構：
磁盤是由盤面+讀寫磁頭+主軸+組合臂+磁臂組成，我們忽略機械組件，主要研究讀寫磁頭（讀取和寫入數據）和盤面兩（存儲數據）
然后，我們再來了解一下關於磁盤的一些名詞：
磁道：我們可以把盤面當成是由無數個大小不一樣的圓圈組成，盤面上一圈一圈的就叫磁道
柱面：所有的盤面上同一位置的磁道會形成一個圓柱體，我們把它叫做柱面
扇區：每個磁道上面，可以分成一個一個的扇區，扇區是存儲數據的最小單元
之后，我們來看一下磁盤是如何工作的：
旋轉：磁盤運行的時候，是由主軸帶着盤面飛速旋轉，轉速越快的磁盤，讀寫的速度就會越快
尋道時間：當我們從磁盤上讀數據的時候，我們會告訴磁頭，我要取x盤面y磁道z扇區上面的數據（或者叫x柱面y磁頭z扇區），然后對應的磁頭就會指到該磁道上面，我們把這個過程叫做”尋道時間”
旋轉時間：磁頭找到該磁道以后，再由主軸帶動旋轉道對應的扇面，我們把這個過程叫做”旋轉時間“
讀取時間：所有磁盤讀取數據的時間就是尋道時間加旋轉時間
下面，我們再來看一下什么是”塊“：
為了使我們告知磁盤去尋找磁盤位置的時候更加方便，我們發明了LBA（Logical Block Address）的尋址方式，把磁盤邏輯上分成一個個”塊“，給這些塊依次編號，比如：1、2、3...，n；我們在尋找磁盤位置的時候，只需要把”塊“的編號告訴磁盤，然后磁盤會在內部將”塊“編號轉換成盤面+磁道+扇區來讀取寫入數據，格式化的過程就是將磁盤進行分”塊“
接下來，我們來看一下扇區和塊之間的關系：
扇區是磁盤存儲數據的最小單位，磁盤本身並沒有塊的概念，我們可以把塊看成是邏輯上的磁盤單位，不同的文件系統中，塊的大小是不同的
在linux系統中，我們通過下面的命令，可以查看扇區的大小：fdisk -l | grep Sector， 查看塊的大小：tune2fs -l /dev/vda1 | grep "Block size"，ext4文件系統中，block的大小是4096byte（4k），則一個block包含8個扇區
下面，我們來思考一下，當我們想存一張48k大小的照片，流程會是什么樣的呢：
有一種方法是這樣的：
我們命令硬盤 ，我需要12個塊來存數據，你把塊的編號返回我，之后磁盤返回空閑塊的編號給我，分別是3，9，11，24，33...,我們根據磁盤返回給我們的編號，將數據存入磁盤，然后記下這些塊的編號，以便在下次需要讀取圖片的時候使用
用這個方法，一兩條數據還好，要是成千上萬條，那還不崩潰了。
實際上我們現在使用的方法是這個樣子的：
找到一個目錄,然后把圖片放進去就可以了，就這么方便，我們下一次讀取的時候，只需要記住文件的目錄和文件名就好了，剩下的工作就交給操作系統來完成了，操作系統在這個過程中，都做了哪些事情呢
我們接着來看，當我們讀取寫入文件的時候，操作系統幫我做了哪些事情呢：
我們創建一個文件以后，操作系統記錄文件對應的塊編號，比如文件img.jpg占據磁盤塊1~12，但是操作系統具體是如何管理文件對應的塊的呢，它也想了很多辦法。
方法一：采用連續的塊來存儲文件，這樣做的好處是，訪問文件的效率會很好，但是不連續的塊無法使用，會造成磁盤嚴重的浪費。
方法二：采用鏈式的方法存儲文件，文件從第一塊磁盤開始，形成一條鏈，這樣就解決了磁盤浪費的情況，但是讀取的效率又慢了很多。
方法三：專門在磁盤中划分出一些特殊的磁盤塊，這些塊不存儲真實的數據，專門存放文件對應的存放數據塊的編號，我們把這樣的磁盤塊叫做inode索引塊，這樣，當我們讀取文件的時候，先去inode索引塊中查找對應的數據塊，然后再去取數據。這個方法是不是好了很多呢
我們接受了方法三的方式，那么我們來看一下inode節點里面都放了些什么東西：
每一個文件都對應了一個inode塊：inode塊里面不僅存儲了真實數據存放的數據塊的編號，還記錄了文件的權限，所有者，創建時間等等信息。
接下來，我們來看一下inode塊可能會帶來什么問題：
我們來舉個栗子：假設我們的inode的大小是4096byte，存放非數據塊信息用掉了512byte，剩下的3584byte可以用來存放數據塊對應的信息，每個數據塊編號的存儲需要32byte，也就是這個inode可以存儲3584/32=112個編號，及112個數據塊，112個數據塊可以存放112*4096byte大小的數據，但是文件大小要是超出這個大小怎么辦呢，那inode豈不是放不下這些信息了嗎
針對上面的問題，我們來看一下什么是間接塊：
間接塊的誕生，就是解決大文件的inode問題，如下圖，我們使用一個位置，來記錄指向另一個存放文件信息的塊，這個叫做一次間接塊，還可以以同樣的方式做出二次、三次間接塊，這樣就解決了大文件存儲的問題。
知道了文件的索引塊，我們來看一下目錄的inode索引塊：
目錄同樣有inode索引塊，但是目錄里面指向的磁盤塊里面存放的是子目錄和文件對應的文件inode索引塊的編號。
我們來看一個例子,如果我們要查看/tmp/test.log文件流程是什么樣的呢：
首先我們找到/目錄的inode---找到/目錄磁盤塊---找到tmp目錄inode----找到tmp磁盤塊---找到test.log的inode---找到對應的數據塊
我們來看一下，如果要刪除/tmp/test.log，我們需要做些什么呢：
在目錄的磁盤塊中刪除文件指向記錄，刪除test.log的inode，刪除數據盤中的數據
下面，我們來看一下文件時如何管理空閑塊的：
我們在寫入數據的時候需要知道哪些塊時空閑可用的，怎么樣來管理這些空閑的塊呢，位圖法出來了，我們找一個塊，每一位都代表一個塊編號，1表示使用，0表示空閑。
接下來，我們來看一下ext2文件系統對磁盤的布局組成：
MBR:主要由引導代碼和磁盤分區表組成，分區表里面記錄的每個分區的起始位置和結束位置
塊組：每個分區又會被分成多個快組，快組的結構都是一樣的，由超級塊、快組描述、塊位圖、inode位圖、inode塊、數據塊組成
超級塊：超級塊里面存着快組的一些信息，如：磁盤的塊數、每個磁盤塊的大小、空閑的inode和磁盤塊個數等
磁盤塊位圖、inode位圖、inode塊、數據塊這些不用介紹我們也知道是干什么的了。
至此，整個文件系統初略的架構我們大致就梳理清楚了。