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构当中。

一个比较简单的模型，就是将文件系统当成一个记录本，这个记录本的每一页都是一个文件，每页纸张上面印刷了一个特定的表格，上面分别填好了一些字段，例如“文件名”、“文件类型扩展名、“文件大小”、“权限”、“所有者”、“正文内容”等等。

想要创建一个文件，就只要在上面填写一下这些信息即可。

在记录本的最前面，有一个目录，分别记录着这些新创建的文件的名称和位置（即页号），要想找到某个已经存在的文件，只要对这个目录页进行查找就可以迅速找到所要找的文件。

当然，计算机中的文件系统设计，要比这个复杂很多。并且，通常情况下，一个文件的内容，并不仅仅只是存在一张页面上，有时候，文件过大，一张这样的页面装不下，必须使用多个页面才行，这就需要另外使用一个页面来维护一个“文件页面目录”，这个目录和最前面的那个目录类似，不过它保存的内容，是一系列的页面地址。使用程序对这个文件进行读取的时候，就需要根据这个目录，去分别读取那些页面。

而更复杂一点的，这个链式结构，可能不只两层，还有三层、四层，甚至更多层。

第397章 超大容量和速度

对于程序员来说，文件系统就是软件问题，一个好的文件系统，可以给整个系统带来非常大的性能优化。windows的文件系统最初是fat系列，例如fat16，fat32，后来又有一种升级型ntfs，而linux的文件系统是ext格式，它们的系统各有利弊，不过基本的原理相差不大。

文件系统中的数据，是保存在硬盘上的。

要想设计文件系统，必然和其存储设备的物理硬件结构——硬盘密不可分。

在计算机的早期，是没有硬盘这一结构的，对计算机编程，用的是打孔纸，将程序编制在打孔纸上，然后插入读取设备，从其中过一遍，计算机就将程序给读到了内存当中，然后再交给cpu去执行。

后来，盘式磁带出现，对于计算机存储设备来说，这是一个巨大的飞跃。一盘磁带所能存储的数据，甚至以gb为单位，并且数据极为可靠，至少可以保存二十年以上，立刻成为unix系列主机数据备份的主要存储设备。

磁带作为存储设备存活了一段很长的时间，并且出现了多种不同的格式，例如qic、dlt、slr等。

1953年的时候，ibm701计算机用了一种新的存储器——磁鼓，利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据。由于鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快，它是作为内存储器使用的

磁鼓的出现，给磁盘打下了重要的技术基础。

在磁盘出现以前，还有一种过渡的存储设备，那便是磁芯。这是由美国物理学家王安1950年提出的利用磁性材料制造存储器的思想。然后福雷斯特则将这一思想变成了现实。磁芯存储从20世纪50年代、60年代，直至70年代初。一直是计算机主存的标准方式。

七十年代初期。软盘作为便捷的存储设备也出现在大家的眼中，这其实是ibm存储设备部门研发新的磁带设备无果之后的产物，由于其便捷性，后来软盘和软驱。成为了微型电脑的标准配置，直到现在。软盘也还在广泛使用。

实际上，早在1956年，世界第一台机械硬盘存储器就已经由ibm公司发明。其型号为ibm350ramac。这套系统的总容量只有5mb。共使用了50个直径为24英寸的磁盘，其体积有两个冰箱的大小，真是一个庞然大物。

没错，又是ibm，这个公司的确是一个非常伟大的公司，给计算机的发展带来极为深远的影响。可以说，如果没有ibm。计算机要想达到今天这个水平，可能还要一段很长的时间。

相对于当时已经比较流行的磁带、磁鼓和磁芯技术，这个庞大的硬盘简直就像是一个玩具，一个笨重的原始恐龙，但是其所使用的技术，却又是一个飞跃。

在计算机的历史上，所有设备都基本遵循一个由大到小的原则，首先是科学家们将设备的原型给做出来，证明其可行性，然后再针对这个原型不断地进行优化，微型化，最终进入实用阶段。

机械硬盘的结构大致是由磁盘和磁头组成的，磁盘不断地旋转，磁头不动的话，就能够在盘面上画出一个肉眼看不见的磁道，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的，而磁头读取上面的技术，便是磁阻和巨磁阻技术，其