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文件在硬盘看来就是一堆二进制数据而已
你准备把这些文件存储在硬盘上，并在需要的时候读取出来。
要设计怎样的软件，才能更方便地在硬盘中读写这些文件呢？

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首先我不想和复杂的扇区，设备驱动等细节打交道，因此我先实现了一个简单的功能，把硬盘按逻辑分成了一个个的块，并可以以块为单位进行读写。
每个块就定义为两个物理扇区的大小，即 1024 字节，就是 1KB。
硬盘有 1024 个块，即 1MB。

准备一个文件，随便选个块放进去

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再存一个文件！
发现问题了，万一这个文件也存到了 3 号块，不是把原来的文件覆盖了吗？得有一个地方记录，哪些块可用，哪些块不可用？
位图！

我们给块 0 起个名字，叫块位图，之后这个块 0 就专门用来记录所有块的使用情况，不再用来存具体文件了。

当我们再存入一个新文件时，只需要在块位图中找到第一个为 0 的位，就可以找到第一个还未被使用的块，将文件存入。

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下面，我们尝试读取刚刚的文件。
怎么找到刚刚的文件？根据块号吗？这也太蠢了，就像你去书店找书，店员让你提供书的编号，显然不合理。
因此我们给每个文件起一个名字，叫文件名，通过它来寻找这个文件。
那必然就要有一个地方，记录文件名与块号的对应关系。
既然都要选一个地方记录文件名称了，不妨多记录一点我们关心的信息吧，比如文件大小，文件创建时间，文件权限等。

我们将这 128 字节的结构体，叫做 inode
之后，我们每存入一个新的文件，不但要占用一个块来存放这个文件本身，还要占用一个 inode 来存放文件的这些元信息，并且这个 inode 的所在块号这个字段，就是指向这个文件所在的块号。

如果一个 inode 为 128 字节，那么一个块就可以容纳 8 个 inode，如果觉着 inode 数不够，可以用多个块来存放 inode 信息。

同样，和位块图管理块的使用情况一样，我们也需要一个 inode位图，来管理 inode 的使用情况。我们就把 inode 位图，放在 1 号块吧！
同样，我们把 inode 信息，放在 2 号块，叫做 inode 表。

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如果文件需要多个块存储？
很简单，我么只需要采用连续存储法，而 inode 则只记录文件的第一个块，以及后面还需要多少块，即可。
这种办法的缺点就是：容易留下大大小小的空洞，新的文件到来以后，难以找到合适的空白块，空间会被浪费。

扩展 inode

原来在 inode 中只记录了一个块号，现在扩展一下，记录 8 个块号！而且这些块不需要连续。

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如何知道 inode 数量不够了？需要在 inode 位图中找？
同样，对于块数量不够，也是如此。
要是有个全局的地方，来记录这一切，就好了
我们就再占用一个块来存储这些数据吧！我们把它放在最开始的块上，并把它叫做超级块。

现在，块位图，inode 位图，inode 表，都是固定占据 块1，块2，块3 这三个位置。
加入之后 inode 的数量很多，使得 indoe 表或者 inode 位图需要占据多个块，怎么办？
我们选在紧跟在超级块后面的 1 号块来记录这些信息，并把它称之为块描述符。

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怎么表示目录？
inode 结构再增加一个属性来表示文件类型

如果是普通文件，则这个 inode 所指向的数据块仍然和之前一样，就是文件本身原封不动的内容。
如果是目录文件，则这个 inode 所指向的数据块，就是一个一个指向不同 inode 的紧挨着的结构体。

通过目录，找到所在的数据块，这个数据块里面是 inode，然后根据 inode 找到文件数据。

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查询目录下的所有文件
需要把结构体指向的 inode 从 inode 表中取出，再把文件名和文件类型取出，很浪费时间。
不如和文件名和文件类型这种常见的信息，放在这个数据块中的结构体里。

后面的一些优化就不细说了-_-
最后来欣赏下我们的文件系统架构。

总结

超级块：描述 indoe 数量，空闲 indoe 数量，块数量，空闲块数量等等
块描述符：块位图，inode 位图，inode 表所在的块号
块位图：哪些块可用，那些块不可用
inode 位图：和块位图作用类似
inode 表：inode 数组
inode：存储文件的信息，文件类型，大小，时间，权限，所在块号[]等
数据块：真实的数据