linux檔案是什麼樣的
linux檔案就是目錄（檔案）。為了方便管理檔案和目錄，Linux系統將它們組織成一個以根目錄「/」開始的倒置的樹狀結構。Linux中的目錄和Windows系統中的資料夾類似，不同之處在於，Linux系統中的目錄也被當做檔案看待。
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linux檔案就是目錄（檔案）。
為了方便管理檔案和目錄，Linux 系統將它們組織成一個以根目錄 / 開始的倒置的樹狀結構。Linux 中的目錄，和 Windows 系統中的資料夾類似，不同之處在於，Linux 系統中的目錄也被當做檔案看待。
在 Linux 作業系統中，所有的檔案和目錄都被組織成以一個根節點「/」開始的倒置的樹狀結構，如圖 1 所示。
圖 1 Linux 系統檔案和目錄組織示意圖
其中，目錄就相當於 Windows 中的資料夾，目錄中存放的既可以是檔案，也可以是其他的子目錄，而檔案中儲存的是真正的資訊。
檔案系統的最頂層是由根目錄開始的，系統使用「/」來表示根目錄，在根目錄之下的既可以是目錄，也可以是檔案，而每一個目錄中又可以包含（子）目錄或檔案。如此反覆就可以構成一個龐大的檔案系統。
其實，使用這種樹狀、具有層次的檔案結構主要目的是方便檔案系統的管理和維護，想象一下，如果所有的檔案都放在一個目錄下，其檔案系統的管理和維護將變成一場噩夢。
現實中也有許多類似的例子，例如在整個行政管理體制中，村民就相當於檔案，他們住在一個村莊中，村莊就是儲存村民的目錄。許多村又組成了個鄉，這個鄉就相當於儲存村的目錄，依此類推，最終就構建出了一個龐大的行政區域管理結構圖。
注意，目錄名或檔名都是區分大小寫的，如 dog、DOG 和 Dog 為 3 個不同的目錄或檔案。完整的目錄或檔案路徑是由一連串的目錄名所組成的，其中每一個目錄由「/」來分隔。如 cat 的完整路徑是 /home/cat。
在檔案系統中，有兩個特殊的目錄，一個是使用者所在的工作目錄，即當前目錄，可用一個點「.」表示；另一個是當前目錄的上一層目錄，也叫父目錄，用兩個點「..」表示。
如果一個目錄或檔名是以一個點開始，就表示這個目錄或檔案是一個隱藏目錄或檔案。即以預設方式査找（後續會講查詢命令）時，不顯示該目錄或檔案。
為了方便管理和維護，Linux 系統採用了檔案系統層次標準，也稱為 FHS 標準，它規定了根目錄下各個目錄應該存在哪些型別的檔案（或子目錄），比如說，在 /bin 和 /sbin 目錄中存放的應該是可執行檔案
linux檔案系統（filesystem）
首先簡單認識一下硬碟的物理結構，總體來說，硬碟結構包括： 碟片、磁頭、碟片主軸、控制電機、磁頭控制器、資料轉換器、介面、快取等幾個部份。 所有的碟片(一般硬碟裡有多個碟片，碟片之間平行)都固定在一個主軸上。 在每個碟片的儲存面上都有一個磁頭，磁頭與碟片之間的距離很小(所以劇烈震動容易損壞)，磁頭連在一個磁頭控制器上，統一控制各個磁頭的運動。 磁頭沿碟片的半徑方向動作，而碟片則按照指定方向高速旋轉，這樣磁頭就可以到達碟片上的任意位置了。
一個磁碟由多個圓環組成，這些圓環就叫做磁軌，而一個磁軌又分為多個磁區（sector）一個一個磁區是512Byte，硬碟所有磁碟相同位置的圓環組成一個磁柱（Cylinder）。硬碟容量為：512Byte * 磁區數 * 磁柱數*磁頭數
前面三個數都好理解，可能有人不理解乘以磁頭數是幹嘛，因為前面三個數相當於計算一個圓的儲存量，而一個磁頭讀取一個圓，所以乘以磁頭數量就相當於圓面積乘以圓數量。
磁碟分割的最小單位是磁柱(Cylinder)
磁碟的分割其實就是記錄一個分割區（partition）的起始磁柱與結束磁柱，而這些被記錄的資訊都存放在主要開機磁區( Master Boot Recorder, MBR )。事實上， MBR 就是在一塊硬碟的第零軌上面，這也是計算機開機之後要去利用該硬碟時， 必須要讀取的第一個區域。
思考一個問題：MBR的大小是不是固定的？
我們這麼想，資料的儲存順序為 ： MBR + 其他資料 。如果MBR的大小不固定，比如原來MBR中存放了3個partition的資訊，現在我們要新增一個partition，會出現什麼後果？後果就是所有的「其他資料」都要順序的向後移動一個partition資訊的距離。是不是想到了陣列的增刪了。所以我們希望將MBR固定，事實也是如此MBR被固定為只能存放4個partition的資訊。這樣似乎好多了，但是隻有四個partition，夠用嗎？設計者當然也想到了這個問題，所以將partition分為Primary和Extended兩類(E最多隻能有一個)。其中P是可以直接使用的，而E不能直接使用，E相當於一個指標，指向擴充套件的partition的位置資訊儲存處。
filesystem也即檔案系統，每個oartition都可以由自己的filesystem，例如fat32，ntfs之類的
不同的partuition雖然filesystem不一樣，但是都是用來儲存資料的。前面我們介紹了硬碟的最小儲存單元為sector（磁區，一般為512Byte），但是filesystem的最小儲存單元卻不是sector而是block。block是sector的2的次方倍數，磁頭一次讀取一個block的資料。所以如果block過小，則讀取一個檔案時磁頭需要讀取較多數量的block，這樣效率很低，但是block也不能過大，應為一個block中只能存在一個檔案，例如block大小為100M，那麼如果有一個100.1M的檔案，則需要佔用兩個block，浪費了大量空間。
每個filesystem中的第一個block稱為superblock。superblock的作用是儲存filesystem的大小，空的和填滿的區塊以及其他的總書和諸如此類的資訊。也就是說如果你要使用一個filesystem的時候，第一個要經過的就是superblock這個塊了，如果superblock壞了，這個partition大概也回天乏術了。
我們既然是學習linux，自然要學習linux的filessystem，我們以linux最標準的EXT2做說明。
EXT2中的filesystem分為inode區和block區，其中 inode儲存檔案的相關屬性等資訊，而block區儲存檔案的內容，每個inode都充當指標pointer的作用，它能描述檔案的相關屬性並指向該檔案所在block的位置。blocks與inodes的數量在一開始格式化的時候就已經固定了。
整個filesystem示意圖：
- SuperBlock：如前所述， Superblock 是記錄整個 filesystem 相關資訊的地方， 沒有 Superblock ，就沒有這個 filesystem 了。他記錄的資訊主要有：
- block 與 inode 的總量；
- 未使用與已使用的 inode / block 數量；
- 一個 block 與一個 inode 的大小；
- filesystem 的掛載時間、最近一次寫入資料的時間、最近一次檢驗磁碟 (fsck) 的時間等檔案系統的相關資訊；
- 一個 valid bit 數值，若此檔案系統已被掛載，則 valid bit 為 0 ，若未被掛載，則 valid bit 為 1 。
- Group Description：紀錄此 block 由由何處開始記錄；
- Block bitmap：此處記錄那個 block 有沒有被使用；
- Inode bitmap：此處記錄那個 inode 有沒有被使用；
- Inode table：為每個 inode 資料存放區；
- Data Blocks：為每個 block 資料存放區。
我們知道硬碟的存取速度相對於記憶體來說是很慢的，linux為了提高整體的速度，採用非同步處理的方式。
什麼是非同步呢？舉例來說：『當系統讀取了某一個檔案， 則該檔案所在的區塊資料會被載入到記憶體當中，所以該磁碟區塊就會被放置在主記憶體儲器的緩衝快取區中， 若這些區塊的資料被改變時，剛開始資料僅有主記憶體儲器的區塊資料會被改變， 而且在緩衝區當中的區塊資料會被標記為『 Dirty 』，這個時候磁碟實體區塊尚未被修正！ 所以亦即表示，這些『 Dirty 』區塊的資料必需回寫到磁碟當中， 以維持磁碟實體區塊上的資料與主記憶體儲器中的區塊資料的一致性。』
所以linux的關機真的要注意，否則可能會造成檔案的丟失甚至是磁碟的損毀！！！
所以linux的關機真的要注意，否則可能會造成檔案的丟失甚至是磁碟的損毀！！！
我們上面提到的都是關於檔案系統 (filesystem)，但是要能夠讓我們的 Linux 使用的話， 非得『掛載 (mount)』上我們的 Linux 系統才行啊！ 剛剛我們上面提到了目錄可以記錄檔名與 inode 的相關資訊，此外， 目錄也是讓我們得以跟 filesystem 產生對應的入口點。因此，我們稱那個入口點目錄為『 掛載點 (mount point) 』
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