目錄

1.為什么要抽象

2.邏輯抽象_版本1

2.1sector數(shù)組?

?2.2index轉(zhuǎn)化CHS

3.邏輯抽象_版本2

3.1LBA數(shù)組

3.2LAB下標(biāo)轉(zhuǎn)化sector下標(biāo)

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• 文件其實就是在磁盤中占有幾個扇區(qū)的問題?
• 文件是很多個sector的數(shù)組下標(biāo)?
• 文件是有很多塊構(gòu)成的?
• ?文件由很多扇區(qū)構(gòu)成------>文件由很多的index構(gòu)成----->文件由很多的塊構(gòu)成

1.為什么要抽象

1. 硬件的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，OS軟件隨之發(fā)生變化。直接使用CHS的耦合度太高，不想軟件直接拿著硬件的參數(shù)去訪問。
2. 為了后面編碼設(shè)計，為了方便內(nèi)核進(jìn)行磁盤管理

• OS需要也需要對大量的磁盤文件管理?
• 管理啊：先描述再組織?
• 下面我們走一遍OS對磁盤這樣的設(shè)備進(jìn)行管理和抽象。
• OS對磁盤的管理轉(zhuǎn)化成了對數(shù)組的管理，先描述再組織。
• 描述：描述成數(shù)字
• 組織：組織成數(shù)組

2.邏輯抽象_版本1

2.1sector數(shù)組?

• 圓形結(jié)構(gòu)變成了線性結(jié)構(gòu)。磁盤抽象成線性結(jié)構(gòu)。
• 線性結(jié)構(gòu)的每一段都是一個扇區(qū)。
• 這個線性結(jié)構(gòu)可以看成一個數(shù)組，數(shù)組元素是一個一個的扇區(qū)。
• 天然就存在一個東西：數(shù)組下標(biāo)表示sector（相當(dāng)于對扇區(qū)進(jìn)行了編址）

2.2index轉(zhuǎn)化CHS

• OS是拿到下標(biāo)index就可以訪問扇區(qū)
• 硬件是使用CHS來進(jìn)行扇區(qū)尋址
• 磁盤的每個盤面的容量大小一樣（磁道數(shù)/扇區(qū)數(shù)是一樣大小的）
• 二者的轉(zhuǎn)化算法是很簡單的，并且這個工作是磁盤內(nèi)部完成的。
• index------>硬件電路------->磁盤內(nèi)部轉(zhuǎn)化-------->CHS地址--------->磁盤的硬件定位扇區(qū)

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前提：已知 磁盤總?cè)萘亢兔總€扇區(qū)的大小=扇區(qū)數(shù)，磁道數(shù)。

磁盤的每個盤面：有1000個扇區(qū)，10個磁道（每一個磁道都有100個扇區(qū)）

index / 扇區(qū)數(shù) = 定位的盤面（H）

index % 扇區(qū)數(shù) = tmp

tmp / 100 ?= 定位磁道（C）

tmp % 100 ?= 定位扇區(qū)（S）

3.邏輯抽象_版本2

3.1LBA數(shù)組

• 內(nèi)存和外設(shè)之間進(jìn)行IO交互。512字節(jié)會不會太小了。OS覺得有點(diǎn)小。（C語言訪問內(nèi)存是1字節(jié)，經(jīng)常性是4/8字節(jié)訪問）
• 站在硬件的角度：每次往內(nèi)存拷貝加載數(shù)據(jù)，512字節(jié)。
• 站在OS的角度：效率低，能不能拷貝更多數(shù)據(jù)?？梢?KB。
• 基本單位是：4KB（可以修改需要重新編譯OS，大部分場景夠用，一次性讀8個扇區(qū)）
• ?4KB的大小是規(guī)定出來的。有塊號（規(guī)定）
• ?OS：4KB = 8個連續(xù)的扇區(qū) = 數(shù)據(jù)塊（塊大小）= 文件塊
• 大頁式內(nèi)核：4MB
• 1KB = 1024字節(jié)

3.2LAB下標(biāo)轉(zhuǎn)化sector下標(biāo)

• 邏輯區(qū)塊地址(Logical Block Address,?LBA)是描述計算機(jī)存儲設(shè)備上數(shù)據(jù)所在區(qū)塊的通用機(jī)制，一般用在像硬盤這樣的輔助記憶設(shè)備。
• 8個扇區(qū)為1個塊
• 塊號?8（一個塊的扇區(qū)數(shù)）= 一個塊的第一個扇區(qū)sector的下標(biāo)
• 整個塊的下標(biāo)：第一個sector知道了，往后連續(xù)數(shù)7個就是這個塊。01234567。每一個塊的扇區(qū)的下標(biāo)都知道了。再通過版本1的計算方法就可以知道CHS地址了。
• 對于OS而言，未來我們讀取數(shù)據(jù)，可以以塊為單位了?磁盤可以看成很多的塊。
• 只要知道第一個塊號，就可以知道全部的塊號了。（前提知道磁盤的總大小——總大小/4即可）只要知道一個起始，和磁盤的總大小，有多少塊，每個塊的塊號，如何準(zhǔn)換到對應(yīng)的多個CHS地址，全部都知道了?
• 總大小/4KB=總塊數(shù)=塊的編號LBA---------->每個塊的第一個起始地址=sector的下標(biāo)----------->每個塊中全部的sector的下標(biāo)--------->每個下標(biāo)index通過計算得到CHS地址---------->定位到硬件里面的扇區(qū)。