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2021-04-26
杨福林
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文件系统原理
前言
关于文件系统，大家都不会陌生，只是基于文件系统深入探讨数据存储的方式，这就比较难了。
Windows系统上的文件资源管理器，就是一个文件系统，以此作为认识整个文件系统的开始吧！
正文
正文，会从最基本的硬件资源（硬盘）出发，认识数据的存储过程；升维看文件系统这个软件是怎么组织数据的；将其扩展为服务器的RAID，看看数据的可靠性保证；探讨分布式文件系统中应用，以Hadoop为例，看一下HDFS。
一、硬盘
硬盘是一种可以持久保存，多次读写数据的存储介质
机械硬盘
包含盘片，主轴，磁头臂
主轴带动盘片高速旋转，当需要读写盘上的数据时，磁头臂会移动磁头到盘片所在的磁道上，读取数据
由于读写数据，需要移动磁头，这是一个机械动作，至少需要花费数毫秒的时间，这是机械硬盘访问延迟的主要原因
如果文件存储在硬盘上不是连续存储，如数据库的B+树文件，读取文件，磁头臂就需要来回移动，花费时间更长
如果数据存储在硬盘上是连续存储，如日志文件，磁头臂的移动较少，读写文件的速度快很多
机械硬盘的数据，存储在具有磁性特质的盘片上，这种硬盘也被称为磁盘
固态硬盘
固态硬盘，包含主控芯片，处理端口输入的指令和数据，然后控制闪存颗粒进行数据读写
固态硬盘，没有机械操作，完全的电子操作，导致访问速度远快于机械硬盘
固态硬盘的成本明显高于机械硬盘
生产环境中，主要使用的还是机械硬盘
如果对数据访问速度，存储容量，成本的要求较高，可以使用机械与固态硬盘的混合部署
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