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在信息化时代，文件存储已成为我们日常生活中不可或缺的一部分，无论是工作文档、照片、视频还是音乐，都需要存储在硬盘、U盘、云盘等设备上，文件存储的底层逻辑究竟是怎样的呢？本文将带你一探究竟，了解从数据写入到读取的奇妙旅程。
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文件存储的基本原理
1、数据格式
在文件存储过程中，首先需要确定数据格式，数据格式包括文件的编码方式、数据类型、数据结构等，常见的文件格式有：文本文件（如TXT）、图片文件（如JPEG、PNG）、视频文件（如MP4）、音频文件（如MP3）等。
2、文件系统
文件系统是存储设备上用于管理文件的软件，它负责文件的创建、删除、读写等操作，常见的文件系统有：FAT、NTFS、EXT2、EXT3等。
3、数据存储结构
数据存储结构主要包括：目录、文件、块、扇区等，目录用于组织文件，文件是存储数据的基本单位，块是文件存储的最小单位，扇区是硬盘的基本存储单元。
数据写入过程
1、打开文件
用户需要打开一个文件，以便进行写入操作，在操作系统中，打开文件的过程包括：查找文件、获取文件句柄、建立文件映射等。
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2、文件分配
文件分配是指将用户写入的数据存储到硬盘上的过程，文件系统会根据文件大小和文件系统空间情况，为文件分配一定数量的块。
3、数据写入
在文件分配完成后，用户写入的数据会按照一定的顺序存储到分配的块中，文件系统会记录每个块的实际数据位置，以便在读取时快速定位。
4、磁盘缓存
为了提高文件写入速度，硬盘通常会使用磁盘缓存，当用户写入数据时，首先存储到缓存中，然后由硬盘控制器将缓存中的数据批量写入硬盘。
数据读取过程
1、打开文件
用户需要打开一个文件，以便进行读取操作，操作系统的文件打开过程与写入过程类似，包括查找文件、获取文件句柄、建立文件映射等。
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2、定位数据
在文件打开后，操作系统会根据文件句柄和偏移量，快速定位到需要读取的数据位置。
3、数据读取
操作系统从硬盘读取数据到内存，然后传递给用户应用程序，为了提高读取速度，硬盘控制器通常会使用DMA（直接内存访问）技术，减少CPU参与数据传输。
4、磁盘缓存
与写入过程类似，硬盘控制器会使用磁盘缓存来提高数据读取速度，当用户读取数据时，首先从缓存中获取，如果缓存中没有，则从硬盘读取。
文件存储的底层逻辑涉及多个方面，包括数据格式、文件系统、数据存储结构、数据写入和读取过程等，通过了解这些原理，我们可以更好地理解文件存储的工作方式，为我们的工作和生活提供便利。
标签： #文件存储的底层逻辑是什么
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