Linux文件存储（1）什么是格式化

为什么要进行格式化

硬盘的物理结构

上图描述的就是我很久之前一直对硬盘物理结构的印象，而且这种印象并不影响我对文件系统和Linux文件存储栈的大部分理解。但是，一般文件存储的问题，硬件的问题并不是罕见的问题，事实上，之前在我负责手机终端北京产品的过程中，硬件的问题还是很常见的。但是在这里，我们只对软件进行阐述，而且是文件系统相关的软件进行阐述，所以该问题在这里并不显得那么重要了。

无论是在windows中还是Linux中，对于大部分人来说，碰到“格式化”这个词都是在需要安装硬盘或是划分分区的过程中遇到的概念，这里只对这种高级的格式化概念进行描述，并不涉及磁盘的低级格式化。

格式化为某个文件系统

那么究竟什么是“格式化”呢？见下图所示：

由上图可见，是在windows平台下对硬盘分区进行格式化的提示操作，实际上不管是在windows下还是在Linux下的格式化工具，都会碰到一个词“文件系统”，在每次格式化的开始，工具总会提示你将磁盘分区格式化成什么“文件系统”。由此可见，“格式化”和“文件系统”是强相关的。

“格式化(format)”这个词是一个动词，将XXX进行格式化，进一步翻译，就是将XXX变成某一种格式，那么问题来了，变成哪种格式？结合工具中的提示，“文件系统”显然就是某种格式的代名词了。而XXX则显然指的就是硬盘分区或是其他的存储设备了。

什么是文件系统

那么到底什么是文件系统呢？如图1所示，硬盘对于我们来说就是一段存储数据的空间，计算机世界是二进制的世界，每个bit是这个空间的一个存储单元，那如果我们要访问（读、写）这些存储单元，我们首先应该每个位置的索引地址A，当获取到A后，就能够访问该单元了。

但是，如果我们在其中的某个位置上存储了一个文件（不考虑对齐等因素），譬如word文件，而该文件是存在了从1到4的位置上，那么我们该如何获取该文件呢？首先我们要知道该文件存储的起始位置的地址，然后要知道该文件的大小，这样就能够通过读取硬盘来获取文件内容了。

这里就有个问题：如果这个硬盘我是从别人那儿借来了，而那个人给了我硬盘后有事儿去忙了，什么都没有告诉我，那么我怎么知道这个硬盘上都有哪些文件？

这时候，我们会想，如果我能通过这个硬盘本身知道每个文件所在的位置和大小，那么我就能从其上获取文件内容，但是硬盘不会“说话”，怎么能告诉我们呢？上面我们说过，“文件系统”就是一种“格式”，而格式是具有固定的一些特征的，具有“一定的规格样子”，通过硬盘上的这种固定的格式，我们就能够获取到足够的信息来获取其上的文件内容了。

“文件系统”就是存储设备上组织文件的格式和方法，当然这是针对操作系统来说的，在操作系统中负责管理和存储文件信息的软件叫做“文件管理系统”，我们通常也会用“文件系统”来表示该软件部分。

所以，格式化就是将存储设备分区上的存储空间进行整理，形成一定的格式，从而能够让操作系统按照一定的方法能够访问其上内容的一种行为。