Как FileStream физически работает?

Question

Я имел дело с готовящейся проблемой и внезапно заставляет меня задуматься над этим вопросом ...

Может быть, это связано не только с FileStream, я хочу знать, как мы на самом деле физически добавляем двоичный файл в файл.

Я думаю, мой вопрос приведет две очереди:

1. Как структурирована память жесткого диска?
2. Как файл записать в физическую память?

Скажем, у меня есть текстовый файл, содержащий "ABCDEF", поэтому в физической памяти (на жестком диске) память должна содержать двоичный файл с буквами "ABCDEF" с двоичным файлом заголовка файла и т.д. (Фактически без заголовка для простого текстового файла?). ...

Так будет примерно так в физически 6 байтов, порядок зависит от типа процессора:

A        B        C        D        E        F
01000001 01000010 01000011 01000100 01000101 01000110

Скажем, когда мы хотим добавить в файл букву «G», чтобы файл содержал 7 байтов:

A        B        C        D        E        F        G

01000001 01000010 01000011 01000100 01000101 01000110 01000111

Оба размера файла на диске физически должны 4,00 КБ.

Потому что, когда мы пишем букву G, все равно не превышает 4,00 КБ, поэтому у нас есть место для записи в пространство памяти 4,00 КБ.

Но когда мы добавим больше файлов в файл, при превышении 4,00 КБ будет использоваться 8,00 КБ.

Как двоичный файл, превышающий 4,00 КБ, записывается в память диска?

Записывает ли он указатель или что-то куда-то, объявляет индекс в памяти диска и записывает избыточный двоичный файл в новый адрес памяти?

Answer 1

Такие проблемы, как это то, почему мы используем ОС, это обеспечивает уровень абстракции, поэтому вам не нужно беспокоиться на уровне приложений о таких вещах, как, как память хранится на аппаратном уровне.

Слои похожи на это (для жестких дисков), каждый слой показывает рядом с ним, кто отвечает за этот слой.

        File (File system)
               |
               v
         Bitstream (OS)
               |
               v
    Sectors (Hardware Driver)
               |
               V
     Bits (Hard disk controller)
               |
               V
Magnetic flux (Hard disk controller)

Каждый уровень не заботится о том, что делают уровни выше или ниже его, единственная важная вещь - это то, что он предоставляет известный API для прямого уровня над ним и использует известный API для прямого уровня под ним.

При написании приложений вы почти никогда не становитесь ниже уровня Bitstream (System.IO.Stream), когда вы записываете свои данные в поток, он передает их драйверу, а драйвер разделяет данные, однако на следующем слое ниже их необходимо разделить (4 тыс. Блоков для современных жестких дисков).

Для того, как водитель отслеживает "что идет куда?"«Это зависит от реализации драйвера.

---

Чтобы действительно ответить на ваш вопрос, Append работает с вашей программой и запрашивает битовый поток для файла. Получив поток битов, он добавляет больше данных в конец потока битов. То, что OS/Driver делает с этим потоком битов, когда вы пишете в него, это черный ящик (вы не знаете подробностей), и он будет совершенно другим, если вы работаете с FileStream, MemoryStream или NetworkStream. Самое замечательное в этой слоистой структуре - вам не нужно заботиться! Ответственность лежит на следующем слое вниз, и этот слой занимается этим.