文件系统是否将存储设备视为（非常大的）字节数组？

我想知道文件系统如何写入和读取存储设备。

我认为这是这样的：

文件系统不会直接访问存储设备，而是（通过存储设备的设备驱动程序）将存储设备作为（很大）字节数组呈现给文件系统。

例如，如果文件系统要访问硬盘，它将仅访问代表硬盘的字节数组。

这样，文件系统可以与任何类型的存储设备（传统硬盘，SSD，USB闪存驱动器等）一起使用，并且仅更改存储设备的设备驱动程序。

此图显示了我刚刚解释的内容：

我的理解正确吗？

在Linux（和1980年代的Unixes）上，存储设备（通常是某些硬盘或某些SSD上的磁盘分区）是一个块设备（请参阅此），也是一个块的[子]序列（即物理 I / O的基本单位）。物理块大小取决于硬件（旧的IDE磁盘的块大小为512字节，新的大型SATA磁盘的块大小为4Kbyte，请阅读Advanced Format wikipage ），以及在创建文件系统时（例如，参见mke2fs （8）mkfs），您可以指定逻辑块大小，该大小是该物理块大小的倍数（通常为2的小数，包括1）。另请阅读有关逻辑块寻址的信息。

过去（例如1990年代的Sun3工作站），磁盘是由圆柱体制成的，磁头按扇区组织（请参阅CHS Wikipage），扇区中包含一个块。时至今日，这些仍然存在，但它们是由硬盘控制器（磁盘本身上的电路）提供的人工制品。在某些OS中，块设备驱动程序会重新计划和重新排列IO请求，以最大程度地减少磁盘磁头移动和旋转延迟。

这样，文件系统可以与任何类型的存储设备（传统硬盘，SSD，USB闪存驱动器等）一起使用，并且仅更改存储设备的设备驱动程序。

是的，但是问题出在细节上（例如，阅读有关TRIM和Write Amplification（特定于SSD的信息））。而且细节很重要，因此实际的实现比您的图要简单。阅读有关文件系统的更多信息（并考虑包括SMB和NFS在内的集群和远程文件系统；也了解Logical Volume Manager）。

阅读操作系统：三个简单的部分（及其持久性部分）。

请注意，FreeBSD中没有使用块设备（实际上为字符和块设备提供了通用的抽象）。我怀疑即使在Windows上，操作系统也知道分区，块大小等（但您应该检查）。

Basile Starynkevitch所说的一切都是正确的。我会再加一点。实际上，磁盘驱动器是“块”驱动器，但是块设备（和许多其他设备）以两种形式出现：“原始”和“煮熟”。原始设备只能以其原始存储块大小的倍数的块进行寻址。因此，原始磁盘设备一次只能读取一个或多个块，而不能读取一个或两个字节。煮熟的设备增加了一层，可以进行更小的操作，以及其他各种功能。

文件系统与原始设备一起使用，因此，如BS所解释的那样，它们不将它们看作字节的大数组，而是块的大数组。