这文章记录一些关于计算机的知识，我觉得程序员应该可以看看，大部分都是抽象，我们在写代码或者在做程序的时候，不用在乎底层知识，我们只需要写，编译器会帮我们处理成想要的样子，我觉得硬件底层是很复杂的一个东西，它不仅仅是编程的逻辑判断，还有物理知识,电的知识，这篇文章是一个个抽象来理解计算机，所以我们不用关心底层什么 ALU，或者 计算等等。

视频

这篇文章不只是记录，也写包括我的理解，可能不是很对，有错误请给提 issues。

感谢CrashCourse 字幕组 以及 Crash Course 你们很棒
文本文件，音乐文件，照片和视频，今天我们要讨论文件到底是什么？以及计算机怎么管理文件

随意排列文件数据完全没问题，但按格式排会更好 这叫 文件格式

你可以发明自己的文件格式，程序员偶尔会这样做，但最好用现成标准，比如 JPEG 和 MP3 ，来看一些简单文件格式，最简单的是文本文件也叫 TXT 文件。

就像其他文件，文本文件只是一长串二进制数，解码数据的关键是 ASCII 编码。

电脑和手机麦克风，每秒可以对声音进行上千次采样，播放声音文件时，扬声器会产生相同的波形。

位图

位图（Bitmap）,后缀 .bmp ，它存图片

计算机上，图片由很多个叫 “像素” 的方块组成，每个像素由三种颜色组成：红，绿，蓝，叫 ”加色三原色“，混在一起可以创造其他颜色。

就像 WAV 文件一样，BMP 文件开头也是元数据有图片宽度，图片高度，颜色深度。

文件在底层全是一样的：一长串二进制，为了知道文件是什么，文件格式至关重要。

计算机怎么存文件

虽然硬件可能是磁带，磁鼓，磁盘或集成电路，通过软硬件抽象后，可以看成一排能存数据的桶。

在很早期时，计算机只做一件事，比如算火炮射程表，整个储存器就像一整个文件。数据从头存到尾，直到占满，但随着计算能力和存储容量的提高，存多个文件变得非常有用，最简单的方法，是把文件连续存储这样能用，但怎么知道文件开头和结尾在哪里？

平面文件系统

储存器没有文件的概念，只是存储大量位，所以为了存多个文件，需要一个特殊文件，记录其他文件的位置，这个特殊文件有很大名字，这里泛称 “目录文件” 这个文件经常存在最开头，方便找 。 位置 0 ! 目录文件里，存所有其他文件的名字。

格式是文件名 +“.” + 扩展名，比如 BMP 或 WAV，扩展名帮助得知文件类型，目录文件还有存文件的元数据，比如创建时间，最后修改时间，文件所有者是谁是否能读/写 或读写都行。

如果您想问您电脑文件夹里面为什么没有，那是因为您用的 os 系统提供的文件管理器

最重要的是，目录文件有文件起始位置和长度，如果要添加文件,删除文件，更改文件名等。必须更新目录文件。

就像书的目录，如果缩短或移动了一个章节，要更新目录，不然页码对不上。

目录文件，以及对目录文件的管理是一个非常简单的文件系统例子。

文件系统专门负责管理文件

平面文件系统，把文件前后排在一起 有个问题，如果给 todo.txt 加一点数据，会覆盖后面 carrie.bmp 的一部分，所以现代文件系统会做两件事。

1. 把空间划分成一块块，导致有一些 ‘预留空间“ 可以方便改动，同时也方便管理，用这样的方案，目录文件要记录文件在哪些块里。

2. 拆分文件，存在多个块里，假设打开 todo.txt 加了些内容，文件太大存不进一块里，我们不想覆盖掉隔壁的块，所以文件系统会分配一个没使用的块，容纳额外的数据。目录文件会记录不止一个块，而是多个块，只要分配块，文件可以轻松增大缩小。

假设想删掉 carrie.bmp 只需要在目录文件删掉那条记录，让一块空间变成了可用，注意这里没有擦除数据，只是把纪录删了，之后某个时候，哪些块会被新数据覆盖，但在此之前，数据还在原处，所以计算机取证团队可以 “恢复” 数据

虽然别人以为数据已经 “删了”，狡猾！

假设往 todo.txt 加了更多数据，所以操作系统分配了一个新块，用了刚刚 
carrie.bmp 的块，现在 todo.txt 在3个块里，隔开了，顺序也是乱的。

这叫碎片

碎片是增/删/改文件导致的，不可避免，对很多存储技术来说，碎屏是坏事，然后文件夹套文件夹 这叫 “分层文件系统” 您的计算机现在就在用这个