IT自救術－磁碟系統的階層式管理概念

這期的內容，要先請你運用一些想像力，努力想一下。

假設你的職務是個「資料室管理員」，你有一個櫃子可以用來放資料，但是，你這個櫃子的容量很大很大，居然有高達「10萬個」抽屜，請問一下，你要怎樣管理你的資料？

請先想像「資料室該如何管理？」
我自己想了一下，覺得這簡單的問題其實也不簡單哩！

首先，當你有10萬個抽屜，你會連「哪個抽屜到底是空的，滿的，還是放了部份資料？」都看不出來。因此，每當你有新進的資料要存放，你會連該放到哪個抽屜去都不知道。

其次，所謂的「資料」只是個籠統的概念，我們暫且就把資料想像成一個一個的卷宗要收藏進抽屜裡。但是，資料存入抽屜後，並不是就不再需要找出來用（如果是這樣，那資料不如燒掉算了）。但是，如果資料就只是亂放（不做任何登記），以後就幾乎是一定找不著了。

再換個方式想，如果你只有10個、20個抽屜，找資料時大不了一個一個抽屜翻查即可。但在這裡，我用的極端的例子，是有10萬個抽屜，這時「一個一個翻查」顯然是沒有作用的方案。

我想了很久，想到一個簡單、可行的方案。那就是，把所有的抽屜編號，然後每個卷宗放入抽屜之前，都得用一本簿子（叫作「卷宗管理簿」好了）登記，絕不可遺漏。日後無論是要查詢卷宗的位置，還是卷宗的出入，都得經過這本簿子。這方法似乎還過得去，但各位可以想想看有沒有其他更有效的方法來管理卷宗呢？

我曾想過，要是抽屜是透明的呢？這只能讓你知道哪個抽屜有東西，哪個沒有，無法解決卷宗查詢、進出的管理問題；要是每個抽屜前面都直接註明內容物呢？這倒是有某種程度的可行性，問題是你真的要找卷宗的話，你還是得從頭到尾看一遍抽屜前方的記錄。

如果你夠認真的想，其實，用卷宗管理簿來管理卷宗還是有大麻煩。這簿子裡面要是有上億個卷宗的資料，就算有管理簿，實際上也是很難快速找到資料。不過，至少，你可以坐著查詢，不用一個個抽屜翻查。

磁碟的管理就類似於卷宗管理
好的，我親愛的讀者，我假設你是個初學者，而你心中已經有個前述的「虛擬卷宗室」想像圖，現在我們來想想，電腦是怎麼一回事。

如果你上期有看本專欄，你會知道，電腦不外乎是由「硬體」和「軟體（驅動程式、作業系統、應用軟體）」所組成。而說到底，軟體都是以檔案的形式，存在磁碟裡面。

也就是說，「檔案」是軟體的「元素」。不管是什麼軟體，都是「以某種形式儲存在某處」的檔案所組成。

最常見的形式，就是存在硬碟機裡面的檔案。

好，把一個一個檔案，想像成一個一個的資料卷宗，存放在硬碟裡面，而硬碟就像是個大容量的抽屜，可供你把卷宗歸檔。如果檔案就只是依據你儲存的順序，一個一個放入磁碟空間裡面，這些檔案將永遠沒辦法被取出來，因為你完全沒有管理的依據！就像是前面所說的，只是個沒有登記簿的資料室一樣。

所以，對每一種電腦的作業系統而言，「檔案管理」都是十分重要的功能。而檔案管理能夠運行的重要原因，就是「磁碟機裡面必須要有個『檔案系統』。」

所以，請各位讀者必須牢記，你在電腦裡面看到的每個檔案，都「不只是你看到」的那樣。比如說，當你看到一個檔案，稱為「我的報告.txt」，事實上，它至少由兩個重要的部分組成。其中一個部分是這個檔案的「本體」，存在磁碟機上的某個位置；另一個部分則是這個檔案的「登記資料」，就是作業系統「登記這檔案存放在某處」的記錄。

而每一種磁碟系統，上面就好像有大量的抽屜空間，可以存放檔案的本體；但其中也有部分空間被規畫用來登記檔案被放在某處，用何種名稱存放，這登記檔案訊息的空間，被稱為「檔案配置表」。只是，檔案配置表的功能是隱性的，它「存在」，但幾乎沒人知道，很像是拍電影的「攝影機」，負責拍攝整部影片卻沒人看得到攝影機在何處。所以，各位請一定要記住：檔案配置表就是你磁碟上所有檔案的「索引」。嚴格說來，它比檔案本體還重要多了。這張表毀了，你的資料就算其實還在，也都沒有辦法讀取出來（雖然你的檔案有可能還有救，那就得用很複雜的方式去救援了，而且能不能救還得靠運氣）。

每一種作業系統都有屬於自己的檔案系統，它們的原理也許類似，但實作技術卻個個不同。Windows 98 SE/Me使用的是FAT32，Windows NT/2000/XP使用的是NTFS，Mac OS使用HFS（Hierarchical File System），Linux系列使用Ext2、Ext3。這些檔案系統的細微差異，以及和中文檔名的相容性，都會影響大家在公司內操作電腦的平順度。

電腦檔案管理和真實檔案管理的異同之處
不過，我最前面舉的例子，資料室的卷宗管理，和電腦的檔案系統之間，其實是有很多差異的。

首先，資料室的抽屜，一個抽屜可能可以擺放多份文件；但電腦的硬碟機存放檔案的單位很小，通常這單位被稱為一個「磁簇（cluster）」。一個檔案可能需要很多磁簇才放得下，但這對磁碟系統來說，一點困難也沒有。

其次，雖然磁碟上用來儲存資料的空間很大，但你要讀取第一號磁簇和第十萬號磁簇的資料內容，耗費的時間卻一樣。因為在真實世界中，你要走到第10萬個抽屜，恐怕得「真的走過去」，但磁碟系統卻只是瞬間的事情（磁片旋轉一下，磁碟臂輕巧的移動一下即可）。但兩種系統中，都需要一個索引表格記錄內容物，這概念倒是一樣的。

再想想，在磁碟系統中，要刪除檔案，只需要在登記簿上，大筆一揮，把資料登記為「消失」即可，資料本上不必去管他，將來新的資料自然會覆蓋過去，不用特別去管那「其實還在上頭」的檔案內容。真實世界中，要刪除資料你只能真的把那些東西給毀掉才算數。

不過，無論如何，你今天看完此篇，只要記得檔案放在磁碟裡面，是有個檔案系統在管理的，這檔案系統中有個檔案配置表十分重要，也就夠了。

檔案系統的階層式結構
有了檔案配置表，固然可以方便的存取單一檔案。但要讓電腦使用者方便的找到檔案，作業系統通常會提供階層式的管理方法。最單純的技術，就是提供「資料夾」這結構，使用者可以把檔案放入自己建造的檔案夾，方便自己檔案的分門別類。

資料夾的上一層結構就是「磁碟機」，一臺電腦通常有好幾臺磁碟機（為求方便行文，光碟機也暫且當作磁碟機的一種），而你最好的親密夥伴就是常被稱為「C碟」的系統磁碟。一般而言，Windows預設會安裝到C:磁碟機，一般人最重要的電腦檔案大多存在此處。

磁碟機的上一層結構就是「電腦」，不過「電腦」這層結構要和更上一層的「網路」階層擺在一起考慮才有意義。如果你的電腦在公司內使用，並有小型的區域網路，若先不考慮資訊安全的問題，理論上同一區域網路中，相連的每臺電腦都可以互相分享檔案，讓其他人存取。

再從網際網路的觀點來看，使用者甚至可以透過所謂的「VPN」功能，存取處於Internet上其他電腦的檔案，只是速度恐怕較慢，但卻有某種程度的方便性。

本期結語：請愛用「檔案總管」
一臺電腦有這麼複雜的磁碟系統，常會讓初學者暈頭轉向。最常見的問題是，「我的檔案究竟存到哪裡去了？」可是，很抱歉的是，如果你都搞不清楚你的檔案存到哪裡去了，你問別人，別人又怎麼會知道呢？

Windows預設是把檔案存在所謂的「我的文件」資料夾裡面，但有很多軟體會不顧這規定，預設把檔案存到別的地方。為了避免你日後找不到檔案，我建議各位，每次存檔，都稍微看一下你存檔的「絕對路徑」是「是哪一個磁碟的哪一個資料夾裡面」。

此外，管理檔案的時候，我個人習慣執行Windows內建的「檔案總管」。檔案總管的好用之處，在於「你可以搞清楚檔案存放的絕對位置和相對位置」，不會造成誤判。下一期，我將介紹檔案總管的操作基礎觀念、方法與密技。