Вопрос про особенности работы ОС
 

Например, есть файл. В нем какое-то содержимое. Я его перезаписываю. Запись будет произведена поверх старых данных или в новые области памяти(кластеры)? Старое содержимое можно будет восстановить или нет?

Восстановить полностью.

В следующий раз добавляй ключ -i

cp/mv -i ...

В некоторых nix* системах теоретически может помочь следующее (все зависит от файловой системы):

sudo su -
cd ~
umount /home
df

grep -a --after-context=800 ---before-context800 'soldier' /dev/disk0s2 | text > file.txt

Также можно посмотреть кеш mc или вашей IDE

Только делать это нужно сразу, иначе философия nix* говорит:

В винде возможно поможет TestDisk или Data Recovery (для ленивых)

вопрос был другой: когда мы изменяем файл, новые данные записываются в те же области памяти или новые?

Так это не от оси зависит а от устройства файловой системы и типа жесткого диска (SSD или HDD).
Но последний раз я интересовался этим лет 5 назад и поэтому не помню как тогда было и не знаю как сейчас есть.

походу пишет в тот же блок, если влазит. но остаточная намагниченость теоретически позволяет восстановить прежнее состояние