文件系統，第 1 部分：簡介 · UIUC CS241 系統編程中文講義

# 文件系統，第 1 部分：簡介 > 原文：<https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/File-System%2C-Part-1%3A-Introduction> ## 導航/術語 ## 設計一個文件系統！你的設計目標是什么？文件系統的設計是一個難題，因為我們希望滿足許多高級設計目標。一份不完整的理想目標清單包括： * 可靠且強大（即使由于功率損耗導致硬件故障或寫入不完整） * 訪問（安全）控件 * 會計和配額 * 索引和搜索 * 版本控制和備份功能 * 加密 * 自動壓縮 * 高性能（例如內存緩存） * 有效使用存儲重復數據刪除并非所有文件系統本身都支持所有這些目標。例如，許多文件系統不會自動壓縮很少使用的文件 ## 什么是`.`，`..`和`...`？在標準的 unix 文件系統中： * `.`代表當前目錄 * `..`代表父目錄 * `...`不是任何目錄的有效表示（這不是祖父目錄）。它 _ 可以 _ 然而是磁盤上文件的名稱。 ## 什么是絕對和相對路徑？絕對路徑是從目錄樹的“根節點”開始的路徑。相對路徑是從樹中當前位置開始的路徑。 ## 有什么相對和絕對路徑的例子？如果從主目錄開始（簡稱“?”），那么`Desktop/cs241`將是一個相對路徑。它的絕對路徑對應可能類似于`/Users/[yourname]/Desktop/cs241`。 ## 如何簡化`a/b/../c/./`？請記住，`..`表示“父文件夾”，`.`表示“當前文件夾”。示例：`a/b/../c/./` * 第 1 步：`cd a`（在 a 中） * 第 2 步：`cd b`（在 a / b 中） * 第 3 步：`cd ..`（在 a 中，因為..表示'父文件夾'） * 第 4 步：`cd c`（在 a / c 中） * 第 5 步：`cd .`（在/ c 中，因為。表示'當前文件夾'）因此，該路徑可以簡化為`a/c`。 ## 什么是文件系統？文件系統是如何在磁盤上組織信息。每當您想要訪問文件時，文件系統都會指示如何讀取文件。這是文件系統的示例圖像。 ![](https://img.kancloud.cn/d1/0b/d10b8f4f1b4c064185eecdcdf77e6ec1_631x418.jpg) 哇，這讓我們分手了 * 超級塊：此塊包含有關文件系統，大小，上次修改時間，日志，inode 數量和第一個 inode 啟動，數據塊數量和第一個數據塊啟動的元數據。 * Inode：這是關鍵的抽象。 inode 是一個文件。 * 磁盤塊：這些是存儲數據的位置。文件的實際內容 ## inode 如何存儲文件內容？ ![](https://img.kancloud.cn/fd/d4/fdd407ce33261ec886c55c31ed7faa5e_1379x870.jpg) 來自[維基百科](http://en.wikipedia.org/wiki/Inode)： > _ 在 Unix 風格的文件系統中，索引節點（非正式地稱為 inode）是用于表示文件系統對象的數據結構，該文件系統對象可以是各種事物之一，包括文件或目錄。每個 inode 都存儲文件系統對象數據的屬性和磁盤塊位置。文件系統對象屬性可以包括操縱元數據（例如，改變，訪問，修改時間），以及所有者和許可數據（例如，組 ID，用戶 ID，許可）。_ 要讀取文件的前幾個字節，請按照第一個間接塊指針指向第一個間接塊并讀取前幾個字節，寫入是相同的過程。如果你想讀取整個文件，繼續閱讀直接塊，直到你的大小用完（我們將討論一些間接塊） > “計算機科學中的所有問題都可以通過另一層次的間接解決。” - 大衛惠勒 ## 為什么要使磁盤塊與內存頁面大小相同？為了支持虛擬內存，我們可以在內存中填充內容。 ## 我們想為每個文件存儲哪些信息？ * 文件名 * 文件大小 * 創建時間，上次修改，上次訪問 * 權限 * 文件路徑 * 校驗 * 文件數據（inode） ## 傳統權限是什么：用戶 - 組 - 文件的其他權限？一些常見的文件權限包括： * 755：`rwx r-x r-x` user：`rwx`，組：`r-x`，其他：`r-x` 用戶可以讀，寫和執行。小組和其他人只能閱讀和執行。 * 644：`rw- r-- r--` user：`rw-`，組：`r--`，其他：`r--` 用戶可以讀寫。小組和其他人只能閱讀。 ## 每個角色的常規文件的 3 個權限位是什么？ * 讀（最重要的位） * 寫（第 2 位） * 執行（最低有效位） ## “644”“755”是什么意思？這些是八進制格式的權限示例（基數 8）。每個八進制數字對應不同的角色（用戶，組，世界）。我們可以按如下方式讀取八進制格式的權限： * 644 - R / W 用戶權限，R 組權限，R 世界權限 * 755 - R / W / X 用戶權限，R / X 組權限，R / X 世界權限 ## 你可以在每個間接表中存儲多少個指針？作為一個有效的例子，假設我們將磁盤劃分為 4KB 塊，并且我們想要尋址最多 2 ^ 32 個塊。最大磁盤大小為 4KB * 2 ^ 32 = 16TB（記住 2 ^ 10 = 1024）磁盤塊可以存儲 4KB / 4B（每個指針需要 32 位）= 1024 個指針。每個指針指的是一個 4KB 磁盤塊 - 因此您可以參考最多 1024 * 4KB = 4MB 的數據對于相同的磁盤配置，雙間接塊存儲 1024 個指向 1024 個間接表的指針。因此，雙間接塊可以指代最多 1024 * 4MB = 4GB 的數據。類似地，三重間接塊可以指代最多 4TB 的數據。 [轉到文件系統：第 2 部分](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/File-System,-Part-2:-Files-are-inodes-(everything-else-is-just-data...))