操作系统中的文件和文件系统详解

操作系统中的文件和文件系统详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_73399576/article/details/144622171

操作系统中的文件和文件系统是存储和管理数据的重要机制。文件是数据的有序集合，而文件系统则是管理和组织这些文件的软件机构。通过文件系统，用户可以方便地存储、检索和保护数据。

一、文件

1. 定义：文件是数据的有序集合，是用户存储信息于辅存的基本逻辑单位。文件可以是字符流构成的无结构文件，也可以是包含相似记录的结构化文件。

2. 类型：

• 按性质和用途：系统文件（由系统软件构成的文件）、用户文件（用户委托文件系统保存的文件）、库文件（由标准子程序及常用的例程等组成）。
• 按数据形式：源文件（源程序和数据构成的文件）、目标文件（源程序经编译器编译后的文件）、可执行文件（源程序经编译器编译后的目标代码与连接程序连接后所形成的文件）。
• 按组织形式：普通文件、目录文件（由文件的目录信息构成的文件）、特殊文件（在UNIX系统中，所有的输入、输出设备都看成是特殊文件）。
• 按信息保存期限：临时文件、永久文件、档案文件。
• 按保护级别：只读文件、读写文件、可执行文件。
• 按逻辑结构：流式文件和记录文件。
• 按物理结构：顺序（连续）文件、链接文件、索引文件。

3. 组成：文件包含文件体和文件控制块（File Control Block，FCB）两部分。文件体是文件的内容，而文件控制块是文件的说明信息，包括文件名、用户名、文件类型、文件的外存地址、文件逻辑结构、文件的物理结构等。

二、文件系统

1. 定义：文件系统是操作系统用于明确存储设备（如磁盘、固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构。它是操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构。

2. 功能：

• 管理和调度文件的存储空间：提供文件的逻辑结构、物理结构和存储方法。
• 文件映射：实现文件从标识到实际地址的映射。
• 文件操作：实现文件的控制操作和存取操作。
• 文件共享和保护：实现文件信息的共享，并提供可靠的文件保密和保护措施。
• 用户接口：向用户提供一个方便使用的接口，即一组易用的文件操作命令。

3. 特点：

• 提供友好的用户接口。
• 文件存取操作对用户是透明的。

4. 层次结构：文件系统的传统模型为层次模型，由许多不同的层组成。每一层通过下一层的功能特性来创建新的功能，并向上层提供更多的功能。这些层次包括符号文件系统、基本文件系统、物理文件系统等。

5. 常见文件系统：

• FAT（File Allocation Table）：微软在Dos/Windows系列操作系统中使用的一种文件系统的总称，包括FAT12、FAT16、FAT32。
• NTFS（New Technology File System）：Windows NT环境的文件系统，是Windows NT家族的限制级专用的文件系统。
• CDFS：大部分光盘的文件系统。
• exFAT：Microsoft在Windows Embedded 5.0以上版本中引入的一种适合于闪存的文件系统。
• Ext：GNU/Linux系统中标准的文件系统，具有优良的存取文件性能。
• Btrfs：由Oracle宣布并进行中的copy-on-write文件系统，目标是取代Linux的ext3文件系统。
• ZFS：源自于Sun Microsystems为Solaris操作系统开发的文件系统，具有高存储容量和便捷的存储池管理功能。
• HFS（HFS+）：由苹果电脑开发并使用在Mac OS上的文件系统。
• ReiserFS：能很有效率地处理从大型文件到众多小文件的文件系统。
• JFS（JOURNAL FILE SYSTEM）：一种字节级日志文件系统，借鉴了数据库保护系统的技术。
• VMFS：VMware Virtual Machine File System，一种高性能的群集文件系统。
• UFS：基于BSD高速文件系统的传统UNIX文件系统，是Solaris的默认文件系统。
• ReFS（Resilient File System）：在Windows 8.1和Server 2012中新引入的一个文件系统，旨在保持较高的稳定性。

综上所述，操作系统中的文件和文件系统是存储和管理数据的重要机制。文件是数据的有序集合，而文件系统则是管理和组织这些文件的软件机构。通过文件系统，用户可以方便地存储、检索和保护数据。