文件系统主要内容

❶ linux 超级模块包含哪些文件系统信息

一、文件系统
1.重要作用简介：
1）.承担信息处理的组织、管理和维护等任务。
2）.文件是Linux系统中信息的存储、读写和执行的基本单位。
3）.操作系统正是通过文件系统管理信息的存储、传输和加工等多种处理的功能的。

2.Linux 文件系统部分的主要目录介绍
1）. /bin 二进制可执行命令，常用的基本命令。如：cat、cp、mv、rm、ls及ps；bash等各种shell。
2）./dev 设备特殊文件，设备文件，这个目录包含了系统支持的所有的设备文件。如console表示系统控制台，lp0表示打印机，ttyXX表示系统的串口设备，cdrom表示CD/DVD驱动器，dsp文件表示系统的音响设备，mem表示系统的物理内存，kmem表示内核占用的虚拟内存，sda表示连接到主控制器第一个磁盘等等。
3）./etc 系统管理和配置文件，该目录是整个Linux系统的中心，其中包含了所有系统管理和维护方面的配置文件。如：apache2 Apache配置文件的根目录；apt 包含软件管理工具使用的配置文件；init.d 用于存储系统启动过程中需要由init调度执行的脚步文件。
4）./home 用户主目录的基点，比如用户user的主目录就是/home/user，可以用~user表示。
5）./lib 标准程序设计库，又叫动态链接共享库，作用类似windows里的.dll文件。该目录含有系统引导过程以及运行系统命令所需要的内核模块和各种动态链接共享库文件。
6）./sbin 系统管理命令，这里存放的是系统管理员使用的管理和维护程序。
7）./tmp 公用的临时文件存储点。 用于存储系统运行过程中生成的临时文件，也可以供用户存储自己的临时文件。
8）./root 系统管理员的主目录（超级用户的主目录）。
9）./mnt 系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统。
10）./lost+found 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows下叫什么.chk）就在这里。每个文件系统分区都存在一个lost+found目录，用于存储fsck命令在检测与修复文件系统时删除的文件或目录。
11）./proc 虚拟的目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息。
12）./var 某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件。既可以作为一个单独的文件系统，也可以作为根目录下的一个子目录，用于存储各种可变长的数据文件、暂存文件或待处理的临时文件等。
13）./usr 最庞大的目录，要用到的应用程序和文件几乎都在这个目录。其中包含：/usr/x11r6 存放x window的目录 ；/usr/bin 众多的应用程序；/usr/sbin 超级用户的一些管理程序； /usr/doc linux文档；/usr/include linux下开发和编译应用程序所需要的头文件； /usr/lib 常用的动态链接库和软件包的配置文件；/usr/man 帮助文档；/usr/src 源代码，linux内核的源代码就放在/usr/src/linux里；/usr/local/bin 本地增加的命令；/usr/local/lib 本地增加的库。
14）./boot 其中包含系统引导程序、Linux内核程序文件vmlinuz、磁盘内存映像文件initrd以及GRUB初始引导程序和配置文件等。
15）./media 移动存储介质的安装点。
16）./opt应用程序等附加软件的安装目录。
17）./srv 用于存储本地系统提供的服务进程所用的数据文件。
18）./sys 系统各种设备配置信息的根目录。

下面详细介绍；
/etc文件系统
/etc 目录包含各种系统配置文件，下面说明其中的一些。其他的你应该知道它们属于哪个
程序，并阅读该程序的m a n页。许多网络配置文件也在/etc 中。
1. /etc/rc或/etc/rc.d或/etc/rcN.d
启动、或改变运行级时运行的脚本或脚本的目录。
2. /etc/passwd
用户数据库，其中的域给出了用户名、真实姓名、用户起始目录、加密口令和用户的其他信息。
3. /etc/fdprm
软盘参数表，用以说明不同的软盘格式。可用setfdprm 进行设置。更多的信息见setfdprm 的帮助页。
4. /etc/fstab
指定启动时需要自动安装的文件系统列表。也包括用swapon -a启用的swap区的信息。
5. /etc/group
类似/etc/passwd ，但说明的不是用户信息而是组的信息。包括组的各种数据。
6. /etc/inittab
init 的配置文件。
7. /etc/issue
包括用户在登录提示符前的输出信息。通常包括系统的一段短说明或欢迎信息。具体内容由系统管理员确定。
8. /etc/magic
“f i l e”的配置文件。包含不同文件格式的说明，“f i l e”基于它猜测文件类型。
9. /etc/motd
motd是message of the day的缩写，用户成功登录后自动输出。内容由系统管理员确定。
常用于通告信息，如计划关机时间的警告等。
10. /etc/mtab
当前安装的文件系统列表。由脚本( s c r i t p )初始化，并由mount 命令自动更新。当需要一个当前安装的文件系统的列表时使用(例如df 命令)。
11. /etc/shadow
在安装了影子( shadow )口令软件的系统上的影子口令文件。影子口令文件将/ etc/ passwd 文件中的加密口令移动到/ etc/ shadow中，而后者只对超级用户( root)可读。这使破译口令更困难，以此增加系统的安全性。
12. /etc/login.defs
login命令的配置文件。
13. /etc/printcap
类似/etc/termcap ，但针对打印机。语法不同。
14. /etc/profile 、/ etc/ csh . login、/etc/csh.cshrc
登录或启动时bourne或c shells执行的文件。这允许系统管理员为所有用户建立全局缺省环境。
15. /etc/securetty
确认安全终端，即哪个终端允许超级用户( root)登录。一般只列出虚拟控制台，这样就不可能(至少很困难)通过调制解调器( modem)或网络闯入系统并得到超级用户特权。
16. /etc/shells
列出可以使用的shell。chsh 命令允许用户在本文件指定范围内改变登录的shell。提供一台机器f t p服务的服务进程ftpd 检查用户shell是否列在/etc/shells 文件中，如果不是，将不允许该用户登录。
17. /etc/termcap
终端性能数据库。说明不同的终端用什么“转义序列”控制。写程序时不直接输出转义序列(这样只能工作于特定品牌的终端)，而是从/etc/termcap 中查找要做的工作的正确序列。这样，多数的程序可以在多数终端上运行。

/dev文件系统
/dev 目录包括所有设备的设备文件。设备文件用特定的约定命名，这在设备列表中说明。 设备文件在安装时由系统产生，以后可以用/dev/makedev 描述。/ d e v / m a k e d e v.local 是系统管理员为本地设备文件(或连接)写的描述文稿(即如一些非标准设备驱动不是标准makedev 的一部分)。下面简要介绍/ d e v下一些常用文件。
1. /dev/console
系统控制台，也就是直接和系统连接的监视器。
2. /dev/hd
i d e硬盘驱动程序接口。如：/dev/hda指的是第一个硬盘，hda则是指/dev / hda的第一个 分区。如系统中有其他的硬盘，则依次为/ d e v / h d b、/ d e v / h d c、. . . . . .；如有多个分区则依次为hda1、hda2..................。
3. /dev/sd
scsi磁盘驱动程序接口。如有系统有s c s i硬盘，就不会访问/dev/had，而会访问/dev / sda。
4. /dev/fd
软驱设备驱动程序。如：/dev/fd0指系统的第一个软盘，也就是通常所说的a：盘， /dev/fd1指第二个软盘，. . . . . .而/ d e v / f d 1 h 1 4 4 0则表示访问驱动器1中的4 . 5高密盘。
5. /dev/st
scsi磁带驱动器驱动程序。
6. /dev/tty
提供虚拟控制台支持。如：/dev/tty 1指的是系统的第一个虚拟控制台， /dev/tty 是系统的第二个虚拟控制台。
7. /dev/pty
提供远程登陆伪终端支持。在进行telnet登录时就要用到/dev/pty 设备。
8. /dev/ttys
计算机串行接口，对于d o s来说就是“ com 1”口。
9. /dev/cua
计算机串行接口，与调制解调器一起使用的设备。
10. /dev/null
“黑洞”，所有写入该设备的信息都将消失。例如：当想要将屏幕上的输出信息隐藏起来
时，只要将输出信息输入到/dev/null 中即可。

/usr文件系统
/usr 是个很重要的目录，通常这一文件系统很大，因为所有程序安装在这里。/usr 里的
所有文件一般来自l i n u x发行版( distribution )；本地安装的程序和其他东西在/usr/local 下，因为这样可以在升级新版系统或新发行版时无须重新安装全部程序。/usr 目录下的许多内容是可选的，但这些功能会使用户使用系统更加有效。/ u s r可容纳许多大型的软件包和它们的配置 文件。下面列出一些重要的目录(一些不太重要的目录被省略了)。
1. /usr/x11r6
包含x wi ndow系统的所有可执行程序、配置文件和支持文件。为简化x的开发和安装，x的文件没有集成到系统中。x wi ndow系统是一个功能强大的图形环境，提供了大量的图形工具程序。用户如果对microsoft windows或mac hintosh比较熟悉的话，就不会对x wi ndow系统感到束手无策了。
2. /usr/x386
类似/usr/x11r6 ，但是是专门给x11 release 5的。

❷ 根文件系统的简介

首先要明白的是“什么是文件系统”，文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。这种机制有利于用户和操作系统的交互。在一篇oracle的技术文章中看到这样一句话“尽管内核是 Linux 的核心，但文件却是用户与操作系统交互所采用的主要工具。这对 Linux 来说尤其如此，这是因为在 UNIX 传统中，它使用文件 I/O 机制管理硬件设备和数据文件”，这句话我是这样理解的，在Linux没有文件系统的话，用户和操作系统的交互也就断开了，例如我们使用最多的交互shell，包括其它的一些用户程序，都没有办法运行。在这里可以看到文件系统相对于Linux操作系统的重要性。下面是Linux文件系统组件的体系结构。
用户空间包含一些应用程序（例如，文件系统的使用者）和 GNU C 库（glibc），它们为文件系统调用（打开、读取、写和关闭）提供用户接口。系统调用接口的作用就像是交换器，它将系统调用从用户空间发送到内核空间中的适当端点。
VFS 是底层文件系统的主要接口。这个组件导出一组接口，然后将它们抽象到各个文件系统，各个文件系统的行为可能差异很大。有两个针对文件系统对象的缓存（inode 和dentry）。它们缓存最近使用过的文件系统对象。
每个文件系统实现（比如 ext2、JFS 等等）导出一组通用接口，供 VFS 使用。缓冲区缓存会缓存文件系统和相关块设备之间的请求。例如，对底层设备驱动程序的读写请求会通过缓冲区缓存来传递。这就允许在其中缓存请求，减少访问物理设备的次数，加快访问速度。以最近使用（LRU）列表的形式管理缓冲区缓存。注意，可以使用 sync 命令将缓冲区缓存中的请求发送到存储媒体（迫使所有未写的数据发送到设备驱动程序，进而发送到存储设备）。
当我们在Windows下，提到文件系统时，你的第一反应是想到的是什么？是不是Windows下的一些Fat32、NTFS等的文件系统的类型。而在Linux中，你可能会想到Ext2、Ext3，但你还必须要有一个根文件系统的概念。根文件系统首先是一种文件系统，该文件系统不仅具有普通文件系统的存储数据文件的功能，但是相对于普通的文件系统，它的特殊之处在于，它是内核启动时所挂载（mount）的第一个文件系统，内核代码的映像文件保存在根文件系统中，系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些初始化脚本（如rcS,inittab）和服务加载到内存中去运行。我们要明白文件系统和内核是完全独立的两个部分。在嵌入式中移植的内核下载到开发板上，是没有办法真正的启动Linux操作系统的，会出现无法加载文件系统的错误。
那么根文件系统在系统启动中到底是什么时候挂载的呢？先将/dev/ram0挂载，而后执行/linuxrc.等其执行完后。切换根目录，再挂载具体的根文件系统.根文件系统执行完之后，也就是到了Start_kernel()函数的最后，执行init的进程，也就第一个用户进程。对系统进行各种初始化的操作。如果要弄明白这里的过程的话，可要好好的看看Linux内核源码了。下图展示了VFS，内核，文件系统的层次结构：
根文件系统之所以在前面加一个”根“，说明它是加载其它文件系统的”根“，既然是根的话，那么如果没有这个根，其它的文件系统也就没有办法进行加载的。它包含系统引导和使其他文件系统得以挂载（mount）所必要的文件。根文件系统包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux启动时都需要有init目录下的相关文件，在 Linux挂载分区时Linux一定会找/etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等，任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。
Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。成功之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。
在 Linux 中将一个文件系统与一个存储设备关联起来的过程称为挂载（mount）。使用 mount 命令将一个文件系统附着到当前文件系统层次结构中（根）。在执行挂装时，要提供文件系统类型、文件系统和一个挂装点。根文件系统被挂载到根目录下“/”上后，在根目录下就有根文件系统的各个目录，文件：/bin /sbin /mnt等，再将其他分区挂接到/mnt目录上，/mnt目录下就有这个分区的各个目录，文件。
Linux根文件系统中一般有如下图的几个目录：
1./bin目录
该目录下的命令可以被root与一般账号所使用，由于这些命令在挂接其它文件系统之前就可以使用，所以/bin目录必须和根文件系统在同一个分区中。
/bin目录下常用的命令有：cat、chgrp、chmod、cp、ls、sh、kill、mount、umount、mkdir、[、test等。其中“[”命令就是test命令，我们在利用Busybox制作根文件系统时，在生成的bin目录下，可以看到一些可执行的文件，也就是可用的一些命令。
2./sbin 目录
该目录下存放系统命令，即只有系统管理员（俗称最高权限的root）能够使用的命令，系统命令还可以存放在/usr/sbin,/usr/local/sbin目录下，/sbin目录中存放的是基本的系统命令，它们用于启动系统和修复系统等，与/bin目录相似，在挂接其他文件系统之前就可以使用/sbin，所以/sbin目录必须和根文件系统在同一个分区中。
/sbin目录下常用的命令有：shutdown、reboot、fdisk、fsck、init等，本地用户自己安装的系统命令放在/usr/local/sbin目录下。
3、/dev目录
该目录下存放的是设备与设备接口的文件，设备文件是Linux中特有的文件类型，在Linux系统下，以文件的方式访问各种设备，即通过读写某个设备文件操作某个具体硬件。比如通过dev/ttySAC0文件可以操作串口0，通过/dev/mtdblock1可以访问MTD设备的第2个分区。比较重要的文件有/dev/null, /dev/zero, /dev/tty, /dev/lp*等。
4./etc目录
该目录下存放着系统主要的配置文件，例如人员的账号密码文件、各种服务的其实文件等。一般来说，此目录的各文件属性是可以让一般用户查阅的，但是只有root有权限修改。对于PC上的Linux系统，/etc目录下的文件和目录非常多，这些目录文件是可选的，它们依赖于系统中所拥有的应用程序，依赖于这些程序是否需要配置文件。在嵌入式系统中，这些内容可以大为精减。
5./lib目录
该目录下存放共享库和可加载（驱动程序），共享库用于启动系统。运行根文件系统中的可执行程序，比如：/bin /sbin 目录下的程序。
6./home目录
系统默认的用户文件夹，它是可选的，对于每个普通用户，在/home目录下都有一个以用户名命名的子目录，里面存放用户相关的配置文件。
7./root目录
系统管理员（root）的主文件夹，即是根用户的目录，与此对应，普通用户的目录是/home下的某个子目录。
8./usr目录
/usr目录的内容可以存在另一个分区中，在系统启动后再挂接到根文件系统中的/usr目录下。里面存放的是共享、只读的程序和数据，这表明/usr目录下的内容可以在多个主机间共享，这些主要也符合FHS标准的。/usr中的文件应该是只读的，其他主机相关的，可变的文件应该保存在其他目录下，比如/var。/usr目录在嵌入式中可以精减。
9./var目录
与/usr目录相反，/var目录中存放可变的数据，比如spool目录（mail,news），log文件，临时文件。
10./proc目录
这是一个空目录，常作为proc文件系统的挂接点，proc文件系统是个虚拟的文件系统，它没有实际的存储设备，里面的目录，文件都是由内核
临时生成的，用来表示系统的运行状态，也可以操作其中的文件控制系统。
11./mnt目录
用于临时挂载某个文件系统的挂接点，通常是空目录，也可以在里面创建一引起空的子目录，比如/mnt/cdram /mnt/hda1 。用来临时挂载光盘、移动存储设备等。
12. /tmp目录
用于存放临时文件，通常是空目录，一些需要生成临时文件的程序用到的/tmp目录下，所以/tmp目录必须存在并可以访问。
那我们利用Busybox制作根文件系统就是创建这上面的这些目录，和这些目录下面的各种文件。
对于嵌入式Linux系统的根文件系统来说，一般可能没有上面所列出的那么复杂，比如嵌入式系统通常都不是针对多用户的，所以/home这个目录在一般嵌入式Linux中可能就很少用到，而/boot这个目录则取决于你所使用的BootLoader是否能够重新获得内核映象从你的根文件系统在内核启动之前。一般说来，只有/bin，/dev，/etc，/lib，/proc，/var，/usr这些需要的，而其他都是可选的。
根文件系统一直以来都是所有类Unix操作系统的一个重要组成部分，也可以认为是嵌入式Linux系统区别于其他一些传统嵌入式操作系统的重要特征，它给 Linux带来了许多强大和灵活的功能，同时也带来了一些复杂性。我们需要清楚的了解根文件系统的基本结构，以及细心的选择所需要的系统库、内核模块和应用程序等，并配置好各种初始化脚本文件，以及选择合适的文件系统类型并把它放到实际的存储设备的合适位置，下面是几中比较常用的文件系统。

❸ Linux根文件系统基本包括哪些内容

通常情况下，Linux内核启动后期，会寻找并挂载根文件系统。根文件系统可以存在于磁盘上，也可以是存在于内存中的映像，其中包含了Linux系统正常运行所必须的库和程序等等，按照一定的目录结构存放。Linux根文件系统基本包括如下内容：

基本的目录结构：/bin、/sbin、/dev、/etc、/lib、/var、/proc、/sys、/tmp等；整个根文件系统都是挂在根目录（/）下，FHS对顶层目录的要求和说明如下表所列。

基本程序运行所需的库文件，如glibc等；

基本的系统配置文件，如inittab、rc等；

必要的设备文件，如/dev/ttyS0、/dev/console等；

基本应用程序，如sh、ls、cd、mv等。

你可以去【周立功】那边了解一下的，蛮多信息的。

❹ gap文件系统主要记录有哪些内容

路径、名称、大小、权限、时间。Gap文件系统主要记录有文件和文件夹的路径、名称、大小、权限、时间戳等信息，是一种日志文件系统，会在文件和文件夹的元数据中记录这些信息，以便用户可以通过这些信息来查看和追踪文件的变更情况。

❺ 程序员必备知识（操作系统5-文件系统）

本篇与之前的第三篇的内存管理知识点有相似的地方

对于运行的进程来说，内存就像一个纸箱子, 仅仅是一个暂存数据的地方， 而且空间有限。如果我们想要进程结束之后，数据依然能够保存下来，就不能只保存在内存里，而是应该保存在 外部存储 中。就像图书馆这种地方，不仅空间大,而且能够永久保存。

我们最常用的外部存储就是 硬盘 ，数据是以文件的形式保存在硬盘上的。为了管理这些文件，我们在规划文件系统的时候，需要考虑到以下几点。

第一点,文件系统要有严格的组织形式，使得文件能够 以块为单位进行存储 。这就像图书馆里，我们会给设置一排排书架，然后再把书架分成一个个小格子，有的项目存放的资料非常多，一个格子放不下，就需要多个格子来进行存放。我们把这个区域称为存放原始资料的 仓库区 。

第二点,文件系统中也要有 索引区 ，用来方便查找一个文件分成的多个块都存放在了什么位置。这就好比，图书馆的书太多了,为了方便查找,我们需要专门设置一排书架,这里面会写清楚整个档案库有哪些资料,资料在哪个架子的哪个格子上。这样找资料的时候就不用跑遍整个档案库,在这个书架上找到后，直奔目标书架就可以了。

第三点,如果文件系统中有的文件是热点文件,近期经常被读取和写入，文件系统应该有 缓存层 。这就相当于图书馆里面的热门图书区,这里面的书都是畅销书或者是常常被借还的图书。因为借还的次数比较多,那就没必要每次有人还了之后，还放回遥远的货架，我们可以专门开辟一个区域, 放置这些借还频次高的图书。这样借还的效率就会提高。

第四点,文件应该用 文件夹 的形式组织起来，方便管理和查询。这就像在图书馆里面，你可以给这些资料分门别类,比如分成计算机类.文学类.历史类等等。这样你也容易管理，项目组借阅的时候只要在某个类别中去找就可以了。

在文件系统中，每个文件都有一个名字,这样我们访问一个文件，希望通过它的名字就可以找到。文件名就是一个普通的文本。 当然文件名会经常冲突,不同用户取相同的名字的情况还是会经常出现的。

要想把很多的文件有序地组织起来,我们就需要把它们成为 目录 或者文件夹。这样,一个文件夹里可以包含文件夹,也可以包含文件,这样就形成了一种 树形结构 。而我们可以将不同的用户放在不同的用户目录下，就可以一定程度上避免了命名的冲突问题。

第五点，Linux 内核要在自己的内存里面维护一套数据结构，来保存哪些文件被哪些进程打开和使用 。这就好比，图书馆里会有个图书管理系统，记录哪些书被借阅了，被谁借阅了，借阅了多久,什么时候归还。

文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，说简单点,就是负责把用户的文件存到磁盘硬件中,因为即使计算机断电了，磁盘里的数据并不会丢失,所以可以持久化的保存文件。

文件系统的基本数据单位是 文件 ，它的目的是对磁盘上的文件进行组织管理，那组织的方式不同,就会形成不同的文件系统。

Linux最经典的一句话是:“一切皆文件”,不仅普通的文件和目录，就连块设备、管道、socket 等，也都是统一交给文件系统管理的。

Linux文件系统会为每个文件分配两个数据结构: 索引节点(index node) 和 目录项(directory entry) ，它们主要用来记录文件的元信息和目录层次结构。

●索引节点，也就是inode, 用来记录文件的元信息，比如inode编号、文件大小访问权限、创建时间、修改时间、 数据在磁盘的位置 等等。 索引节点是文件的唯一标识 ,它们之间一一对应, 也同样都会被 存储在硬盘 中,所以索引节点同样占用磁盘空间。

●目录项，也就是dentry, 用来记录文件的名字、索引节点指针以及与其他目录项的层级关联关系。多个目录项关联起来，就会形成 目录结构 ，但它与索引节点不同的是,目录项是由内核维护的一个数据结构,不存放于磁盘，而是 缓存在内存 。

由于索引节点唯一标识一个文件，而目录项记录着文件的名，所以目录项和索引节点的关系是多对一,也就是说，一个文件可以有多个别字。比如，硬链接的实现就是多个目录项中的索引节点指向同一个文件。

注意，目录也是文件，也是用索引节点唯一标识，和普通文件不同的是，普通文件在磁盘里面保存的是文件数据，而目录文件在磁盘里面保存子目录或文件。

（PS：目录项和目录不是一个东西！你也不是一个东西（^_=）， 虽然名字很相近，但目录是个文件。持久化存储在磁盘,而目录项是内核一个数据结构,缓存在内存。

如果查询目录频繁从磁盘读，效率会很低，所以内核会把已经读过的目录用目录项这个数据结构缓存在内存，下次再次读到相同的目录时，只需从内存读就可以,大大提高了 文件系统的效率。

目录项这个数据结构不只是表示目录，也是可以表示文件的。）

磁盘读写的最小单位是 扇区 ，扇区的大小只有512B大小，很明显，如果每次读写都以这么小为单位，那这读写的效率会非常低。

所以，文件系统把多个扇区组成了一个 逻辑块 ，每次读写的最小单位就是逻辑块(数据块) , Linux中的逻辑块大小为4KB,也就是一次性读写 8个扇区,这将大大提高了磁盘的读写的效率。

以上就是索引节点、目录项以及文件数据的关系，下面这个图就很好的展示了它们之间的关系:

索引节点是存储在硬盘上的数据，那么为了加速文件的访问，通常会把索引节点加载到内存中。

另外，磁盘进行格式化的时候，会被分成三个存储区域，分别是超级块、索引节点区和数据块区。

●超级块,用来存储文件系统的详细信息，比如块个数、块大小、空闲块等等。

●索引节点区,用来存储索引节点;

●数据块区，用来存储文件或目录数据;

我们不可能把超级块和索引节点区全部加载到内存,这样内存肯定撑不住，所以只有当需要使用的时候，才将其加载进内存，它们加载进内存的时机是不同的.

●超级块:当文件系统挂载时进入内存;

●索引节点区:当文件被访问时进入内存;

文件系统的种类众多，而操作系统希望 对用户提供一个统一的接口 ，于是在用户层与文件系统层引入了中间层，这个中间层就称为 虚拟文件系统(Virtual File System, VFS) 。

VFS定义了一组所有文件系统都支持的数据结构和标准接口,这样程序员不需要了解文件系统的工作原理，只需要了解VFS提供的统一接口即可。

在Linux文件系统中，用户空间、系统调用、虚拟机文件系统、缓存、文件系统以及存储之间的关系如下图:

Linux支持的文件系统也不少，根据存储位置的不同，可以把文件系统分为三类:

●磁盘的文件系统，它是直接把数据存储在磁盘中,比如Ext 2/3/4. XFS 等都是这类文件系统。

●内存的文件系统，这类文件系统的数据不是存储在硬盘的,而是占用内存空间，我们经常用到的/proc 和/sys文件系统都属于这一类,读写这类文件,实际上是读写内核中相关的数据。

●网络的文件系统,用来访问其他计算机主机数据的文件系统，比如NFS. SMB等等。

文件系统首先要先挂载到某个目录才可以正常使用，比如Linux系统在启动时,会把文件系统挂载到根目录。

在操作系统的辅助之下，磁盘中的数据在计算机中都会呈现为易读的形式，并且我们不需要关心数据到底是如何存放在磁盘中,存放在磁盘的哪个地方等等问题，这些全部都是由操作系统完成的。

那么，文件数据在磁盘中究竟是怎么样的呢?我们来一探究竟!

磁盘中的存储单元会被划分为一个个的“ 块 ”，也被称为 扇区 ,扇区的大小一般都为512byte.这说明即使一块数据不足512byte,那么它也要占用512byte的磁盘空间。

而几乎所有的文件系统都会把文件分割成固定大小的块来存储，通常一个块的大小为4K。如果磁盘中的扇区为512byte,而文件系统的块大小为4K,那么文件系统的存储单元就为8个扇区。这也是前面提到的一个问题，文件大小和占用空间之间有什么区别?文件大小是文件实际的大小，而占用空间则是因为即使它的实际大小没有达到那么大,但是这部分空间实际也被占用，其他文件数据无法使用这部分的空间。所以我们 写入1byte的数据到文本中,但是它占用的空间也会是4K。

这里要注意在Windows下的NTFS文件系统中，如果一开始文件数据小于 1K,那么则不会分配磁盘块来存储，而是存在一个文件表中。但是一旦文件数据大于1K,那么不管以后文件的大小，都会分配以4K为单位的磁盘空间来存储。

与内存管理一样,为了方便对磁盘的管理,文件的逻辑地址也被分为一个个的文件块。于是文件的逻辑地址就是(逻辑块号，块内地址)。用户通过逻辑地址来操作文件,操作系统负责完成逻辑地址与物理地址的映射。

不同的文件系统为文件分配磁盘空间会有不同的方式，这些方式各自都有优缺点。

连续分配要求每个文件在磁盘上有一组连续的块，该分配方式较为简单。

通过上图可以看到，文件的逻辑块号的顺序是与物理块号相同的,这样就可以实现随机存取了，只要知道了第一个逻辑块的物理地址, 那么就可以快速访问到其他逻辑块的物理地址。那么操作系统如何完成逻辑块与物理块之间的映射呢?实际上,文件都是存放在目录下的，而目录是一种有结构文件, 所以在文件目录的记录中会存放目录下所有文件的信息，每一个文件或者目录都是一个记录。 而这些信息就包括文件的起始块号和占有块号的数量。

那么操作系统如何完成逻辑块与物理块之间的映射呢? (逻辑块号, 块内地址) -> (物理块号, 块内地址)，只需要知道逻辑块号对应的物理块号即可,块内地址不变。

用户访问一个文件的内容,操作系统通过文件的标识符找到目录项FCB, 物理块号=起始块号+逻辑块号。 当然，还需要检查逻辑块号是否合法,是否超过长度等。因为可以根据逻辑块号直接算出物理块号，所以连续分配支持 顺序访问和随机访问 。

因为读/写文件是需要移动磁头的，如果访问两个相隔很远的磁盘块,移动磁头的时间就会变长。使用连续分配来作为文件的分配方式，会使文件的磁盘块相邻，所以文件的读/写速度最快。

连续空间存放的方式虽然读写效率高，但是有 磁盘空间碎片 和 文件长度不易扩展 的缺陷。

如下图，如果文件B被删除，磁盘上就留下一块空缺，这时，如果新来的文件小于其中的一个空缺，我们就可以将其放在相应空缺里。但如果该文件的大小大于所

有的空缺，但却小于空缺大小之和，则虽然磁盘上有足够的空缺，但该文件还是不能存放。当然了，我们可以通过将现有文件进行挪动来腾出空间以容纳新的文件,但是这个在磁盘挪动文件是非常耗时，所以这种方式不太现实。

另外一个缺陷是文件长度扩展不方便，例如上图中的文件A要想扩大一下，需要更多的磁盘空间,唯一的办法就只能是挪动的方式，前面也说了，这种方式效率是非常低的。

那么有没有更好的方式来解决上面的问题呢?答案当然有，既然连续空间存放的方式不太行，那么我们就改变存放的方式，使用非连续空间存放方式来解决这些缺陷。

非连续空间存放方式分为 链表方式 和 索引方式 。

链式分配采取离散分配的方式，可以为文件分配离散的磁盘块。它有两种分配方式:显示链接和隐式链接。

隐式链接是只目录项中只会记录文件所占磁盘块中的第一块的地址和最后一块磁盘块的地址, 然后通过在每一个磁盘块中存放一个指向下一 磁盘块的指针， 从而可以根据指针找到下一块磁盘块。如果需要分配新的磁盘块,则使用最后一块磁盘块中的指针指向新的磁盘块,然后修改新的磁盘块为最后的磁盘块。

我们来思考一个问题, 采用隐式链接如何将实现逻辑块号转换为物理块号呢?

用户给出需要访问的逻辑块号i,操作系统需要找到所需访问文件的目录项FCB.从目录项中可以知道文件的起始块号，然后将逻辑块号0的数据读入内存,由此知道1号逻辑块的物理块号，然后再读入1号逻辑块的数据进内存，此次类推，最终可以找到用户所需访问的逻辑块号i。访问逻辑块号i,总共需要i+ 1次磁盘1/0操作。

得出结论: 隐式链接分配只能顺序访问，不支持随机访问，查找效率低 。

我们来思考另外一个问题，采用隐式链接是否方便文件拓展?

我们知道目录项中存有结束块号的物理地址，所以我们如果要拓展文件，只需要将新分配的磁盘块挂载到结束块号的后面即可，修改结束块号的指针指向新分配的磁盘块，然后修改目录项。

得出结论: 隐式链接分配很方便文件拓展。所有空闲磁盘块都可以被利用到，无碎片问题，存储利用率高。

显示链接是把用于链接各个物理块的指针显式地存放在一张表中，该表称为文件分配表(FAT, File Allocation Table)。

由于查找记录的过程是在内存中进行的,因而不仅显著地 提高了检索速度 ，而且 大大减少了访问磁盘的次数 。但也正是整个表都存放在内存中的关系，它的主要的缺点是 不适 用于大磁盘 。

比如，对于200GB的磁盘和1KB大小的块，这张表需要有2亿项，每一项对应于这2亿个磁盘块中的一个块,每项如果需要4个字节，那这张表要占用800MB内存,很显然FAT方案对于大磁盘而言不太合适。

一直都在，加油！（*゜Д゜）σ凸←自爆按钮

链表的方式解决了连续分配的磁盘碎片和文件动态打展的问题，但是不能有效支持直接访问(FAT除外) ,索引的方式可以解决这个问题。

索引的实现是为每个文件创建一个 索引数据块 ，里面存放的 是指向文件数据块的指针列表 ,说白了就像书的目录一样,要找哪个章节的内容,看目录查就可以。

另外， 文件头需要包含指向索引数据块的指针 ,这样就可以通过文件头知道索引数据块的位置，再通过索弓|数据块里的索引信息找到对应的数据块。

创建文件时，索引块的所有指针都设为空。当首次写入第i块时，先从空闲空间中取得一个块， 再将其地址写到索引块的第i个条目。

索引的方式优点在于:

●文件的创建、增大、缩小很方便;

●不会有碎片的问题;

●支持顺序读写和随机读写;

由于索引数据也是存放在磁盘块的，如果文件很小，明明只需一块就可以存放的下，但还是需要额外分配一块来存放索引数据，所以缺陷之一就是存储索引带来的开销。

如果文件很大，大到一个索引数据块放不下索引信息，这时又要如何处理大文件的存放呢?我们可以通过组合的方式，来处理大文件的存储。

先来看看 链表+索引 的组合，这种组合称为 链式索引块 ，它的实现方式是在 索引数据块留出一个存放下一个索引数据块的指针 ，于是当一个索引数据块的索引信息用完了，就可以通过指针的方式，找到下一个索引数据块的信息。那这种方式也会出现前面提到的链表方式的问题，万一某个指针损坏了，后面的数据也就会无法读取了。

还有另外一种组合方式是 索引+索引 的方式，这种组合称为多级索引块，实现方式是通过一个索引块来存放多个索引数据块,一层套一层索引， 像极了俄罗斯套娃是吧๑乛◡乛๑ 

前面说到的文件的存储是针对已经被占用的数据块组织和管理，接下来的问题是，如果我要保存一个数据块, 我应该放在硬盘上的哪个位置呢?难道需要将所有的块扫描一遍，找个空的地方随便放吗?

那这种方式效率就太低了，所以针对磁盘的空闲空间也是要引入管理的机制，接下来介绍几种常见的方法:

●空闲表法

●空闲链表法

●位图法

空闲表法

空闲表法就是为所有空闲空间建立一张表，表内容包括空闲区的第一个块号和该空闲区的块个数，注意，这个方式是连续分配的。如下图:

当请求分配磁盘空间时，系统依次扫描空闲表里的内容，直到找到一个合适的空闲区域为止。当用户撤销一个文件时，系统回收文件空间。这时，也需顺序扫描空闲表,寻找一个空闲表条目并将释放空间的第一个物理块号及它占用的块数填到这个条目中。

这种方法仅当有少量的空闲区时才有较好的效果。因为，如果存储空间中有着大量的小的空闲区,则空闲表变得很大,这样查询效率会很低。另外，这种分配技术适用于建立连续文件。

空闲链表法

我们也可以使用链表的方式来管理空闲空间，每一个空闲块里有一个指针指向下一个空闲块，这样也能很方便的找到空闲块并管理起来。如下图：

当创建文件需要一块或几块时，就从链头上依次取下一块或几块。反之，当回收空间时，把这些空闲块依次接到链头上。

这种技术只要在主存中保存一个指针, 令它指向第一个空闲块。其特点是简单,但不能随机访问，工作效率低，因为每当在链上增加或移动空闲块时需要做很多1/0操作,同时数据块的指针消耗了一定的存储空间。

空闲表法和空闲链表法都不适合用于大型文件系统，因为这会使空闲表或空闲链表太大。

位图法

位图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况，磁盘上所有的盘块都有一个二进制位与之对应。

当值为0时，表示对应的盘块空闲，值为1时，表示对应的盘块已分配。它形式如下:

在Linux文件系统就采用了位图的方式来管理空闲空间,不仅用于数据空闲块的管理,还用于inode空闲块的管理，因为inode也是存储在磁盘的，自然也要有对其管理。

前面提到Linux是用位图的方式管理空闲空间，用户在创建一个新文件时， Linux 内核会通过inode的位图找到空闲可用的inode,并进行分配。要存储数据时，会通过块的位图找到空闲的块，并分配，但仔细计算一下还是有问题的。

数据块的位图是放在磁盘块里的，假设是放在一个块里,一个块4K,每位表示一个数据块,共可以表示4 * 1024 * 8 = 2^15个空闲块,由于1个数据块是4K大小，那么最大可以表示的空间为2^15 * 4 * 1024 = 2^27个byte,也就是128M。

也就是说按照上面的结构，如果采用（一个块的位图+ 一系列的块），外加一（个块的inode的位图+一系列的inode）的结构能表示的最大空间也就128M,

这太少了，现在很多文件都比这个大。

在Linux文件系统，把这个结构称为一个 块组 ，那么有N多的块组,就能够表示N大的文件。

最终,整个文件系统格式就是下面这个样子。

最前面的第一个块是引导块,在系统启动时用于启用引导，接着后面就是一个一个连续的块组了,块组的内容如下:

● 超级块 ,包含的是文件系统的重要信息，比如inode总个数、块总个数、每个块组的inode个数、每个块组的块个数等等。

● 块组描述符 ,包含文件系统中各个块组的状态,比如块组中空闲块和inode的数目等，每个块组都包含了文件系统中「所有块组的组描述符信息」。

● 数据位图和inode位图 ，用于表示对应的数据块或inode是空闲的，还是被使用中。

● inode 列表 ，包含了块组中所有的inode, inode 用于保存文件系统中与各个文件和目录相关的所有元数据。

● 数据块 ，包含文件的有用数据。

你可以会发现每个块组里有很多重复的信息，比如 超级块和块组描述符表，这两个都是全局信息，而且非常的重要 ，这么做是有两个原因:

●如果系统崩溃破坏了超级块或块组描述符,有关文件系统结构和内容的所有信息都会丢失。如果有冗余的副本,该信息是可能恢复的。

●通过使文件和管理数据尽可能接近，减少了磁头寻道和旋转,这可以提高文件系统的性能。

不过，Ext2 的后续版本采用了稀疏技术。该做法是，超级块和块组描述符表不再存储到文件系统的每个块组中,而是只写入到块组0、块组1和其他ID可以表示为3、5、7的幂的块组中。

在前面，我们知道了一个普通文件是如何存储的，但还有一个特殊的文件,经常用到的目录，它是如何保存的呢?

基于Linux 一切切皆文件的设计思想，目录其实也是个文件,你甚至可以通过vim打开它，它也有inode, inode 里面也是指向一些块。

和普通文件不同的是， 普通文件的块里面保存的是文件数据，而目录文件的块里面保存的是目录里面一项一项的文件信息 。

在目录文件的块中，最简单的保存格式就是 列表 ，就是一项一项地将目录下的文件信息(如文件名、文件inode.文件类型等)列在表里。

列表中每一项就代表该目录下的文件的文件名和对应的inode,通过这个inode,就可以找到真正的文件。

通常，第一项是「则」，表示当前目录,第二项是.，表示上一级目录, 接下来就是一项一项的文件名和inode。

如果一个目录有超级多的文件,我们要想在这个目录下找文件,按照列表一项一项的找,效率就不高了。

于是，保存目录的格式改成 哈希表 ，对文件名进行哈希计算,把哈希值保存起来,如果我们要查找一个目录下面的文件名，可以通过名称取哈希。如果哈希能够匹配上,就说明这个文件的信息在相应的块里面。

Linux系统的ext文件系统就是采用了哈希表，来保存目录的内容,这种方法的优点是查找非常迅速，插入和删除也较简单,不过需要一些预备措施来避免哈希冲突。

目录查询是通过在磁盘上反复搜索完成，需要不断地进行/0操作,开销较大。所以,为了减少/0操作,把当前使用的文件目录缓存在内存，以后要使用该文件时只要在内存中操作，从而降低了磁盘操作次数,提高了文件系统的访问速度。

感谢您的阅读，希望您能摄取到知识！加油！冲冲冲！（发现光，追随光，成为光，散发光！）我是程序员耶耶！有缘再见。<－biubiu－⊂(`ω´∩)

❻ 操作系统的文件系统由哪五部分组成的

操作系统的文件系统由哪五部分组成的

文件系统由三部分组成：
1、文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合；
2、对象；
3、属性。
文件系统介绍：
文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构，即在存储设备上组织文件的方法让游。
文件管理系统简称文件系统，是操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构。

Windows下的“dos模式”是真正的dos系统吗？ dos操作系统由哪几个部分组成？

是虚拟DOS命令提示符，而不是真正的DOS
真正的DOS是一个独立的操作系统，而且是单任务操作的，靠命令来操作控制软件和硬件资源

网络操作系统有哪四部分组成

（1）终端：用户进入网络所用的设备，如电传打字机、键盘显示器、计算机等。在局域网中，终端一般由微机担任，叫工作站，用户通过工作站共享网上资源。
（2）主机：有于进行数据分析处理和网络控制的计算机系统，其中包括外部设备、操作系统及其它软件。在局域网中，主机一般由较高档的计算机（如486和586机）担任，叫服务器，它应具有丰富的资源，如大容量硬盘、足够的内存和各种软件等。
（3）通信处理机：在接有终端的通信线路和主机之间设置的通信控制处理机器，分担数据交换和各种通信的控制和管理。在局域网中，一般不设通讯处理机，直接由主机承担通信的控制和管理任务。
（4）本地线路：指把终端与节点蔌主机连接起来的线路，其中包括集中器或多路器等。它是一种低速线路，费用和效率均较低。

从操作系统的组成来看,桌面属于操作系统的哪个部分

UI
用户界面

桌面其实是主文件夹中的一个子目录。
Windows的在Administrator文件夹里面有个桌面的文件夹，自己看看。
Linux的位置一般在/home/用户名/Desk下。
个人的理解是这样的！

在操作系统中，一个进程由哪些部分组成

进程的组成：静态描述： 是由程序，数据和进程控制块(PCB)组成 PCB的作用： 1 PCB中包含进程的描述信息，控制信息及资源信息，是进程动态特征的集中反映 2 创建一个进程时将首先创建其对应的PCB，进程完成后蠢滑祥则释放其PCB，进程即消亡 3 系统根据P...

windpws xp操作系统中窗口界面由哪些部分组成

有时候出现水平或者垂直滚动条是不一定的,是根据窗口中的内容来决定的.内容的多少来决定是否需要水平滚动条或者是垂直滚动条,或者两者都有.

液压系统由哪五个部分组成？

即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。

计算机系统包括哪些系统？其中硬件系统由哪五部分组成？

计算机系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统由中央处理器、内存储器，外部存储器、出入设备、输出设备组成

windows 操作系统是由哪几部分组成的？每带搏个部分各有什么作用？

WINDOWS是由美国微软推出由发展而来的
windows95之前windows版本需DOS支持
windows95windows98由w4.0或w4.01等支持，
所以它主要包括三大部分
引导部分，资源管理部分，图形界面
引导部分主要负责计算机的启动与硬件连接工作及一些原DOS内容，支持一些服务程序
资源管理部分，各种资源的处理分配包括网络资源
图形界面是让大多数人省力的工作有一个友好的界面

❼ 在操作系统中，文件系统的主要作用是【 】。

文件系统的功能包括：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;实现文件从标识到实际地址的映射，实现文件的控制操作和存取操作，实现文件信息的共享并提供可靠的文件保密和保护措施，提供文件的安全措施。

文件的逻辑结构是依照文件的内容的逻辑关系组织文件结构。文件的逻辑结构可以分为流式文件和记录式文件。

流式文件：文件中的数据是一串字符流，没有结构。

记录文件：由若干逻辑记录组成，每条记录又由相同的数据项组成，数据项的长度可以是确定的，也可以是不确定的。

主要缺陷：数据关联差，数据不一致，冗余性。

(7)文件系统主要内容扩展阅读

从系统角度来看，文件系统对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

在Linux中普通文件和目录文件保存在称为块物理设备的磁盘或者磁带上。一套Linux系统支持若干物理盘，每个物理盘可定义一个或者多个文件系统。（类比于微机磁盘分区）。每个文件系统由逻辑块的序列组成，一个逻辑盘空间一般划分为几个用途各不相同的部分，即引导块、超级块、inode区以及数据区等。