磁盘管理和文件系统管理
操作系统中的文件系统与磁盘管理
操作系统中的文件系统与磁盘管理在计算机系统中，操作系统起到了极为重要的作用，负责协调和管理各种硬件资源，其中文件系统与磁盘管理是操作系统的重要组成部分。
文件系统负责对计算机中的文件进行组织和管理，而磁盘管理则负责对存储设备中的数据进行存取和管理。
本文将对操作系统中的文件系统与磁盘管理进行详细探讨。
一、文件系统文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的一种机制。
它提供了对文件的创建、读取、写入、删除等操作，并通过目录结构将文件进行组织。
文件系统的主要任务包括：1. 文件的组织与管理：文件系统通过建立目录结构，将文件按照一定的规则进行组织。
用户可以通过路径名来标识文件的位置，方便地进行文件的访问和管理。
2. 存储空间的分配与管理：文件系统需要将文件存储到磁盘等存储设备中。
它需要对存储设备进行分区，并为文件分配存储空间。
在进行文件的读写操作时，文件系统需要记录文件的位置和大小，以便正确地进行存取操作。
3. 文件的访问与权限管理：文件系统对文件进行权限管理，确保只有拥有合适权限的用户才能进行文件的读写和修改操作。
同时，文件系统还提供了各种接口和工具，方便用户对文件进行访问和操作。
二、磁盘管理磁盘管理是操作系统中负责对存储设备进行管理和存取的一部分。
磁盘是计算机系统中最重要的存储设备之一，广泛应用于文件存储和数据管理。
磁盘管理的主要任务包括：1. 存储空间的管理：磁盘管理需要将磁盘空间划分为逻辑块（或扇区）进行管理。
逻辑块是最小的存储单位，文件系统通过逻辑块来分配和管理存储空间。
磁盘管理还需要维护空闲块列表，记录磁盘上可用的空闲块，以便分配给新文件。
2. 数据的存取与缓存：磁盘管理需要实现对磁盘的读写操作。
为了提高磁盘的读写效率，磁盘管理会使用磁盘缓存区，将频繁读写的数据暂存在内存中。
通过使用缓存区，可以减少对磁盘的实际读写次数，从而提高系统的响应速度。
3. 磁盘数据的备份与恢复：磁盘管理还需要对磁盘数据进行备份和恢复。
操作系统中的文件系统与磁盘管理技术
操作系统中的文件系统与磁盘管理技术引言：在现代计算机系统中，文件系统和磁盘管理技术是操作系统中非常重要的两个部分。
文件系统负责管理计算机中的文件和文件夹，而磁盘管理技术则负责管理计算机中的磁盘存储空间。
本文将重点介绍文件系统和磁盘管理技术在操作系统中的作用和原理。
一、文件系统文件系统是操作系统中用于管理文件和文件夹的一种技术。
文件系统负责将用户创建的文件和文件夹存储在计算机的存储介质中，并提供相关的操作接口供用户使用。
同时，文件系统还负责管理文件的权限、安全性、存储位置等方面。
1、文件和文件夹文件是操作系统中的最基本的单位，它是用户数据的逻辑组织单元。
文件可以是文本文件、音频文件、视频文件等。
而文件夹则是用于组织和管理文件的一种容器，它可以包含其他的文件和文件夹。
通过文件和文件夹的组织，用户可以更加方便地管理和查找文件。
2、文件系统的结构在操作系统中，文件系统一般包含两层结构：逻辑结构和物理结构。
逻辑结构定义了文件和文件夹之间的逻辑关系，包括文件的路径、文件的父文件夹等。
而物理结构定义了文件在存储介质中的存储方式，包括文件的盘块、磁盘索引等。
3、文件系统的操作文件系统提供了一系列的操作接口供用户使用，包括文件的创建、读取、写入、删除、移动、复制等。
用户可以通过这些操作接口来操作和管理文件和文件夹。
二、磁盘管理技术磁盘管理技术是操作系统中用于管理磁盘存储空间的一种技术。
磁盘管理技术负责将用户的文件和文件夹存储在磁盘上，并提供高效的数据访问方式。
1、磁盘分区磁盘分区是将物理磁盘划分为若干个逻辑分区的过程。
每个分区可以独立进行文件系统的格式化和管理。
通过磁盘分区，可以将不同类型的文件和数据存储到不同的分区中，提高文件系统的管理效率。
2、磁盘调度算法磁盘调度算法是磁盘管理技术中的重要组成部分，它负责决定磁盘上哪些数据先被读取或写入。
常见的磁盘调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN）等。
文件系统管理和磁盘限额
6.1.2 第二扩展文件系统（EXT2）和 EXT3文件系统
Linux ext2/ext3文件系统使用索引节点来记录文件信息，作 用像windows的文件分配表。
索引节点是一个结构，它包含了一个文件的长度、创建及修 改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。
一个文件系统维护了一个索引节点的数组，每个文件或目录 都与索引节点数组中的唯一一个元素对应。系统给每个索引 节点分配了一个号码，也就是该节点在数组中的索引号，称 为索引节点号。 linux文件系统将文件索引节点号和文件名 同时保存在目录中。
将内核比作计算机主板，那么VFS就是一种标准的系统总线， 各种文件系统就是插在该总线上的子卡，虽然各个子卡的内 部线路不同，但在总线接口处一致。同时，内核看到的所有 子卡的特性也映射为具有共性的几类。
VFS与具体文件系统的关系
当内核编译时，就已经确定了可以支持哪些 文件系统，这样文件系统在系统引导时在 VFS中进行注册。
Linux在早期采用的是minix文件系统，但 minix只是一种教学型的文件系统，它所管理 的文件系统最大为64M，文件名小于14个字 符。目前linux中，使用的主流文件系统是 Ext2。
VFS
处理Ext2以外，在linux发展过程中，设计人员比较早的考虑 到了对其他类型文件系统的支持。
4、数据转换：由ext2文件系统转换成ext3文件系统非常容 易，只要简单地键入两条命令即可完成整个转换过程，用户 不用花时间备份、恢复、格式化分区等。用一个ext3文件系 统提供的小工具tune2fs，它可以将ext2文件系统轻松转换为 ext3日志文件系统。另外，ext3文件系统可以不经任何更改， 而直接加载成为ext2文件系统。
Linux基础与服务管理-文件系统与磁盘管理
第四章 文件系统与磁盘管理
教师：
目录 文件系统与磁盘管理
4.1 文件系统 4.2 磁盘管理 4.3 逻辑卷管理 4.4 RAID管理 4.5 作业
第四章 文件系统与磁盘管理
➢了解文件系统的概念。
学习 目标
➢掌握常用的几种文件系统类型。
➢掌握磁盘管理的常用命令。
➢掌握磁盘逻辑卷的管理。
挂载示意图
4.2 磁盘管理
手动挂载
Mount命令的作用就是将一个设备（通常是存储设备）挂载到一 个已存在的目录上。访问这个目录就是访问该存储设备。
格式：mount [-t 文件系统类型] 设备文件名 挂载点 常用选项：
-t vsftype：指定要挂载的设备上的文件系统类型； -r: readonly，只读挂载； -w: read and write, 读写挂载； -a：自动挂载所有支持自动挂载的设备；(定义在了/etc/fstab 文件中，且挂载选项中有“自动挂载”功能)。
4.2 磁盘管理
1
2
分区信息各
3
字段的含义
4
5
6
7
设备：分区的设备文件名称。
Boot：是否是引导分区。是，则带有“*” 标识 Start： 该分区在硬盘中的起始位置（ 柱面数）。
End：该分区在硬盘中的结束位置（ 柱面数）。 Blocks：分区的大小。 Id：分区类型的ID标记号，对于ext4分区 为83，LVM分共为8e。 System：分区类型。“Linux”代表ext4 文件系统，“Linux LVM”代表逻辑卷。
/etc/fstab称为文件系统数据表（File Sysem Table），文件中的内容显示 系统已存在的挂载信息，如下图所示。
文件和磁盘管理Linux教学课件PPT
遵循一定的故障排查流程，如先检查硬件再检查软件等。
使用日志分析工具
使用工具如Logstash、Splunk等对日志进行分析，找出问题所在。
感谢您的观看
THANKS
文件系统作用
文件系统为操作系统提供了一个组织、 存储和检索数据的方式，使得用户可 以方便地创建、删除、移动和修改文 件和目录。
Linux文件系统的特点
灵活性
Linux支持多种文件系统类型，如ext4、XFS、Btrfs等，可以根据需求选择合适的文件 系统。
安全性
Linux文件系统具有较高的安全性，支持访问控制列表（ACL）和强制访问控制 （SELinux）等功能，可以更好地保护文件和目录的安全。
文件系统加密和解密
文件系统加密
使用加密算法对文件系统进行加密，保护数据不被非法访问。常见的加密算法包括AES、 DES等。
解密过程
当需要访问加密的文件系统时，提供正确的密钥或密码进行解密，获取对文件系统的访 问权限。
文件系统访问控制列表（ACL）
ACL定义
ACL是一种权限管理机制，用于控制用户或用户组对文件和目录的 访问权限。
预防性检查
03
定期对文件系统进行检查，以预防潜在的错误和损坏
。
日志文件系统和特殊文件系统
要点一
日志文件系统
要点二
特殊文件系统
如ext3和ext4，它们使用日志技术来保证文件系统的可靠性 和一致性。
如tmpfs、nfs、smb/cifs等，它们提供了特殊的存储和访 问机制。
05
Linux文件系统安全
磁盘性能监控和维护
监控
使用`iostat`、`vmstat`和`top`等命令监控磁盘性能，包括I/O坏块修复等操作，以保持磁盘性能和稳定性。
Windows系统的文件系统与磁盘管理
Windows系统的文件系统与磁盘管理Windows操作系统是一款广泛应用于个人电脑的操作系统，为了保证其正常稳定的运行，文件系统与磁盘管理起着至关重要的作用。
本文将对Windows系统的文件系统和磁盘管理进行详细介绍。
一、文件系统文件系统是操作系统用来组织、存储和管理计算机文件的方法和数据结构。
在Windows系统中，常用的文件系统有FAT32、NTFS和exFAT。
1. FAT32FAT32（File Allocation Table 32）是一种较早期的文件系统，其最大的优点是兼容性好，在不同的操作系统和设备平台上都能够良好支持。
然而，FAT32文件系统存在文件大小限制的问题，单个文件最大支持4GB，且不支持对文件的加密和权限控制。
2. NTFSNTFS（New Technology File System）是Windows系统最常用的文件系统，拥有较高的性能和更完善的功能。
NTFS支持更大容量的磁盘空间和更大的文件大小，可以实现高级文件权限、磁盘配额、文件加密、压缩等功能。
同时，NTFS还提供了更有效的磁盘空间管理和故障恢复机制。
3. exFATexFAT（Extended File Allocation Table）是一种支持更大容量存储介质的文件系统。
它在FAT32的基础上做出了改进，能够处理更大的文件和更大的存储设备。
exFAT适用于移动存储设备，如闪存盘和外接硬盘，其最大的优势是兼容性好、支持跨平台和高速传输。
二、磁盘管理为了更好地管理和维护磁盘存储空间，Windows系统提供了一系列的磁盘管理工具。
1. 磁盘分区磁盘分区是将一个物理硬盘划分为若干逻辑区域的过程，每个分区可以作为一个独立的逻辑磁盘来使用。
Windows系统的磁盘管理工具可以对硬盘进行分区、格式化和更改分区大小的操作。
通过磁盘分区，可以将不同类型的数据存储在不同的分区上，提高磁盘的利用率和数据的管理效率。
2. 磁盘格式化磁盘格式化是对分区进行格式化操作，为其分配文件系统，并在磁盘上建立相应的文件目录结构。
第8章 磁盘和文件系统管理(二)
/dev/sdb1 [/mailbox]: user quotas turned on
[root@localhost ~]# quotaoff -ugv /mailbox /dev/sdb1 [/mailbox]: group quotas turned off /dev/sdb1 [/mailbox]: user quotas turned off
作用范围：针对指定的文件系统（分区） 限制对象：用户帐号、组帐号 限制类型：
► ►
磁盘容量（默认单位为KB） 文件数量
限制方法：软限制、硬限制
15/35
启用磁盘配额支持
► 启用文件系统的配额支持
添加usrquota、grpquota挂载参数
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab /dev/sdb1 /mailbox ext3 default,usrquota,grpquota 0 0 [root@localhost ~]# mount /mailbox [root@localhost ~]# mount | tail -1 /dev/sdb1 on /mailbox type ext3 (rw,usrquota,grpquota)
功能
Scan 扫描 Create 建立
物理卷管 卷组管理 理
pvscan pvcreate vgscan vgcreate
逻辑卷管 理
lvscan lvcreate
Display 显 示
Remove 删除 Reduce 减少
实验四 磁盘和文件系统管理心得
实验四磁盘和文件系统管理心得前言实验四主要涉及磁盘和文件系统的管理，通过对磁盘分区、文件系统格式化、文件的创建、删除和修改等操作，我们能够更好地理解和掌握磁盘和文件系统的相关概念和原理。
本文将从以下几个方面对实验四的心得进行全面、详细、完整且深入地探讨。
磁盘分区的原理与方法磁盘分区是指将一个物理硬盘分成多个逻辑区域的操作。
通过对磁盘进行合理分区，可以充分利用磁盘空间，并为不同用途的数据提供不同的存储空间。
磁盘分区有两种常见的方法：主引导记录（Master Boot Record，MBR）分区和GUID分区表（GUID Partition Table，GPT）。
MBR分区MBR分区是一种传统的分区方式，适用于BIOS引导的系统。
MBR分区表将硬盘的第一个扇区（512字节）用于存储分区表的信息，包括主引导记录、分区表项等。
MBR分区最多支持4个主分区或3个主分区加一个扩展分区。
其中，扩展分区可以进一步划分逻辑分区。
GPT分区GPT分区是一种新的分区方式，适用于UEFI引导的系统。
GPT分区通过GUID（全局唯一标识符）来标识分区，解决了MBR分区的一些限制，如只能支持最多4个主分区等。
GPT分区表存储在硬盘末尾的一个独立区域，可以容纳更多的分区信息。
文件系统的选择与格式化文件系统是操作系统用来管理和组织文件的一种方式。
常见的文件系统有FAT32、NTFS、ext4等。
在进行文件系统格式化之前，我们需要选择适合自己需求的文件系统。
FAT32文件系统FAT32是一种通用的文件系统，在各个操作系统中都能够良好地兼容。
它支持的单个文件最大为4GB，簇大小可以灵活配置。
然而，FAT32文件系统对于大容量硬盘的利用率较低，而且不支持文件权限和加密等高级功能。
NTFS文件系统NTFS是Windows操作系统中常用的文件系统，它支持大容量硬盘，单个文件最大支持16TB。
NTFS文件系统具有更高的稳定性和安全性，支持文件权限、加密和压缩等功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验三磁盘管理和文件系统管理
专业班级网络1102班学号1118064050 姓名李成
实验学时 2 实验类型验证性实验地点网络工程实验室实验时间2014.5.15 指导老师李娜
实验成绩
年月日一、实验目的：
掌握Windows Server 2003系统中的磁盘管理和文件系统管理，包括基本磁盘中分区的创建，动态磁盘中各种动态卷的创建及DFS的配置。
二、实验环境：
➢Pentium 550Hz以上的CPU。
➢建议至少256MB的内存
➢建议硬盘至少2GB，并有1GB空闲空间。
三、实验内容：
磁盘的管理。
文件系统的管理。
四、实验步骤：
1．在虚拟机中再添加两块磁盘，如图1-1。
图1-1
2．使用磁盘管理控制台，在基本磁盘中新建主磁盘分区、扩展磁盘分区和逻辑驱动器，并对已经创建好的分区做格式化、更改磁盘驱动器号及路径等几个操作，如图1-2。
创建主磁盘分区的步骤如下：
（1）启动【磁盘管理】。
（2）选取一块未指派的磁盘空间，如下图所示，这里我们选择“磁盘1”。
（3）用鼠标右击该空间，在弹出的菜单中选择【创建磁盘分区】，在出现“欢迎使用创建磁盘分区向导”对话框时，单击【下一步】按钮。
图1-2
（4）【选择分区类型】对话框中，选择【主磁盘分区】，单击【下一步】按钮。
（5）在【指定分区大小】对话框中，输入该主磁盘分区的容量，此例中输入“500MB”。
完成后单击【下一步】按钮。
（6）下图所示的对话框中，完成其中的单选框选择，单击【下一步】按钮，出现格式化分区对话框。
设置驱动器号为“H”。
（7）在【格式化分区】对话框中，可以选择是否格式化该分区；格式化该分区的方式
设置，如设置①使用的文件系统为NTFS；②分配单位大小：为默认值；③卷标为默认值；
④执行快速格式化⑤不启动文件及文件夹压缩功能。
（8）完成以上内容设置，系统进入【完成】对话框，并列出用户所设置的所有参数。
单击【完成】按钮，开始格式化该分区。
创建扩展磁盘分区:
（1）在磁盘管理控制台中，选取一块未指派的空间。
如选择磁盘1 上的未指派空间。
（2）鼠标右击该空间，在弹出菜单中选择【创建磁盘分区】，打开【创建磁盘分区向导】对话框。
单击【下一步】按钮，选择【扩展磁盘分区】，其后操作步骤同创建主磁盘分区类似。
下图显示了完成上述对“磁盘1”创建500MB 主分区、1000MB 扩展分区后的磁盘分区图示。
创建逻辑驱动器:
①鼠标右击扩展磁盘分区，如选择磁盘1 上的扩展磁盘分区，在弹出的快捷菜单中选
择【创建逻辑驱动器】弹出“欢迎使用创建磁盘分区向导”对话框，单击【下一步】按钮。
②出现【选择分区类型】对话框时，选择【逻辑驱动器】单选项，单击【下—步】按
钮。
其后操作步骤同创建主磁盘分区类似。
3. 将三块基本磁盘转换为动态磁盘
要创建动态卷，必须先保证磁盘是动态磁盘，如果磁盘是基本磁盘，可先将其升级为动
态磁盘。
要把基本磁盘升级到动态磁盘，可按下面步骤进行：
①关闭所有正在运行的应用程序，打开【计算机管理】窗口中的【磁盘管理】。
右击要
升级的基本磁盘，选择“升级到动态磁盘”。
②在“升级这些动态磁盘”对话框中，可以选择多个磁盘一起升级。
选好之后，单击
【确定】按钮。
打开“要升级的磁盘”对话框，如选择磁盘2，单击【升级】按钮。
③升级完成后在管理窗口中可以看到磁盘的类型改为动态。
注意：如果升级的基本磁盘中包括有系统磁盘分区或引导磁盘分区，则升级之后需要重
新启动计算机。
4、在动态磁盘中创建简单卷、扩展简单卷、创建跨区卷、扩展跨区卷、创建带区卷、镜像卷和RAID5卷，并对具有容错能力的卷尝试数据恢复操作，掌握各个卷的特点和工作原理。
创建简单卷
①启动【计算机管理】控制台，选择【磁盘管理】，右击一块未指派的空间，弹出菜单中选择【创建卷】。
②在弹出的“欢迎使用创建卷向导”对话框中，单击【下一步】按钮。
打开如下图所示的对话框，选择【简单卷】，单击【下一步】按钮。
③在对话框中设置简单卷的大小（这里选择的磁盘1，600MB），或者选择在另外一台磁盘上创建简单卷，如下图所示设置好后，单击【下一步】按钮。
④其后操作步骤同创建主磁盘分区类似。
3）扩展简单卷
①打开【计算机管理】控制台，选择【磁盘管理】，右击要扩展的简单卷选择【扩展卷】。
②打开“扩展卷向导”对话框，单击【下一步】按钮，打开“选择磁盘”对话框，这
里可以选择要扩展的空间来自哪个磁盘，设置扩展的磁盘空间大小，设置好后，单击【下一
步】按钮。
③出现“完成卷扩展向导”对话框，单击【完成】按钮。
创建跨区卷、带区卷、镜像卷、RAID-5卷的过程与创建简单卷的过程类似，只需
在“选择卷类型”对话框内对类型进行选择即可。
5、将某个磁盘设为压缩磁盘并观察其中文件和文件夹有何变化。
4. 利用磁盘配额工具，对不同的用户分配相应的磁盘空间。
（1）双击【我的电脑】，打开【我的电脑】窗口。
右击某驱动器（该驱动器使用的文件系统为NTFS），打开其快捷菜单，选择【属性】命令，打开“本地磁盘属性”对话框。
（2）单击【配额】选项卡并激活【配额】选项卡，选定【启用配额管理】复选框，激活【额】选项卡中的所有配额设置选项，如图所示（这里是D：磁盘驱动器为例）。
（3）单击【配额项】按钮，打开“本地磁盘（D：）的配额项目”窗口，如下图所示。
（4）通过该窗口，可以新建配额项、删除已建立的配额项，亦或是将已建立的配额项信息导出并存储为文件，以后需要时管理员可直接导入该信息文件而或得配额项信息。
（5）如果需要创建一个新的配额项，可打开【配额】菜单，选择【新建配额项】命令出现【选择用户】对话框。
【查找范围】下拉列表框下面的列表框中，可以选定想要创建配额项的用户（这里选定“MZY”），单击【添加】按钮后，系统将自动把选定的用户添加到【选择了下列对象】列表框。
（6）单击【确定】按钮，打开【添加新配额项】对话框，如下图所示。
在该对话框中，可以对选定的用户的配额限制进行设置。
如选定【不限制磁盘使用】单选按钮以便用户可以任意使用服务器的磁盘空间。
（7）单击【确定】按钮完成新建配额项的所有操作并返回到“本地磁盘（D:）的配额项目”的窗口。
在该窗口中可以看到新创建的用户配额项显示在列表框中，关闭该窗口完成磁盘配额的设置并返回到【配额】选项卡。
7、利用磁盘整理、磁盘查错等工具，实现对磁盘的简单维护。
8、设置文件和文件夹的压缩和加密。
1、压缩与解压缩
（1）压缩的步骤
①右击要设置的文件或文件夹（如选择了“实验讲义”文件夹），选择【属性】－【常规】－【高级】出现如下图所示的对话框。
②在【压缩内容或加密属性】中选择“压缩内容以便节省磁盘空间”，单击【确定】按钮，回“实验讲义”文件夹属性对话框，然后单击【确定】出现如下图所示的确认属性更改对话框。
③在图中选择压缩范围，如选择“将更改应用于该文件夹、子文件夹和文件”压缩之后，在该文件夹内所添加的文件、子文件夹与子文件夹内的文件都会被自动压缩。
（2）解压缩的步骤
①只需在需解压缩的高级属性对话框内，取消【压缩内容以便节省磁盘空间】复选框，接下来按照提示完成解压缩的过程。
②也可将已压缩的文件夹或文件移到FAT 或FAT32 磁盘分区内，则该文件也会被解压缩。
2、加密与解密
（1）加密的步骤
①右击要设置的文件或文件夹（这里选择了“实验讲义”文件夹），选择【属性】－【常规】－【高级】出现【高级属性】对话框。
②在【压缩内容或加密属性】中选择【加密内容以便保护数据】选项即可。
加密之后该文件夹内所添加的文件、子文件夹与子文件夹内的文件都会被自动加密。
（2）解密的步骤与解压缩的步骤过程类似。