文件系统接口
文件系统工作原理
文件系统工作原理
文件系统是计算机操作系统中的一种重要组成部分，用于组织和管理计算机上的文件和目录。
它提供了访问和操作文件的接口，同时也负责文件的存储和保护。
文件系统的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 格式化存储介质：文件系统在使用之前需要对存储介质（如硬盘）进行格式化，以清空原有数据并为文件系统分配必要的数据结构。
2. 文件分配和目录管理：文件系统通过使用数据结构（如位图或链表）来管理存储介质上的空闲空间。
当用户创建一个文件时，文件系统会根据文件大小来分配足够的空间，并更新相应的数据结构。
同时，文件系统还会维护目录结构，以记录文件的位置和属性信息。
3. 文件读写操作：用户可以通过文件系统提供的接口进行文件读写操作。
文件系统会根据文件的位置信息，将数据从存储介质中读取到内存中或将数据从内存写回到存储介质。
4. 文件保护和权限管理：文件系统会为每个文件和目录设置访问权限，以保护用户的隐私和数据安全。
只有经过授权的用户才能对文件进行读写操作。
5. 文件系统维护：文件系统还负责存储介质的维护工作，包括检测和修复存储介质上的错误，并处理文件的删除和移动操作，以保持文件系统的整体性和一致性。
总的来说，文件系统通过管理存储空间、维护目录结构、处理文件读写操作以及提供权限管理等功能，帮助用户有效地组织和管理计算机上的文件。
通过合理的数据结构和算法，文件系统能够提供高效的数据存储和访问功能，同时保证数据的安全性和一致性。
这些工作原理使得文件系统成为计算机操作系统中不可或缺的一部分。
小型文件系统（littlefs）
⼩型⽂件系统（littlefs）⼩型⽂件系统（littlefs）概述⼀个为微控制器设计的⼩故障安全⽂件系统。
掉电恢复能⼒: 设计⽤于处理随机电源故障。
所有⽂件操作都有很强的写时拷贝保证，如果断电，⽂件系统将恢复到上⼀次已知的良好状态。
动态磨损均衡: 设计考虑到闪存，并提供动态块磨损均衡。
此外，littlefs可以检测坏块并在它们周围⼯作。
有限RAM/ROM: 被设计为使⽤少量内存。
RAM的使⽤是严格限制的，这意味着RAM的使⽤不会随着⽂件系统的增长⽽改变。
⽂件系统不包含⽆界递归，动态内存仅限于可静态提供的可配置缓冲区。
在lfs.h的评论中可以找到详细的⽂档（或者⾄少是⽬前可⽤的尽可能多的细节）。
littlefs采⽤了⼀种配置结构，定义了⽂件系统的运⾏⽅式。
配置结构为⽂件系统提供了块设备操作和维度、可调整的参数（⽤于在性能上权衡内存使⽤情况）以及可选的静态缓冲区（如果⽤户希望避免动态内存）。
littlefs的状态存储在lfs\t类型中，由⽤户分配，允许同时使⽤多个⽂件系统。
使⽤lfs\u t和configuration struct，⽤户可以格式化块设备或挂载⽂件系统。
挂载后，littlefs提供了⼀整套类似POSIX的⽂件和⽬录功能，但⽂件系统结构的分配必须由⽤户提供。
所有POSIX操作，⽐如remove和rename，都是原⼦的，即使在断电的情况下也是如此。
此外，在对⽂件调⽤sync或close之前，⽂件更新实际上不会提交到⽂件系统。
组件安装yoc inityoc install littlefs配置// Maximum name size in bytes, may be redefined to reduce the size of the// info struct. Limited to <= 1022. Stored in superblock and must be// respected by other littlefs drivers.#define LFS_NAME_MAX 255// Maximum size of a file in bytes, may be redefined to limit to support other// drivers. Limited on disk to <= 4294967296. However, above 2147483647 the// functions lfs_file_seek, lfs_file_size, and lfs_file_tell will return// incorrect values due to using signed integers. Stored in superblock and// must be respected by other littlefs drivers.#define LFS_FILE_MAX 2147483647// Maximum size of custom attributes in bytes, may be redefined, but there is// no real benefit to using a smaller LFS_ATTR_MAX. Limited to <= 1022.#define LFS_ATTR_MAX 1022接⼝列表littlefs接⼝如下所⽰：函数说明lfs_format⽤littlefs格式化块设备lfs_mount挂载⽂件系统lfs_unmount卸载⽂件系统lfs_remove删除⽂件系统lfs_rename重命名或移动⽂件或⽬录lfs_stat查找有关⽂件或⽬录的信息lfs_fstat查找有关⽂件的信息lfs_getattr获取⾃定义属性lfs_setattr设置⾃定义属性lfs_removeattr删除⾃定义属性lfs_file_open打开⼀个⽂件lfs_file_opencfg打开具有额外配置的⽂件lfs_file_close关闭⽂件lfs_file_sync同步存储上的⽂件lfs_file_read从⽂件读取数据函数说明lfs_file_write将数据写⼊⽂件lfs_file_seek更改⽂件的位置lfs_file_truncate将⽂件的⼤⼩截断为指定的⼤⼩lfs_file_tell返回⽂件的位置lfs_file_rewind将⽂件的位置更改为⽂件的开头lfs_file_size返回⽂件的⼤⼩lfs_mkdir创建⽬录lfs_dir_open打开⽬录lfs_dir_close关闭⽬录lfs_dir_read读取⽬录中的条⽬lfs_dir_seek更改⽬录的位置lfs_dir_tell返回⽬录的位置lfs_dir_rewind将⽬录的位置更改为⽬录的开头lfs_fs_size查找⽂件系统的当前⼤⼩lfs_fs_traverse遍历⽂件系统正在使⽤的所有块lfs_migrate尝试迁移以前版本的littlefs函数说明lfs_format⽤littlefs格式化块设备lfs_mount挂载⽂件系统lfs_unmount卸载⽂件系统lfs_remove删除⽂件系统lfs_rename重命名或移动⽂件或⽬录lfs_stat查找有关⽂件或⽬录的信息lfs_fstat查找有关⽂件的信息lfs_getattr获取⾃定义属性lfs_setattr设置⾃定义属性lfs_removeattr删除⾃定义属性lfs_file_open打开⼀个⽂件lfs_file_opencfg打开具有额外配置的⽂件lfs_file_close关闭⽂件lfs_file_sync同步存储上的⽂件lfs_file_read从⽂件读取数据lfs_file_write将数据写⼊⽂件lfs_file_seek更改⽂件的位置lfs_file_truncate将⽂件的⼤⼩截断为指定的⼤⼩lfs_file_tell返回⽂件的位置lfs_file_rewind将⽂件的位置更改为⽂件的开头lfs_file_size返回⽂件的⼤⼩lfs_mkdir创建⽬录lfs_dir_open打开⽬录lfs_dir_close关闭⽬录lfs_dir_read读取⽬录中的条⽬lfs_dir_seek更改⽬录的位置lfs_dir_tell返回⽬录的位置lfs_dir_rewind将⽬录的位置更改为⽬录的开头lfs_fs_size查找⽂件系统的当前⼤⼩lfs_fs_traverse遍历⽂件系统正在使⽤的所有块lfs_migrate接⼝详细说明枚举定义lfs_type类型说明LFS_TYPE_REG file typesLFS_TYPE_DIR file typesLFS_TYPE_SPLICE internally used typesLFS_TYPE_NAME internally used typesLFS_TYPE_STRUCT internally used typesLFS_TYPE_USERATTR internally used typesLFS_TYPE_FROM internally used typesLFS_TYPE_TAIL internally used typesLFS_TYPE_GLOBALS internally used typesLFS_TYPE_CRC internally used typesLFS_TYPE_CREATE internally used type specializationsLFS_TYPE_DELETE internally used type specializationsLFS_TYPE_SUPERBLOCK internally used type specializationsLFS_TYPE_DIRSTRUCT internally used type specializationsLFS_TYPE_CTZSTRUCT internally used type specializationsLFS_TYPE_INLINESTRUCT internally used type specializationsLFS_TYPE_SOFTTAIL internally used type specializationsLFS_TYPE_HARDTAIL internally used type specializationsLFS_TYPE_MOVESTATE internally used type specializationsLFS_FROM_NOOP internal chip sourcesLFS_FROM_MOVE internal chip sourcesLFS_FROM_USERATTRS internal chip sourceslfs_open_flags类型说明LFS_O_RDONLY Open a file as read onlyLFS_O_WRONLY Open a file as write onlyLFS_O_RDWR Open a file as read and writeLFS_O_CREAT Create a file if it does not existLFS_O_EXCL Fail if a file already existsLFS_O_TRUNC Truncate the existing file to zero sizeLFS_O_APPEND Move to end of file on every writeLFS_F_DIRTY File does not match storageLFS_F_WRITING File has been written since last flushLFS_F_READING File has been read since last flushLFS_F_ERRED An error occured during writeLFS_F_INLINE Currently inlined in directory entryLFS_F_OPENED File has been openedlfs_whence_flags类型说明LFS_SEEK_SET Seek relative to an absolute positionLFS_SEEK_CUR Seek relative to the current file positionLFS_SEEK_END Seek relative to the end of the file结构体定义lfs_config成员类型说明context void*传递给block驱动代码的上下⽂read int32_t从设备读数据prog int32_t向设备写⼊数据，block设备在写⼊前必须已经erase了erase int32_t擦除blocksync int32_t sync块设备的状态read_size lfs_size_t最⼩的读取单元⼤⼩prog_size lfs_size_t最⼩的写⼊数据单元⼤⼩，也是数据metadata pair中tag的对齐尺⼨block_size lfs_size_t最⼩的擦除单元⼤⼩。
linux vfs实现原理
linux vfs实现原理【原创实用版】目录1.虚拟文件系统（VFS）的概念与作用2.VFS 的原理与实现3.VFS 在 Linux 中的应用实例4.VFS 的发展与未来趋势正文虚拟文件系统（VFS，Virtual Filesystem）是 Linux 中一种重要的文件系统技术。
它并不是一个具体的文件系统，而是一种抽象的、用于管理多个文件系统的机制。
VFS 为不同的文件系统提供了统一的接口，使得在操作系统中，用户和应用程序可以通过这个接口对各种文件系统进行操作。
一、虚拟文件系统（VFS）的概念与作用1.概念虚拟文件系统是一种操作系统中的抽象层，用于在实际文件系统之上统一管理和操作多种不同类型的文件系统。
VFS 将不同类型的文件系统（如 ext2、ext3、jffs 等）统一起来，为上层应用程序提供了一个简化、统一的文件操作接口。
2.作用VFS 的主要作用有：（1）简化文件操作：通过 VFS，应用程序可以对多种不同类型的文件系统进行统一操作，无需关心底层文件系统的具体实现。
（2）提高系统可扩展性：VFS 允许系统管理员灵活地挂载、卸载文件系统，方便地对系统进行扩展和维护。
（3）支持文件系统的并发访问：VFS 可以为多个文件系统提供并发访问的支持，提高了系统的性能。
二、VFS 的原理与实现1.原理VFS 的核心思想是提供一个虚拟的文件系统接口，将多个实际的文件系统映射到这个虚拟接口上。
当应用程序通过 VFS 接口发起文件操作请求时，VFS 会将请求转换为相应的底层文件系统命令，并根据文件系统的类型和位置进行相应的处理。
2.实现VFS 的实现主要依赖于 Linux 内核中的 VFS 层（虚拟文件系统开关，Virtual Filesystem Switch）。
VFS 层负责管理文件系统的挂载、卸载和文件操作，具体实现包括以下几个方面：（1）文件系统驱动：为不同类型的文件系统提供相应的驱动程序，以便 VFS 能够与这些文件系统进行交互。
大数据_hadoop_分布式文件系统
2.HDFS
HDFS(Hadoop Distributed File System)是Hadoop项目 的核心子项目，是Hadoop主要应用的一个分布式文件系统。 注：HDFS只是Hadoop抽象文件系统的一个实例，还包括本地 文件系统、HFTP、S3等。
一、Hadoop文件系统
1.Hadoop文件系统
二、HDFS简介
1.HDFS
HDFS是基于流数据模式访问和处理超大文件的需求而开 发的，它可以运行于廉价的商用服务器上。
2.HDFS的主要特点：
（1）处理超大文件 实际应用中，HDFS已经用来存储PB级的数据了。 （2）流式的访问数据 运行在HDFS上的应用程序必须流式地访问他们的数据集。 HDFS的设计适合批量处理，而不是用户交互式的。重点是数 据吞吐量（通常分析任务都会涉及数据集的大部分数据不适合低延迟数据访问
HDFS是为了处理大型数据集分析任务，主要是为了达到 高的数据吞吐量而设计的，这就要求可能以高延迟为代价。 注：对于低延迟的访问需求，HBase是更好地选择。
（2）无法高效存储大量小文件 Hadoop中由namenode负责将文件系统中的元数据存储在 内存中，因此文件系统存储的文件总数受限于namenode的内 存容量。当存储大量的小文件时，会大大增加namenode的工 作压力，检索处理元数据所需的时间就会很长。
四、HDFS的基本操作
1.HDFS命令行操作
可以通过命令行接口和HDFS进行交互。
（1）下面以单机上运行Hadoop、执行单机伪分布为 例：
在单机伪分布中需要修改两个配置属性： ① 修改属性： 令 =hdfs://localhost/ 注：hadoop默认使用HDFS文件系统；在本机localhost运行 HDFS，其端口默认采用8020.
Linux操作系统 课后习题9章
第九章习题一填空1.Linux支持虚拟文件系统（VFS），其实质是Linux内核中的一个软件层，用于给用户空间的程序提供文件系统接口。
2./boot目录存放内核和加载内核所需的文件。
一般情况下，GRUB 或LILO 系统引导管理器也位于这个目录。
3.BusyBox 是一个集成了许多最常用Linux命令和工具的软件。
4.编译BusyBox时可以采用静态编译和动态编译两种方式。
5.initrd是boot loader initialized RAM disk的缩写，意思是由引导程序初始化的RAM磁盘。
6.磁盘分区指明操作系统可以存取哪些磁柱之间的区块，这样操作系统就可以在指定的区块内进行文件数据的读、写、搜寻等操作。
7.在命令提示符下输入命令“fdisk –l”查看系统磁盘及分区情况。
8.df命令作用是列出文件系统的整体磁盘空间使用情况。
9.Linux系统通过quota来限制每个用户或组的磁盘使用空间，以避免个别用户或组占用过多的磁盘空间影响系统运行和其他用户的使用。
10.限制分配给用户或组的磁盘块的数目可以通过执行edquota命令实现。
二选择1.（B）目录存放所有的系统配置文件。
A./homeB. /binC. /etcD./root2.一个硬盘最多可以分（B）个主分区。
A.3B. 4C. 5D. 63.fdisk分区界面中，执行（A）命令实现添加一个新分区。
A.nB. dC. pD. q4.使用（D）命令可以实现磁盘对拷。
A．copy B．cd C．cp D．dd5. 执行（C）命令格式化分区。
A.rmdiskB. formatC. mkfsD. fdisk6. quotacheck自检测并创建用户（组）磁盘配额文件，（B）选项表示忽略现有的配置文件。
A．a B．c C．u D．g7. 不需要磁盘配额功能时可以使用（A）命令进行关闭。
A．quotaoff B．off C．diskoff D．shut三简答1.简述静态编译和动态编译的区别？答：静态编译：制作的根文件系统在使用时，不需要依赖动态库。
usbmuxd硬件方案
usbmuxd硬件方案usbmuxd是一个开源的软件，用于管理iOS设备与计算机之间的通信。
它允许通过USB连接访问iOS设备的文件系统、调试控制台和其他功能。
在本文中，我们将介绍usbmuxd的基本原理、硬件方案，并探讨其在设备管理和开发领域的应用。
1. usbmuxd概述usbmuxd是一个运行在iOS设备和计算机之间的守护进程，使用USB传输数据。
它通过在iOS设备上创建一个虚拟端口，将计算机连接到iOS设备的服务和应用程序。
这样，计算机可以通过usbmuxd与iOS设备通信，实现文件传输、数据备份、安装应用等功能。
2. usbmuxd硬件方案为了实现usbmuxd的功能，需要采用一些硬件方案。
下面是一个典型的usbmuxd硬件方案的示例：（图示设备连接示意图）2.1 iOS设备作为usbmuxd的端点设备，iOS设备需要具备以下硬件特性：- USB接口：用于与计算机建立物理连接。
- 虚拟端口：usbmuxd通过虚拟端口与计算机通信，因此iOS设备需要支持虚拟端口功能。
- 文件系统：usbmuxd通过USB传输文件，因此iOS设备需要具备可读写的文件系统。
2.2 计算机作为usbmuxd的控制端设备，计算机需要具备以下硬件特性：- USB接口：用于与iOS设备建立物理连接。
- 操作系统支持：计算机的操作系统需要支持usbmuxd，并提供相应的驱动程序或接口。
- 开发工具：为了方便开发人员使用usbmuxd，计算机需要安装相应的开发工具和库。
3. usbmuxd的应用由于usbmuxd提供了与iOS设备的通信接口，它在设备管理和开发领域具有广泛的应用。
3.1 设备管理usbmuxd可以用于管理大量的iOS设备，使其能够与计算机进行有效的通信和操作。
例如，在移动设备管理(MDM)和移动应用开发中，usbmuxd可以用于批量安装应用、备份设备数据、远程控制设备等。
3.2 应用开发对于开发人员而言，usbmuxd是一个强大的工具，可以用于调试和测试iOS应用。
linux vfs实现原理 -回复
linux vfs实现原理-回复Linux VFS（Virtual File System，虚拟文件系统）是一个抽象层，用于将不同的文件系统类型（如ext4、NTFS等）统一管理，并提供了一套统一的系统调用接口，使用户和应用程序可以访问不同文件系统的文件。
实现原理方面，Linux VFS具有以下核心机制和组件。
1. 文件抽象：文件系统在Linux中以文件的形式表示，无论是硬盘上的真实文件还是其他设备文件。
VFS为不同的文件系统定义了通用的文件抽象结构，即`struct file`，它包含了文件的元数据信息（如文件大小、创建时间等），以及指向文件操作方法的函数指针（如读、写、截断等操作）。
通过这种方式，VFS 将不同文件系统的文件统一管理和操作。
2. 虚拟目录结构：VFS还定义了虚拟目录结构，用于组织文件系统中的文件和目录。
Linux 通过树状的虚拟目录结构来表示整个文件系统，并提供了一套系统调用（如`chdir`、`mkdir`、`unlink`等）用于操作目录结构。
VFS将这些系统调用转换成相应的文件系统特定操作，以实现对不同文件系统目录的访问和管理。
3. 文件描述符：Linux通过文件描述符（`file descriptor`）来表示打开的文件。
每个进程的文件描述符表（`file descriptor table`）维护了所有打开文件的引用计数、文件位置等信息。
VFS利用文件描述符来实现文件的共享和访问控制，以及文件位置的管理。
4. 文件系统类型注册：Linux支持多种文件系统类型，如ext4、NTFS、FAT等。
VFS提供了一套接口用于注册和管理这些文件系统类型。
每个文件系统都需要实现一组特定的函数（如`read_superblock`、`read_inode`等），提供文件系统内部数据结构的读取和操作。
VFS将不同文件系统注册到系统中，并通过文件系统类型进行区分和调度。
5. 挂载和命名空间：在Linux中，外部设备、文件系统都通过挂载（`mount`）的方式加入到整个文件系统中。
操作系统的作用与功能
操作系统的作用与功能操作系统的作用与功能1. 引言操作系统是计算机系统中非常重要的组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件资源，并提供各种服务与接口，使得用户和应用程序能够方便地使用计算机系统。
本文将介绍操作系统的作用与功能。
2. 任务调度与管理2.1 进程管理进程管理涉及进程的创建、调度、撤销和通信等操作。
操作系统通过分配 CPU 时间片来实现进程调度，保证多个进程能够公平地共享 CPU 资源。
2.2 内存管理内存管理包括内存分配、地址映射、内存保护等功能。
操作系统通过虚拟内存管理，将物理内存抽象成虚拟地址空间，为每个进程提供独立的内存空间。
2.3 文件系统管理文件系统管理涉及文件的存储、组织和访问等操作。
操作系统提供文件系统接口，使得用户和应用程序可以方便地操作文件。
3. 设备管理3.1 输入输出设备管理输入输出设备管理包括设备驱动程序的编写、设备的分配和释放等。
操作系统提供统一的接口来管理各种输入输出设备，使得应用程序能够方便地访问设备。
3.2 磁盘管理磁盘管理包括磁盘的分区、格式化和文件的存储等。
操作系统通过文件系统来管理磁盘存储空间，提供文件的读写接口。
4. 用户接口4.1 命令行界面命令行界面是操作系统最基本的用户接口，用户可以通过输入命令来操作计算机系统。
4.2 图形用户界面图形用户界面通过图形、鼠标和菜单等方式提供用户操作界面，使得用户可以通过图形化的方式操作计算机系统。
4.3 网络接口网络接口使得计算机系统能够与其他计算机进行通信，包括通过网络传输数据和访问远程资源等。
5. 安全性与保护5.1 访问控制操作系统通过访问控制机制，限制用户和进程对系统资源的访问权限，保证系统的安全性。
5.2 权限管理操作系统通过权限管理，设置不同用户的权限级别，保证用户只能访问其拥有权限的资源。
5.3 安全监控操作系统提供安全监控机制来检测和防止恶意程序和攻击行为，保护计算机系统的安全。
6. 总结操作系统扮演着计算机系统中的核心角色，负责管理和控制计算机的各种硬件资源，并提供各种服务与接口。
HDD 接口
硬盘的主要性能指标-容量
• 容量即硬盘的大小，其单位为兆字节（MB）、吉字节（GB）与 太字节（TB）。早期的硬盘容量很低，大多以MB为单位，世界上第 一台磁盘存储系统只有5MB，而目前主流硬盘的容量都在160GB以上。 随着硬盘技术的不断发展，更大容量的硬盘也在不断推出，如现在已 出现2TB容量的硬盘。
文件系统类型-其他文件系统
• • • • • • Linux: ext2, ext3, ext4 Unix: UFS Mac: HFS/HFS+ 闪存设备: exFAT 光碟: ISO 9660, UDF 网络、数据库文件系统等等
硬盘的序列号识别
我们购买或者拿到一块硬盘, 首先可以看到在硬盘的外包 装或者外壳上面有一些编号, 这些编号都是厂商出厂时设 定的, 一般是不可以更改的, 而且每个厂商的命名规则是
SATA接口
SCSI接口
• SCSI（Small Computer System Interface）接口即小型计算机系统 接口。与ATA接口完全不同，它基于一种广泛应用于小型机上的高速 数据传输技术，可以同时挂接7个不同的设备。SCSI接口具有多任务、 带宽大、CPU占用率低、支持热插拔等优点，但较高的价格，以及在 使用时必须另外购买SCSI接口卡的问题，使得它很难如IDE和SATA硬盘 般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
– ATA, 又称为IDE或PATA – SCSI – SATA, 又称为串口IDE – FC
用于服务器和存储设备
多用于PC或者工作站
– SAS
ATA接口
• ATA(Advanced Technology
Attachment), 又称IDE(Integrated Drive Electronics电子集成驱动
文件系统
引导记录标志：占用两个字节 值为“55AA” ，55 AA表示这个扇区是个正常的计算机 启动时，BIOS把这个扇区读入内存，发现不是55 AA，则会拒绝启动。
硬盘主引导扇区MBR
DPT表项具体实例说明
硬盘主引导扇区MBR
字段 长度 1 byte 值 80
字段名和定义
引导指示符(Boot Indicator)指明该 分区是否为活动 分区 开始磁头 开始扇区只用了 0~5 位。后面的 两位被开始柱面 字段所使用 开始柱面 系统ID(system ID) 定义了分区 的类型 结束磁头 结束扇区 结束柱面 相对扇区数 该分区 中的扇区总数
1、自诊断程序：通过读取CMOS RAM中的内容识别硬件配置，并对 其进行自检和初始化； 2、CMOS设置程序：引导过程中，用特殊热键启动，进行设置后，存 入CMOS RAM中； 3、系统自举装载程序：在自检成功后将磁盘相对0道0扇区上的引导 程序装入内存，让其运行以装入DOS系统； 主要I／O设备的驱动程序和中断服务
1byte 6位
01 01
10位 1byte
00 07
1byte 6位 10位 4 byte 4 byte
FE FF 7B 000000 3F 00DAA8 3D
硬盘主引导扇区MBR
虚拟MBR
通过主引导记录定义的硬盘分区表，最多只能描述4个分区，如果想要多于4个分区，就要突破主引 导记录中的分区描述方法，这在某些时候也是突破硬盘容量限制的一种方法。微软为了解决这个问 题,采用了虚拟MBR. 根据主MBR我们只能找到扩展分区的起始位置.那么我们如何让操作系统启动 时找寻和引导所有的扩展分区里的所有逻辑分区,这里就是用到了我们所要讲的虚拟MBR(扩展引导 记录)
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文件的概念
对一个打开的文件来说，通常有这样的一些信息： 文件指针 文件打开计数 文件的磁盘位置 访问权限
文件的概念
文件类型
访问方法
文件存储了信息，在使用时，这些信息必须被读入计算 机的内存。文件中的信息可以通过多找那个方式访问， 一些系统只提供了一种稳健访问方式，有些系统支持 多种访问方式。对特定的应用选择合适的访问方式是 设计考虑的一个主要问题。
目录和文件结构
考虑目录结构，我们考虑可以在目录上执行的操作包括： 查找文件 创建文件 删除文件 列目录 重命名文件 遍历文件系统
目录和文件结构
目录的组织方式 单层目录 双层目录：主目录和用户文件目录 树状结构目录， 文件共享方式，link 图状目录
文件系统安装
文件共享
多用户共享文件 当OS提供多用户时，文件共享、文件命名和文件保护的 问题出现。考虑一个可以让多用户共享文件的目录结 构，系统必须境地文件共享的难度。系统可以缺省允 许一个用户访问另外一个用户的文件，或者访问时需 要授权，这就是文件访问控制和保护的问题。 文件共享的问题，留给大家学习。
文件保护
文件系统接口
对大多数用户来说，文件系统是操作系统最明显的一个 方面。它提供了操作系统和所有用户的数据和程序的 在线存储和访问机制。文件系统包含两个部分：文件 的集合和目录结构。文件系统需要海量存储设备。
本章，我们考虑文件和主要目录的结构，讨论在多进程、 用户和计算机中共享文件的语义，讨论处理文件保护 的方法。
当信息在计算机上存储时，我们需要它能抵抗物理损坏 （可靠性）和非正常的使用（保护）。
可靠性可以通过备份来完成，狠多计算机有可以同系统 程序来定期将磁盘文件copy到其它存储介质上。存储 介质的损坏可能有多重类型。
文件保护
文件的保护直接结果就是文件的访问能力。可以通过分 析文件的方位类型来进行保护。通常文件的访问类型 包括： 读 写 执行 追加 删除 列表 最常用的保护方法是基于用户的身份来进行访问控制。
文件是一个存储在第二存储设备上相关信息的命名集合。 从一个用户的观点来看，文件是逻辑存储设备的最小 分配单元，不使用文件，数据将无法写入第二存储设 备。通常，数据是一个bit、byte、lines或者记录的序 列。
文件的概念
文件属性
一个文件可以通过文件名命名，文件名通常是一个字符 串。有些系统区分文件名的大小写，有些系统不区分。 当文件命名时，它将和进程、创建的用户等独立。 文件的属性，虽然在各个操作系统中都不同，但是通常 都有：
目录和文件结构
目录包含了卷中所有文件的信息，如文件名、位置、大 小、类型等。
在一个计算机系统中，可以有多个存储设备，每个存储 设备都可以划分成为卷。这样，计算机可以有0个或多 个文件系统，每个文件系统都可以是不同的类型。 计算机中的文件系统可以是可扩展的。
ห้องสมุดไป่ตู้
目录可以看成是将文件名映射成为目录入口的符号表。 这样，我们可以看到可以用多种方式组织目录。这些 组织方式允许我们插入、删除、查找、列出文件等操 作
文件名、标识符、类型、位置、大小、保护方式、时间、 日期和用户标识。 一些系统还支持扩展的文件属性，包括字符编码方式等。 所有文件的信息保存在目录结构中，目录结构也存储在 第二存储设备上。
文件的概念
文件操作
一个文件时一个抽象的数据类型，要合理定义文件，我 们需要考虑可以在文件上实施的操作。通常，OS需要 提供对文件、创建、写入、读取、重定位、删除、截 断等系统调用。通常的六个基本操作为 创建 写入 读取 重定位 删除 截断
文件系统接口
本章目标： 解释文件系统的功能 描述文件系统的接口
讨论文件系统设计的方法，包括访问方法、文件共享、
文件锁和目录结构 讨论文件系统的保护
本章内容
本章内容 文件的概念 访问方法 目录和磁盘结构 文件系统安装 文件共享 保护
文件的概念
计算机可以在各种存储介质上，如磁盘、磁带、光盘等 上存储信息，来方便使用，这样操作系统提供了一种 一致的存储信息的逻辑视图。OS可以从存储设备的物 理特性抽象定义逻辑存储单元：文件。文件被操作系 统映射到物理设备上。这些存储设备通常是可以是长 久保存的。
正如一个文件在使用前必须打开一样，一个文件系统在 被系统中的进程使用前必须安装，必须创建目录结构， 然后安装到文件系统名空间中，之后才能使用。 安装过程通常比较直接：OS给设备一个名字和一个安装 点，通常安装点时一个空目录，例如在unix中，一个 文件系统可以安装到/home下 然后，OS需要证实设备包含了可用的文件系统，为此， 它要求设备驱动程序读入设备目录，判断设备目录为 需要的格式。最后，OS告诉自己的目录结构，这个文 件系统已装安装到了特定的安装点。
文件保护
ACL (Access Control List）方式 Role Based Access Control
顺序访问：最简单的访问方式是顺序访问，文件中的信 息按照顺序访问，一个记录接着一个记录。 直接访问：文件由固定大小的逻辑记录组成，允许程序 员不按照顺序读写记录。直接访问方法基于磁盘模型， 数据库通常为这种类型。
目录和文件结构
下面，我们考虑如何存储文件。文件存储在随机访问的 存储设备上
一个存储设备可以整个用于一个文件系统，或者进行精 细划分。例如，一个磁盘可以分区为多个分区，每个 分区保存一个文件系统。分区可以限定单个文件系统 的大小，将多个文件系统类型放到一个设备中，或者 将一个设备的一部分用作其它用途。 包含文件系统的一个实体通常成为一个卷。每个卷可以 看成是一个虚拟磁盘。每个包含一个文件系统的卷通 常也包含系统中的文件信息。这个信息保存在设备目 录中。
文件的概念
上面提到的多数文件操作涉及查询目录，找到命名文件 的入口。为避免重复的查找，很多系统需要在文件第 一次使用前，使用一个open系统调用。OS保存一个表， 成为开发文件表，包含了所有打开文件的信息。当请 求一个文件操作时，文件通过这个表的下标查找。当 文件不再使用时，需要被进程关闭，操作系统从打开 文件表中删除相应项。 Open和close函数的实现，由于多个进程可能同时打开 一个文件，变得很复杂。通常OS使用俩级表：进程级 和系统级。