1、为什么需要文件系统
所有应用程序之所以运行是为了对数据进行处理，一个应用程序既可能需要读入数据，也可能需要输出数据。那么这些数据就需要存放在某个地方。
而内存容量有限，不持久，且难以共享。一旦该进程结束运行，地址空间将失效，里面的数据无法再被任何人访问，而且即使进程尚未结束，若突然断电也会造成数据消失。
2、什么是文件系统
文件系统是操作系统提供的一个抽象。简单地说，就是将其接触的磁盘物理特性转换为用户看到的路径名和文件名。用户对磁盘进行访问只需要给出文件名和路径名即可，无需知道磁柱、磁道、扇面、数据块等信息。
文件系统的主要特性就是存储大量的信息，多个进程可以同时访问一个文件，进程的结束也不会影响文件的持续存在。
3、文件系统的目标
文件系统的两个目的：地址独立和地址保护。
地址独立就是一个文件在产生的时候无需担心其存放的磁盘地址，即文件数据的产生与文件将来存放的磁盘地址相互独立。
地址保护则需要对文件的访问逬行一定的限制，即不是任何人都可以访问任何文件的。
4、从用户角度看文件系统
从用户的角度来看，用户关心的是这个文件对他来说是什么东西：比如说什么是一个文件、对文件可以进行哪些操作。即用户关心的是“怎么用”。
从操作系统设计人员的角度来看，他们关心的则是文件是如何构造的，如何跟踪磁盘上的自由空间，具体的磁盘结构，即设计人员关心是“怎么实现的“。
1、文件命名
即用户给文件起一个名字，这个文件名既可以是英文名、中文名，也可以是图像名。
当用户给出一个文件名，操作系统就可以根据这个名字来找到对应文件的内容。具体来说，就是找到该文件存放在磁盘上的所有数据块。
2、扩展名
扩展名通常用来表明文件的类型，如文本文件、二进制文件等。例如file.c表明该文件是一个c源文件；file2.cpp表明该文件是一个C++源文件。
3、内容寻址
给岀文件的内容，供操作系统来査找。一般存在于数据库系统或者以内容寻址为访问方式的存储系统。
4、文件内容组织
关系导向型组织
关系导向型的内容组织就是将数据之间的关系记录在文件里面，文件的构造与数据之间的关系存在某种对应关系。
关系导向型文件内容的组织形式：
非关系导向型组织
非关系导向型文件内容组织形式则不考虑数据里面的任何结构。对于此种方式来说，数据就是一个数据流，没有记录，没有关系。这个数据流既可以是字位流，也可以是字节流，也可以是数据块流。它们之间的不同就是这个流的单位不同。
非关系导向型文件内容组织形式：
两种组织方式比较
现代商业操作系统基本上都使用字节流方式来组织文件内容。因为它简单，而追求简单正是操作系统设计的努力方向。使用字节流方式来组织文件内容使得操作系统的代码更加可靠、更加灵活、用户程序编写也更加方便。
5、文件类型
文件分为三种：
1、目录
2、一般文件
3、块文件
目录是记录文件的文件，即它的内容是关于别的文件。一般文件用来保存数据，一般文件分为下列几种文件：
1、文本文件
2、二进制文件
文本文件存放的是没有经过处理的数据，即以ASCII码表示的数据。二进制文件是经过编码的文件，必须用专门的应用软件才能打开。另外加密文件也是二进制文件。
6、文件访问
文件的访问类型只有两种：顺序访问和随机访问。
顺序访问就是从开头访问起，按先来后到的顺序读取数据，不能在中间随便跳转。随机访问则是可以按照任意顺序读取数据记录。
现代操作系统无一例外都提供随机访问，这是因为我们的存储媒介已经是随机读写的磁盘了。
7、地址独立的实现机制：文件夹
文件夹保存的不是用户数据，而是关于文件及文件系统的信息。简单地说，文件夹的角色就是用来跟踪文件，里面存放的是从文件到文件在磁盘的地址的映射。
文件夹结构
由于文件夹里面又可以有文件夹，这样就形成一个层次结构。而这个层次结构的顶端就是根文件夹，也称为根目录。
文件夹的层次结构：
相对路径与绝对路径
从根目录开始的一个完全路径，称为绝对路径。绝对路径是从根目录的视角看，一个文件的访问路径。
与此相对的是相对路径，即从某个工作目录的角度看，如用户当前所处的目录的角度看某一个文件的访问路径。
使用相对路径的好处是没有必要走遍整个目录夹，可以节省磁盘访问次数，从而提高文件访问效率。使用绝对路径的好处是操作时不会出错。
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