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快速文件系统
Fast File System快速文件系统是早期UNIX文件系统的改进版，早期的UNIX文件系统十分简单，如下图所示
问题是，性能很糟糕，到后面这个文件甚至不能提供磁盘总带宽的2%，而且用久了空间碎片化很严重，因此浪费很多磁盘空间。本质上，这个文件系统只是把磁盘当作一个随机访问的内存，在磁盘的使用过程中，空间的清理和分配都不是连续的，索引在空间中乱转，因此性能十分的差。如下图所示。
从现在的眼光来看，这种碎片化的问题能够通过磁盘碎片整理工具来重新组织数据，但是在当时来说这种开销是不可接收的。另一个问题是一个快太小，小的块对碎片化的问题有好处，但是对传输来说会线性的增大开销，这些问题导致这种文件系统难以使用。
伯克利的一个小组决定建立一个更好、更快的文件系统，他们称之为快速文件系统(FFS)。从此开启了文件系统研究的新时代，FFS的第一个特点就是保留文件系统的相同接口(相同的api，包括open()、read()、write()、close()和其他文件系统调用)，但是在内部实现上大大改进。这种开发模式沿用至今，实际上，所有现代文件系统都遵循现有的接口(从而保持与应用程序的兼容性)，同时出于性能、可靠性或其他原因更改其内部结构。
第一步就是更改磁盘上的结构，重新定义磁盘结构为一组cylinder，一个cylinder是不同盘片上平行的一条轨道。下图中，一共有3条cylinder。
但是这种结构并不是易用的，磁盘导出一共基于块的逻辑地址空间，并从客户端隐藏其几何结构。具体的，将逻辑地址空间相对应的分组，一组上的逻辑地址空间由一组cylinder上平行的物理空间组成，每一个组内都有一个和普通文件系统一样的数据结构，如下图所示
这样分组的意义在于分配文件和目录空间，事实上，分配只有一个原则：把相关的东西放在一起，这里我们用一些简单的启发式方法来定义什么东西是相关的，对于目录数据，找到已分配目录比较少、空间比较大的组(方便组间平衡目录)，全部放进去，对于文件数据，首先是放到对应的inode附近，其次是相同目录的文件放到同一组里面。如下图所示
上图左边是按关联原则分配的空间，右边则没有，可以看出右边的存放方式使基于名称的局部性消失了。而左边因为具有局部性，使得相关文件的索引很快。
启发式方法：人在解决问题时所采取的一种根据经验规则进行发现的方法。其特点是在解决问题时,利用过去的经验,选择已经行之有效的方法，而不是系统地、以确定的步骤去寻求答案。
名称局部性，如下图所示基于名称的局部性的优势可以体现
对于大文件要特殊处理，不然可能会占满整个组，破坏局部性，如下图左侧所示，没有多少剩余空间给其它文件了。解决的方式也很简单如右图所示。
有人可能会注意到这种分散的存储方式会降低性能，因为需要在不同的组上来回切换。解决方案是增大块大小，因为假如块足够大，文件分散的组就少，这种方式也称为摊销(amortization)，文件系统将会花费大量时间在磁盘传输上而不是搜索磁道。也就是说，峰值性能越高，所需的块大小越大，如下图所示。
FFS还有一些其它特性，比如极小块，因为大部分文件是很小的，为了减少内部碎片，引入小块的概念，这些小块都用于存储小文件，一块可能只有256KB或者512KB。另一个是磁盘布局，如下图所示，FFS将首先向0块发出读取;当读取完成时，FFS发出对block 1的读取，已经太晚了，block 1已经在头部下旋转，现在读取block 1将会引起一个完整的旋转。因此FFS采取右边的磁盘布局来解决这一问题，
但是如果是连续读取的话只能发挥峰值性能的50%（要转两圈），幸运的是，现代磁盘要聪明得多:它们内部读取整个磁道，并将其缓冲到内部磁盘缓存中(由于这个原因，通常称为磁道缓冲区)。然后，在对磁道进行后续读取时，磁盘将从其缓存中返回所需的数据。
还有一些其它的特性，如长文件名、符号链接、原子重命名等，这些特性使得FFS不仅性能更强而且更加可用。
