笔记大纲

文件和文件结构
文件的访问
目录
文件系统的实现
虚拟文件系统

1.文件和文件结构

文件是进程创建的信息逻辑单元，一个磁盘上含有成千上万个文件，每个文件是独立于其它文件的，文件是持久化在硬盘之上，每一个文件对应了磁盘上唯一的地址空间。文件是受到操作系统管理的，有关文件的构造、命名、访问、使用、保护都是通过操作系统管理，其中管理文件的部分称之为文件系统。

1.1 文件命名

文件是一种抽象机制，它提供了一种在磁盘上保存信息并且方便后续读取的方式，文件的具体命名规则不同的操作系统规则不尽相同，有些文件系统区分字母大小写，也有不同的位数限制。

1.2 文件结构

文件可以有多种构造方式，常见的有3种：字节序列、记录序列、树

1.3 文件类型

        - 普通文件
        - 目录
        - 字符特殊文件
        - 块特殊文件

1.4 文件访问

        - 顺序访问
        - 随机访问

1.5 文件属性

        - 保护：谁可以访问文件
        - 口令
        - 创建者
        - 所有者
        - 只读标志
        - 隐藏标志
        - 系统标志
        - 存档标志
        - ASCII/二进制标志
        - 随机访问标志
        - 临时标志
        - 加锁标志
        - 记录长度
        - 最后一次修改时间
        - 创建时间
        - 当前大小

1.6 文件操作

        - `create`：创建一个不包含任何数据的文件
        - `delete`：删除文件
        - `open`：使用文件之前需要打开文件
        - `close`：不需要访问文件时需要关闭文件
        - `read`：在文件中读取数据
        - `write`：向文件写入数据
        - `append`：向文件末尾追加数据
        - `seek`：随机指定开始访问点

2.目录

2.2 层次目录系统

绝对路径、相对路径

3.文件系统的实现

3.1 文件系统的布局

主引导记录：Master boot record (MBR)，用来引导计算机，计算机BIOS系统读入并执行MBR。 超级快：文件系统的元数据，在系统启动时读入内存，包括文件系统类型、魔数、块数量等。

3.2 文件的实现

3.2.1 连续分配

快捷、磁盘碎片

3.2.2 磁盘块分配（链表）

额外指针空间、避免磁盘碎片

3.2.3 文件分配表 FAT(链表)

基于内存

3.2.4 i节点

比FAT小、超额文件处理复杂

3.3 空闲空间管理

3.3.1 位图法

3.3.2 链表法

3.4 块高速缓存 Block Cache/缓冲区高速缓存 Buffer Cache

操作系统为了减少磁盘的访问次数，在内存汇中有一块缓冲区域保存着磁盘的读取数据

3.4.1 缓冲淘汰

           - FIFO算法
           - LRU、近似LRU算法
           - 第二次机会

3.5 块提前读/预读

局部性原理的应用。

4.虚拟文件系统 Virtual File System（VFS）

暂时用老师画的图，这个图比较详细(引自 - 图灵课堂)

操作系统-文件系统