32利用檔案系統儲存資料 檔案系統掃盲

2021-10-12 21:42:42 字數 1857 閱讀 8200

計算機的檔案系統是一種儲存和組織計算機資料的方法,它使得對其訪問和查詢變得容易,檔案系統使用檔案和樹形目錄的抽象邏輯概念代替了硬碟和光碟等物理裝置使用資料塊的概念,使用者使用檔案系統來儲存資料不必關心資料實際儲存在硬碟(或者光碟)的位址為多少的資料塊上,只需要記住這個檔案的所屬目錄和檔名。在寫入新資料之前,使用者不必關心硬碟上的那個塊位址沒有被使用,硬碟上的儲存空間管理(分配和釋放)功能由檔案系統自動完成,使用者只需要記住資料被寫入到了哪個檔案中。

檔案系統是一種用於向使用者提供底層資料訪問的機制。它將裝置中的空間劃分為特定大小的塊(或者稱為簇),一般每塊512位元組。資料儲存在這些塊中,大小被修正為占用整數個塊。由檔案系統軟體來負責將這些塊組織為檔案和目錄,並記錄哪些塊被分配給了哪個檔案,以及哪些塊沒有被使用。

不過,檔案系統並不一定只在特定儲存裝置上出現。它是資料的組織者和提供者,至於它的底層,可以是磁碟,也可以是其它動態生成資料的裝置(比如網路裝置)。

在檔案系統中,檔名是用於定位儲存位置。大多數的檔案系統對檔名的長度有限制。在一些檔案系統中,檔名是大小寫不敏感(如「foo」和「foo」指的是同乙個檔案);在另一些檔案系統中則大小寫敏感。大多現今的檔案系統允許檔名包含非常多的unicode字符集的字元。然而在大多數檔案系統的介面中,會限制某些特殊字元出現在檔名中。(檔案系統可能會用這些特殊字元來表示乙個裝置、裝置型別、目錄字首、或檔案型別)然而,這些特殊的字元會允許存在於用雙引號內的檔名。方便起見,一般不建議在檔名中包含特殊字元。

其它檔案儲存資訊常常伴隨著檔案自身儲存在檔案系統中。檔案長度可能是分配給這個檔案的區塊數,也可能是這個檔案實際的位元組數。檔案最後修改時間也許記錄在檔案的時間戳中。有的檔案系統還儲存檔案的建立時間,最後訪問時間及屬性修改時間。(不過大多數早期的檔案系統不記錄檔案的時間資訊)其它資訊還包括檔案裝置型別(如:區塊數,字符集,套介面,子目錄等等),檔案所有者的id,組id,還有訪問許可權(如:唯讀,可執行等等)。

1. 磁碟檔案系統

磁碟檔案系統是一種設計用來利用資料儲存裝置來儲存計算機檔案的檔案系統,最常用的資料儲存裝置是磁碟驅動器,可以直接或者間接地連線到計算機上。例如:fat、exfat、ntfs、hfs、hfs+、ext2、ext3、ext4、ods-5、btrfs。有些檔案系統是程序檔案系統(也有譯作日誌檔案系統)或者追蹤檔案系統。

這部分內容在ssd應用層面很關鍵,後續會陸續分享學習。

2. 快閃儲存器檔案系統

快閃儲存器檔案系統是一種設計用來在快閃儲存器上儲存檔案的檔案系統。隨著移動裝置的普及和快閃儲存器容量的增加,這類檔案系統越來越流行。

儘管磁碟檔案系統也能在快閃儲存器上使用,但快閃儲存器檔案系統是快閃儲存器裝置的首選,理由如下:

日誌檔案系統具有快閃儲存器檔案系統需要的特性,這類檔案系統包括jffs2和yaffs。也有為了避免日誌頻繁寫入而導致快閃儲存器壽命衰減的非日誌檔案系統,如exfat。

這部分內容在之前的文章中有作介紹,如感興趣請翻閱歷史文章(如何成為乙個具有領導力的ssd主控?)

3. 資料庫檔案系統

檔案管理方面的乙個新概念是一種基於資料庫的檔案系統的概念。不再(或者不僅僅)使用分層結構管理,檔案按照他們的特徵進行區分,如檔案型別、專題、作者或者亞資料進行區分。於是檔案檢索就可以按照sql風格甚至自然語言風格進行。

例如bfs和winfs。

4. 網路檔案系統

網路檔案系統(nfs,network file system)是一種將遠端主機上的分割槽(目錄)經網路掛載到本地系統的一種機制。

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