本文已收录到：清华大学操作系统课程笔记 专题
文件系统和文件
打开文件和文件描述符
文件描述符是打开的文件在内存中维护的相关信息。
文件描述符
只读、可读可写。
文件的用户视图和系统视图：文件从用户、系统的角度来看是什么样的
通常是几个扇区构成一个数据块。
用户视图 系统视图的转换
磁盘的最小访问单元是块。
文件系统最小的访问单位是数据块。
即4k大小
优化的时候要考虑，充分利用磁盘中一整块的内容。
访问模式（访问方式）
Ps：可参考哈工大《操作系统》word笔记。
其实，操作系统中的文件系统是一个小型的数据库。
文件内部的结构
复杂结构word，可以做个小实验，将word文件的扩展名改为zip，然后解压缩，看看里面是什么吧。
让我想起了编译原理中的.out文件，计算机组成原理中的elf文件格式，里面都有特定的结构。
文件共享和访问控制
这里只是一个简单的介绍，不同操作系统会有不同的设计和实现方式。
语义一致性：文件的同步机制
由于延迟问题，操作系统弱化了该部分的功能。这部分功能类似于同步机制。
把一致性的问题交给进程去解决和处理。
文件分层系统：目录
以路径的形式标识每一个文件。
跟死锁检测差不多。实际中检测长度，超过长度就不行。
为每个进程设置一个缺省工作目录。
在网络环境上，对安全性要求更高，对一致性要求更高，对出错误后处理也有更高的要求。
虚拟文件系统
作为“中间层”，抹平不同文件系统的差异。对上层提供一个统一的操作API接口。
文件系统基本数据结构
文件缓存和打开文件
操作系统所讨论的缓存指的是数据块缓存。
Ps：更多关于磁盘、磁盘控制器、控制器中的调度算法。请参考《存储基础》课程。
数据块缓存
页缓存
文件缓存到主存中。
打开文件表
打开文件锁
文件分配
统计学发现，大多数文件都很小。
连续分配
减少长度还好说，但不好增加长度。
我们最好是预留几块？还是怎么着？很麻烦。
链式分配
- 存放时间长，磁盘硬件本身可能会遗失数据，如果恰好是丢失了链信息，这个指针往后的数据块全都丢了。
- Ps：加了指针，真正存的数据就不会是2的整数幂了。破坏“美感”，计算机期望2的整数幂对齐。因为虚拟内存、分页都是2的整数幂划分，会使系统产生瓶颈，因为与其他计算机部分，例如cache、配合就会很麻烦。（详细请看 哈工大操作系统word笔记）
索引分配（icode）
大文件:
下面看下实际例子：
UFS：Unix file system
一级索引不够就用二级索引。二级不够用三级。效率也逐渐下降。
空闲空间管理
只需要做这一件事情。
位图组织空间空间
其他空闲空间组织方式
采用链式管理不占用额外空间。
链式索引：不断地查空闲块，查到后就把他们连起来，用一个索引块（inode）记录他们的地址。
冗余磁盘阵列RAID
如果操作系统存放于两个分区，那么磁头在不同分区之间来回跳转，这效率很差。
多磁盘管理
硬件RAID硬件控制器，就是RAID卡，又叫磁盘阵列卡。用了它，就像是操作一块硬盘一样使用多个硬盘组成的阵列。
