《liunx操作系統(tǒng)》課件18linux內(nèi)核簡介-文件系統(tǒng)

1、文件系統(tǒng)Huizhi Zhao文件系統(tǒng)一套實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲、分級組織、訪問和獲取等操作的抽象數(shù)據(jù)類型，是存儲和組織計算機數(shù)據(jù)的方法，使訪問和查找變得容易使用文件和樹形目錄的抽象邏輯概念代替硬盤和光盤等物理設(shè)備的概念也可能僅僅是訪問數(shù)據(jù)的界面，可能根本沒有對應(yīng)的文件（/proc文件系統(tǒng)）文件系統(tǒng)與目錄樹的關(guān)系文件系統(tǒng)linxu可以擁有多個文件系統(tǒng)，每個文件系統(tǒng)占據(jù)硬盤的一個獨立分區(qū)一個軟盤或硬盤分區(qū)作為文件系統(tǒng)使用時，必須進行初始化，并將組織文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)寫到介質(zhì)上，建立文件系統(tǒng)過程在Linux系統(tǒng)中，如果要使用硬盤、光盤、軟盤等存儲設(shè)備，必須先進行掛載（mount），當存儲設(shè)備掛載完成之后，就

2、可以將其作為一個目錄來進行訪問設(shè)備文件設(shè)備文件提供可調(diào)用內(nèi)核函數(shù)的信心：設(shè)備驅(qū)動程序類型（字符型/塊型）、主設(shè)備號、次設(shè)備號應(yīng)用程序向內(nèi)核申請使用設(shè)備，內(nèi)核利用設(shè)備驅(qū)動程序類型信息和主設(shè)備號，調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序次設(shè)備號區(qū)分同一類設(shè)備驅(qū)動程序下的不同設(shè)備設(shè)備文件磁盤設(shè)備文件/dev/sda-p1-15：為SCSI，SATA，USB等I/O接口類型的硬盤設(shè)備文件/dev/hda-d1-63：為IDE介面的設(shè)備文件/dev/cdrom：為光盤設(shè)備文件磁盤信息sector（扇區(qū)）：每個磁道上的等分段，扇區(qū)是最小的物理存儲單位，大小為512字節(jié)cylinder（柱面）：磁盤上的磁道，扇區(qū)組成柱面，柱面是

3、分區(qū)的最小單位header（磁頭）：同一個硬盤中存在好幾塊硬盤磁片硬盤信息第一個扇區(qū)包含主引導(dǎo)記錄（MBR，446B）及分區(qū)表（64B）系統(tǒng)開機的時候主動讀取MBR，找到程序在哪里且該如何開機分區(qū)表中四組記錄區(qū)分別記錄其起始與結(jié)束柱面號碼Linux系統(tǒng)啟動過程加載程序Boot Loader 是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運行之前運行的一段小程序這段小程序初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核做好一切準備/boot/grub.conf啟動配置文件Grub.conf默認從第幾個操作系統(tǒng)啟動擴展分區(qū)和邏輯分區(qū)硬盤允許四個主分區(qū)將主分區(qū)劃分出若干子分區(qū)，稱

4、為擴展分區(qū)擴展分區(qū)占用一個主分區(qū)號，只能有一個擴展分區(qū)在擴展分區(qū)上劃分出來的子分區(qū)，即邏輯分區(qū)硬盤分區(qū)方式主分區(qū)和擴展分區(qū)最多只能有四個邏輯分區(qū)從5開始硬盤分區(qū)windows硬盤分區(qū)方式Fdisk查看系統(tǒng)硬盤和分區(qū)fdisk lBlocks=（End Start+1） Units / block sizeBlock size1024Bext2文件系統(tǒng)1992年引進了第一個專門為Linux設(shè)計的文件系統(tǒng)ext(extended file system)1993年推出了新文件系統(tǒng)ext2，在CPU使用率和系統(tǒng)修復(fù)上都很出色文件由inode唯一標識，以塊（Block）為單位進行空間分配Block塊扇

5、區(qū)是最小的物理存儲單位，每個扇區(qū)為512B操作系統(tǒng)讀取硬盤的時候，不會一個個扇區(qū)地讀取，這樣效率太低，而是一次性連續(xù)讀取多個扇區(qū)一次性讀取的多個扇區(qū)組成的“塊”，是文件存取的最小單位塊塊大小在硬盤分區(qū)格式化（安裝文件系統(tǒng)）的時候確定，每個block塊最多可存放一個文件一個文件大小2154b塊默認大小1024，需要3個塊，浪費空間1024*3-2145=927b如果默認塊大小為2048b，需要2個塊來存儲，浪費空間2048*2-2145=1951b塊越大，適合大文件的文件系統(tǒng)；塊越小，適合文件多而小的文件系統(tǒng)ls -ls塊大小：4kb目錄文件目錄文件包含下屬文件與子目錄的登記項，創(chuàng)建一個文件，就

6、構(gòu)成一個目錄項，并添加到相應(yīng)的目錄文件中索引節(jié)點號目錄項長度名字長度文件類型文件名字索引節(jié)點索引節(jié)點（Inode）又稱I節(jié)點，每個文件都有唯一一個索引節(jié)點每個數(shù)據(jù)塊組中的索引節(jié)點都保存在索引節(jié)點表中Inode記錄的文件數(shù)據(jù)大小均固定為128或256字節(jié)文件存取權(quán)限擁有者及群組文件大小創(chuàng)建及改變時間最近一次的讀取時間文件真正內(nèi)容的指向（在硬盤上的存儲位置）打開文件步驟系統(tǒng)找到文件名對應(yīng)的inode號碼通過inode號碼，獲取inode信息根據(jù)inode信息，找到文件數(shù)據(jù)所在的block，讀出數(shù)據(jù)通過inode查找文件find 目錄 -inum inode號查看某個文件的inode信息stat 文件名Inode信息支持文件系統(tǒng)傳統(tǒng)文件系統(tǒng)：ext2 、 minix、 MS-DOS、 FAT (用 vfat 模塊) 、 iso9660 (光盤)等日志式文件系統(tǒng)：