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设计一个文件系统,需要考虑哪些因素?

文件系统的实现

在对文件有了基本认识之后,现在是时候把目光转移到文件系统的实现上了。之前用户关心的一直都是文件是怎样命名的、可以进行哪些操作、目录树是什么,如何找到正确的文件路径等问题。而设计人员关心的是文件和目录是怎样存储的、磁盘空间是如何管理的、如何使文件系统得以流畅运行的问题,下面我们就来一起讨论一下这些问题。

文件系统布局

文件系统存储在磁盘中。大部分的磁盘能够划分出一到多个分区,叫做磁盘分区(disk partitioning) 或者是磁盘分片(disk slicing)。每个分区都有独立的文件系统,每块分区的文件系统可以不同。磁盘的 0 号分区称为 主引导记录(Master Boot Record, MBR),用来引导(boot) 计算机。在 MBR 的结尾是分区表(partition table)。每个分区表给出每个分区由开始到结束的地址。系统管理员使用一个称为分区编辑器的程序来创建,调整大小,删除和操作分区。这种方式的一个缺点是很难适当调整分区的大小,导致一个分区具有很多可用空间,而另一个分区几乎完全被分配。

MBR 可以用在 DOS 、Microsoft Windows 和 Linux 操作系统中。从 2010 年代中期开始,大多数新计算机都改用 GUID 分区表(GPT)分区方案。

下面是一个用 GParted 进行分区的磁盘,表中的分区都被认为是 活动的(active)

当计算机开始引 boot 时,BIOS 读入并执行 MBR。

引导块

MBR 做的第一件事就是确定活动分区,读入它的第一个块,称为引导块(boot block) 并执行。引导块中的程序将加载分区中的操作系统。为了一致性,每个分区都会从引导块开始,即使引导块不包含操作系统。引导块占据文件系统的前 4096 个字节,从磁盘上的字节偏移量 0 开始。引导块可用于启动操作系统。


作者:admin 分类:未分类 浏览:81 评论:0
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