文件系統
進程終止，保存信息信息丟失。
目前把磁盤當作一種固定大小的線性序列。 並且支持日下兩種操作：
- 讀塊。2.寫塊。
進程（與線程）。地址空間和文件，這些抽象空間均是操作系統中最重要的概念。操作系統中處理問文件的部分稱爲文件系統（file system）。操作包括文件的構造，命名，存取，保護，管理和實現。
主要從兩方面來介紹文件系統。 一，用戶使用，二，系統設計。
使用文件系統
文件
文件命名，Linux和windows不同。 windows通過後綴實現分類。
文件結構 操作系統不關心，只是識別爲字節，含義只在用戶程序中解釋。
文件類型： unix分爲普通文件（regular file）字符特殊文件（character special file）和塊特殊文件（block special file）。目錄文件以後討論。
字符特殊文件和輸入/輸出有關， 用於串行I/O類設備， 如終端，打印機。塊特殊文件重要用於磁盤文件。 本章主要討論普通文件。
文件存取：現在都是隨機的，隨機存取文件（random access file）。
文件屬性：文件都有自己的屬性，有些時候稱爲元數據。
文件操作：每個系統有針對不同的文件操作有不同的系統調用。創建刪除，打開關閉。
目錄
目錄使用：路徑有絕對路徑和相對路徑的區分。 相對路徑指相對於當前目錄。 絕對路徑：從根目錄開始。
目錄操作：創建，刪除，關閉等，系統調用。
文件系統的實現
文件系統佈局：文件系統存放在磁盤上。 多數磁盤劃分爲一個或多個分區，每個分區中有一個獨立的文件系統。 磁盤中0號扇區稱爲主引導記錄。用來引導計算機。 MBR末尾是分區表。 表內是每個分區的起始和結束位置。MBR會去確定第一個活動分區，第一個活動分區內是操作系統。
一個典型的分區：引導塊，超級塊，空閒空間管理，i節點，根目錄， 文件和目錄。
文件的實現：
實現存儲的關鍵問題是記錄哥哥文件分別用到哪些磁盤塊。
- 連續分配。 CD-ROM在用。
- 鏈表分配。缺點是找任意一塊都要找起點。爲了解決問題，取出每個磁盤塊的指針字，放入內存中。這樣的表格稱爲文件分配表（File Allocation Table FAT）。但這種發難對於大磁盤而言不合適。
- I節點。鏈表磁盤塊地址記錄在文件中，只有打開文件是纔會需要。節省空間。
目錄的實現
目錄系統的主要功能是把ASCII文件名映射成定位文件數據所需的信息。 目錄文件中存放有目錄下文件的文件名和元數據。
目錄下文件查找：1.目錄下使用散列表，2.查找信息放入告訴緩存。
共享文件： 爲了共享文件，使用i節點引用記數。
日誌文件系統：日誌保存記錄系統操作，可以在任務執行奔潰的時候。獲得錯誤現場，並完成他們。 Linux的ext3 和windows的 NTFS都是。
虛擬文件系統：抽象出所有文件系統都共有的部分， 並將這部分代碼放在單獨的一層。這一層叫VFS。 所有和文件相關的系統調用在最初的處理上都先通過虛擬文件系統，來自用戶的調用都是posix標準系統調用，也可以說用戶通過POSIX接口連接VFS。
VFS有兩個接口對上層的用戶進程和對下層的文件系統。不同的文件系統統一先註冊到VFS。
文件系統管理和優化
空間管理 ：文件會分成很多連續的塊。 塊大小，經過統計計算均衡設定爲4K。 但是現在磁盤超過了1T，有人設定爲64K。
除了要記錄使用的塊，還要記錄未使用的空閒塊。以及對限額。
文件系統備份：主要使用按日期備份。恢復後檢驗一致性，通過文件一致性和塊一致性檢測。
文件系統的性能
硬盤較慢，差內存百萬倍性能。
1。最常用的方法是塊高速緩存（block cache）或者緩衝區高速緩存（buffer cache）。邏輯上是磁盤，但性能上考慮放在內存中。 使用雙向鏈表，按照使用時間鏈接起來。
引入問題：改變了buffer的數據，怎麼落盤？ 答：系統調用週期性檢測回寫。
2. 塊提前讀：預測即將使用的塊，提前寫入高速緩存。提前寫只適用於順序讀取的文件，隨機存取文件不起作用。
3. 優化磁盤移動軌跡。優化磁盤存放位置。