Erfahren Sie mehr über Dateisysteme in einem Artikel

Das Dateisystem spielt eine Schlüsselrolle im Betriebssystem. Es ist für die Organisation und Verwaltung von Daten auf Speichermedien verantwortlich und realisiert gleichzeitig Datenzugriffs- und Speicherfunktionen. Benutzer interagieren mit dem System, verwalten und greifen auf Daten über das Dateisystem zu, was das Speichern und Abrufen von Daten effizienter und bequemer macht.

Verschiedene Betriebssysteme sind mit ihren eigenen einzigartigen Dateisystemen ausgestattet, z. B. NTFS für Windows, ext4 für Linux und APFS für MacOS. Darüber hinaus gibt es auch einige gängige Dateisysteme wie FAT32 und exFAT, um den Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen zu erleichtern. Das Dateisystem ist für die Aufteilung und Zusammenführung physischer Speichergeräte verantwortlich, um ein einheitliches logisches Gerät für das Betriebssystem bereitzustellen. Es kann eine physische Festplatte in mehrere logische Partitionen aufteilen oder mehrere logische Partitionen zu einem Volume zusammenführen. Wenn Volumes über mehrere physische Festplatten hinweg zusammengeführt werden, implementiert das Dateisystem eine logische Erweiterung der Kapazität eines einzelnen physischen Geräts.

Partitions- und Volumendiagramm

Die Kernfunktion eines Dateisystems besteht darin, Dateien zu verwalten und zu organisieren. Jede Datei hat einen eindeutigen Pfad und Namen, die die Identität und den Speicherort der Datei im System darstellen. Die oberste Ebene des Dateisystems ist eine logische Partition oder ein logisches Volume. Dateien werden hierarchisch in verschiedenen Verzeichnissen gespeichert und bilden eine Baumstruktur.

Baumdateistrukturdiagramm

Im Dateisystem sind die Zugriffsberechtigung und die Ausführungsberechtigung der Datei die Hauptunterschiede zwischen Dateien, und der Unterschied im Dateiinhalt hängt von der Definition der Datei selbst ab. Verschiedene Dateitypen greifen gemäß dem Dateiprotokoll auf ihre Daten zu, wobei der Dateityp normalerweise im Dateiheader angegeben wird. Das Format des Dateinamens hilft dem System und den Benutzern, den Dateityp zu identifizieren, ändert jedoch nicht den Typ und Inhalt der Datei. In frühen Windows-Systemen wurde der Dateinamensstandard 8.3 übernommen, bei dem die drei Zeichen nach „.“ dem System helfen, Dateitypen zu unterscheiden. Beispielsweise steht „exe“ für eine ausführbare Datei.

Neben der Hardware-Kapazitätsgrenze im Dateisystem gibt es auch eine Obergrenze für die Anzahl der Dateien. Wenn das System eine große Anzahl kleiner Dateien enthält, ist die Anzahl der Dateiindizes im Dateisystem erschöpft und es können keine neuen Dateien erstellt werden, selbst wenn auf der physischen Festplatte Speicherplatz vorhanden ist. In diesem Fall müssen wir uns auf einige Dateiverwaltungsprogramme auf Anwendungsebene verlassen, um diese kleinen Dateien einheitlich zu verwalten. In diesen Dateiverwaltungsprogrammen auf Anwendungsebene werden einige „große“ Dateien mit festen Größen erstellt, z. B. 64 MB, 128 MB usw. Dateiverwaltungsprogramme speichern kleine Dateien an bestimmten Orten innerhalb dieser großen Dateien. Eine „große“ Datei im Dateisystem enthält mehrere kleine Dateien. Dadurch wird die Anzahl der Dateien im Dateisystem effektiv reduziert. Obwohl Dateiverwaltungsprogramme, die auf Dateien zugreifen, zu einer verringerten Zugriffsleistung und einer verringerten Speicherplatznutzung führen können, sind alle im Dateisystem gespeicherten Dateien groß. Durch das Speichern großer Dateien können eine durch zu viele Dateien verursachte Fragmentierung des Dateisystems und Leistungseinbußen wirksam vermieden werden. Dies ist eine wirksame Ausgleichsmethode.

Das Dateisystem ist die Grundlage von Daten, einschließlich Dokumenten, Multimedia- und Datenbankdateien. Das Verständnis seiner Eigenschaften ist für das Design und die Entwicklung der Anwendungsdatenspeicherung von entscheidender Bedeutung.

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