一篇围绕文件系统章节展开的总览笔记。

在 概述 里已经把操作系统拆成了进程、内存、文件、I/O 这些大块。前面两章讨论了进程与内存，接下来进入"文件系统"这一章。

这一篇不展开文件系统的细节，而是先建立整章会反复出现的前置信息：文件系统要解决什么问题、它按什么层次组织、每一层分别承担什么职责。

导览

1. 核心问题

文件系统的核心目标是为磁盘访问提供完整的抽象与保护。具体可以拆成下面几个方面：

2. 路线图

这一章后续几篇文章的大致分工如下：

文件系统层次

文件系统是一组按职责分层的模块。由上到下大体可分为3层：

应用程序不直接接触物理块或 I/O 端口。它通过逻辑文件系统暴露的路径名、文件描述符和读写接口访问数据；底层细节由文件组织模块和基本文件系统逐级消化。

1. 逻辑文件系统

逻辑文件系统管理的是用户视角下的文件与目录——文件名、路径、权限、时间戳等元数据。

它通过文件控制块（FCB，File Control Block）维护每个文件的结构信息。在 Unix 中，FCB 的核心部分就是 inode。逻辑文件系统不关心文件数据落在哪个物理块上，只关心"这个文件的 inode 里记录了什么"以及"目录如何把文件名映射到 inode"。

2. 文件组织模块

文件组织模块负责把"文件内的第 N 个逻辑字节"翻译成"磁盘上的第 M 个物理块"。它清楚文件的逻辑块与物理块之间的映射关系。

这一层的核心决策是分配方式——文件数据块在磁盘上如何排布：

具体的分配细节、变体及空闲空间管理方法属于文件系统抽象篇，本篇只建立层级概念。

3. 基本文件系统

基本文件系统位于文件组织模块之下，它不再关心"文件"这个概念，只关心"从哪个物理块号读，向哪个物理块号写"。它的主要工作是向 I/O 控制层发出对特定物理块的读写命令。

I/O 控制层再往下，就是设备驱动程序和硬件本身——磁头寻道、盘片旋转、DMA 传输都在这一层完成。这些内容将在文件系统硬件篇中展开。

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