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【 提到“数据恢复”,是时候讲讲「文件系统」了!】

更新时间:2020-06-10

��说得好有道理,我竟无言以对~

文件在被写入硬盘时会被分到不同的区、扇区、磁道等,那么是谁在分配和调度呢?是时候好好单独聊聊「文件系统」了。

什么是文件系统?

其实漫画中的回答都没错,但咱们不仅要简单,还要具象化。

「文件管理系统」简称为文件系统,是「操作系统」中负责管理和存储文件信息的软件系统,它的存在使得应用可以方便的使用抽象命名的数据对象和大小可变的空间。

我们按照以下这三点记忆:

一种管理文件的机制;

在存储介质上组织文件;

使抽象的数据便于查看和处理。

如果没有文件系统,那么存储介质上的信息就是整整一大块,文件系统好比是硬盘的“宿管大妈”,管着文件的“登记入住”、“房间分配”和“退房”等事宜。

文件系统的功能?

呃,管理文件,没错,再进一步看看管理的内容吧。

管理对象一:存储介质

管理内容:空间规划与分配等;

管理对象二:文件

管理内容:创建目录、保护文件、检索文件、命名文件、存入转储、删除撤销、位置分配等。

特别提一下文件系统指定命名文件的规则,这些规则包括文件名的字符数最大量,哪种字符可以使用等。

这样看来文件系统的功能很明确了,它周旋于用户和硬盘之间,从而在硬盘上实现用户对文件的操作,起到非常重要的桥梁作用!

不同文件系统的差别?

不论是不是计算机专业的,平常应该也听说过不少文件系统,如FAT文件系统、exFAT文件系统、NTFS文件系统、HFS文件系统……(以下省略N种)

不同的文件系统看起来结构各不相同,如下图:

FAT 文件系统示意图

NTFS 文件系统示意图

FAT 文件系统示意图

Unix 文件系统示意图

有的文件系统简单,理解起来相对容易;而有的文件系统极其复杂,即便洋洋洒洒几万字也讲不清楚其中的原理。

但是,Wendy一向主张用“背后最根本的物理原理去理解世界”。那么分析不同文件系统的差别,我会从文件系统的根本出发,简单将其概括为以下一句话:

不同文件系统的差别就在于其管理目录的方式不同。

对,仅此一句。

为什么要这样总结呢?

因为归根结底,我们回到最原本的层面去看,文件系统不过就是目录和文件内容本身两个部分,而其他的部分都只是为了标记位置啊、帮助启动啊、引导扇区啊等等,依然可以算作目录的范畴。

但不同的目录自然意味着不同的检索方式,因此每个文件系统为了实现各自的检索方式,就会想方设法地提高效率、实现功能,从而就附加了更多复杂的结构,各文件系统的差别自然就显现出来了。

举例说明一下,还是以FAT文件系统为例,另外再加上NTFS文件系统对比看看。

FAT 文件系统结构

NTFS 文件系统结构

如上图,忽略启动扇区等小区域,FAT和NTFS的主要结构是不是差不多?

FAT:FAT表,目录,文件

NTFS:MFT表,目录,文件

也就是说,这两个系统的主要区别就在于FAT表和MFT表了,它们应该算作是目录的目录。晕了?你看啊,“目录”在哪儿也是要找的,这两个表就记录了如何检索文件相应的目录(不是文件哦),那可不就是目录的目录么。

而其他类型更多复杂的文件系统也有属于自己独特的“表”,根本差别就在这里。再回头看看文件系统的定义,其目录的差别说到底就是划分存储介质的规则不一样!

看到重点没?数据恢复就是在存储介质上找回文件啊!你说了解其划分规则重不重要?那了解不同文件系统重不重要?当然重要!!!

重要还不好好学!?

总结

A. 文件系统是对存储设备的空间进行组织和分配的一种管理机制;

B. 文件系统通过建立目录来管理文件;

C. 不同文件系统的差别在于目录(检索方式)不同;

D. 了解不同文件系统的目录规则是数据恢复的关键。

申明:本文完全是从「数据恢复」的角度来探讨「文件系统」的差别,主要探讨对数据恢复有影响的点;更件系统高深原理请自行了解查阅哦!