Windows的文件系统

Windows的文件系统

一．Windows磁盘管理

1.     Windows的文件系统是以设备驱动的形式来实现的

2.     操作系统将信息以文件的形式存储在外存（如磁盘上），文件系统驱动和磁盘驱动共同构建了Windows的文件系统

3.     Windows将磁盘分为固定大小的“扇区”，扇区的大小取决于不同的存储设备

4.     相邻的扇区集合组成“分区”，Windows通过分区表来存储每个分区的开始扇区，大小和其他相关特性

5.     Windows通过“卷”来抽象一个或几个分区，它是文件系统操作磁盘的逻辑单位

6.     文件系统是构建在磁盘管理之上

7.     系统通过分区管理器和卷管理器与磁盘设备进行交互，为文件系统提供一个以卷为单位的逻辑视图

8.     文件系统在卷管理器的基础之上构建文件系统的格式，并为I/O管理器提供操作文件的接口

二．Windows文件系统格式

1.     Windows支持多种文件系统格式：CDFS,UDF,FAT12,FAT16,FAT32和NTFS

2.     CDFS是一个支持CD-ROM文件的只读文件系统，最大支持的文件大小为4GB,最多支持65535个目录

3.     UDF（通用磁盘格式文件系统）主要提供了对DVD文件的支持

4.     FAT（文件分配表文件系统）是一个简单的文件系统，它最初是为DOS操作系统设计的。它适用于小容量的磁盘，文件目录也比较简单

5.     FAT文件系统是根据其组织形式（文件分配表）而命名的，文件分配表位于卷的开头。为了防止文件系统遭到破坏，FAT文件系统保存了两个文件分配表。文件分配表和根目录必须放在磁盘的一个固定位置，这样系统在启动时才可以找到需要的文件

6.     NTFS是Windows操作系统主流文件系统，NTFS的每个卷可以支持2^32-1个文件，一个文件最大可到达16TB

7.     NTFS具有许多优秀的性能，如文件和目录的安全机制，磁盘配额，文件压缩以及加密，而且当系统不正常中止后，文件系统可用自动恢复目录和文件的结构信息

三.Windows文件系统驱动

1.     Windows通过文件系统驱动来管理不同格式的文件，它运行在核心态

2.     作为设备管理的一部分，文件驱动程序需要在I/O管理器中注册

3.     为了提高文件操作的效率，文件系统驱动程序和内存管理器交互的非常密切。为了提高吞吐量，它还和高速缓存管理器直接交互

4.     文件系统驱动程序在I/O管理器中注册后，I/O管理器可以通过他来识别卷

5.     每一个Windows文件的第一个扇区都被预留为卷的根扇区，通过根扇区，文件系统驱动程序可以找到相对应的文件系统所需要的数据信息

6.     当文件系统驱动识别一个卷后，它会创建一个设备对象来表示文件系统。相应的存储设备管理器也创建一个设备对象来表示具体的存储设备。通过这两个设备对象，I/O管理器将传递到卷设备管理器的I/O请求转发到存储管理器的设备对象

7.     应用可以通过两种方式来访问文件：一种是直接通过文件访问函数来进行文件操作如：ReadFile和WriteFile等，它通过磁盘驱动的I/O处理来操作磁盘。另外一种是通过读写映射文件地址空间来完成文件操作，它通过映射文件来操作磁盘