原文：https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/File-System%2C-Part-1%3A-Introduction
文件系统的设计是一个难题，因为我们希望满足许多高级设计目标。一份不完整的理想目标清单包括：
- 可靠且强大（要考虑硬件故障或由于意外断电造成的写入不完整）
- 访问（安全）控制
- 账号和权限分配
- 索引和搜索
- 版本控制和备份功能
- 加密
- 自动压缩
- 高性能（例如内存缓存）
- 有效使用存储空间，数据去重
并非所有文件系统本身都支持所有这些目标。例如，许多文件系统不会自动压缩使用频率很低的文件
在标准的 unix 文件系统中：
-
.代表当前目录 -
..代表父目录 -
...不是任何目录的有效表示（这不是祖父目录）。但是可以把它当成磁盘上的一个文件名字。
绝对路径是从目录树的“根节点”开始的路径。相对路径是从目录树中当前位置开始的路径。
如果从主目录开始（简称“〜”），那么Desktop/cs241将是一个相对路径。它的绝对路径对应可能类似于/Users/[yourname]/Desktop/cs241。
请记住，..表示“父文件夹”，.表示“当前文件夹”。
示例：a/b/../c/./
- 第 1 步：
cd a（在 a 中） - 第 2 步：
cd b（在 a / b 中） - 第 3 步：
cd ..（在 a 中，因为..表示'父文件夹'） - 第 4 步：
cd c（在 a / c 中） - 第 5 步：
cd .（在/ c 中，因为。表示'当前文件夹'）
因此，该路径可以简化为a/c。
文件系统是扮演这在磁盘上组织信息的角色。每当您想要访问文件时，文件系统都会指示如何读取文件。这是文件系统的示例图像。
让我们细看一下上面那个图
- super block：此块包含有关文件系统，大小，上次修改时间，日志，inode 数量和第一个 inode 启动，数据块数量和第一个数据块启动的元数据。
- Inode：这是关键的抽象。 inode 是一个文件。
- 磁盘块：这些是存储数据的位置。文件的实际内容。
来自维基百科：
在 Unix 风格的文件系统中，索引节点（非官方地称为inode）是用于表示文件系统对象的数据结构，该文件系统对象可以是各种事物之一，包括文件或目录。每个 inode 都存储文件系统对象数据的属性和磁盘块位置。文件系统对象属性可以包括操纵元数据（例如，改变，访问，修改时间），以及所有者和授权数据（例如，组ID，用户ID，授权）。
要读取文件的前几个字节，请按照第一个间接块指针指向第一个间接块并读取前几个字节，写入是相同的过程。如果你想读取整个文件，继续读取direct block，直到你用完为止（我们将讨论一些间接块）
“计算机科学中的所有问题都可以通过另一层次的间接解决。” - 大卫惠勒
为了支持虚拟内存，我们可以在内存中填充内容。
- 文件名
- 文件大小
- 创建时间，上次修改，上次访问
- 权限
- 文件路径
- 校验
- 文件数据（inode）
一些常见的文件权限包括：
- 755：
rwx r-x r-x
当前用户：rwx，当前组：r-x，其他：r-x
当前用户可以读，写和执行。组和其他人只能阅读和执行。
- 644：
rw- r-- r--
当前用户：rw-，当前组：r--，其他：r--
当前用户可以读写。当前组和其他人只能阅读。
-
读（最重要的位）
-
写（第2位）
-
执行（最低有效位）
这些是八进制格式的权限示例（基数 8）。每个八进制数字对应不同的角色（用户，组，世界）。
我们可以按如下方式读取八进制格式的权限：
-
644 - R / W 用户权限，R 组权限，R 世界权限
-
755 - R / W / X 用户权限，R / X 组权限，R / X 世界权限
作为一个有效的例子，假设我们将磁盘划分为 4KB 块，并且我们想要寻址最多 2 ^ 32 个块。
最大磁盘大小为 4KB * 2 ^ 32 = 16TB（记住 2 ^ 10 = 1024）
磁盘块可以存储 4KB / 4B（每个指针需要 32 位）= 1024 个指针。每个指针指的是一个 4KB 磁盘块 - 因此您可以参考最多 1024 * 4KB = 4MB 的数据
对于相同的磁盘配置，双间接块存储 1024 个指向 1024 个间接表的指针。因此，双间接块可以指代最多 1024 * 4MB = 4GB 的数据。
类似地，三重间接块可以指代最多 4TB 的数据。