1.文件的定义：文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种说法：
（1）文件是具有标识符的相关字符流的集合。（2）文件是具有标识符的相关记录的集合。
2.UNIX系统中的文件名：文件名是一个不大于14个字符的字符串。并且区分英文字母的大小写。在UNIX系统中文件名就是一个字符串，没有文件名和文件扩展名之分，文件的类型由用户命名时确定。
例如，li.c，UNIX系统认为这个文件名的长度是4个字符。而在DOS、WINDOWS系统中则解释这个文件名，li是文件名，c是文件扩展名，表示该文件是一个C语言的源程序文件，而.是文件名和文件扩展名的分隔符。
3.文件系统的定义：文件系统是操作系统中负责存取和管理文件信息的机构。它由管理文件所需的数据结构（如文件控制块，存储分配表等）和相应的管理软件以及访问文件的一组操作组成。
从系统的角度看：文件系统是一个负责文件存储空间管理的机构。
从用户的角度看：文件系统是用户在计算机上存储信息、和使用信息的接口。
4.文件结构：
a 字节序列：操作系统把文件看成字节序列提供了很大的灵活性。用户程序可以在文件中加入任何内容，并且以任何方便的形式来命名。这时，处理文件结构的任务由用户完成，操作系统无法提供任何帮助，但也不会设置障碍。
b 记录序列：在这个模型中，文件是一个固定长度记录的序列，每条记录都有内部结构。
c 树：这种方式中，文件由一棵记录树构成，并非每条记录都具有同样的长度。在记录的固定位置包含一个关键字域。记录树按关键字域进行排序，这便于对特定关键字进行快速查找。
5.文件存取：早期操作系统只有一种文件存取方式：顺序存取。进程在这些系统中可以从头顺序读取文件的全部字节或记录，但不能跳过某一些内容，也不能不按顺序读取。顺序读取文件是可以返回到起点的，需要时可多次读取该文件。在存储介质是磁带而不是磁盘时，顺序存取文件是很方便的。当用磁盘来存储文件时，我们可以不按顺序地读取文件中的字节或记录，或者按照关键字而不是位置来存取记录。这种能够以任何次序读取其中字节或记录的文件称作随机读取文件。许多应用程序需要这种类型的文件。如数据库系统。
6.文件属性：反映文件的类型、存取控制、等。常见属性有：文件类型、文件长度、文件的位置、文件的存取控制和文件的建立时间等。其它属性见下表
7.目录
文件控制块（也称目录项）：每个文件有唯一的一个文件控制块也称目录项。包括文件名、文件类型、位置、大小、存取保护信息、使用计数、时间信息。对文件的操作须先找到它才能进行其它操作。
文件目录：控制块的有序集合称文件目录（完全由目录项构成的文件称目录文件）
文件目录结构：
一级目录系统：目录系统最简单形式是在一个目录中包含所有的文件。这有时称为根目录，但是由于只有一个目录，所以其名称并不重要。
层次目录系统：它将目录和文件放在一起，将目录也做成文件，形成树形多层次的目录结构：所有目录项统一增加一项指明是目录还是文件，并规定一没有上层的目录项为根目录，构成一树状逻辑结构。
UNIX操作系统中的文件卷是文件、层次结构目录和i节点（i-node）的三者组合体，它由“全路径”可确定唯一文件。硬盘可以在逻辑上划分成多个文件系统的文件卷，利用命令/etc/mount,/etc/umount可方便地动态装卸。
cp ../lib/dictionary . 拷贝上一级下lib/dicationary到当前目录。
8.文件系统的实现
①顺序文件：将一个文件中逻辑上连续的信息存放到若干连续的物理块中，这类文件叫连续文件，又称顺序文件。
优点：简单，支持顺序读取和随机存取，顺序存取速度快，所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。
②串联文件：一个文件的信息存放在若干不连续的物理块中，各块之间通过指针连接，前一个物理块指向下一个物理块。
优点：提高了磁盘空间利用率，不存在外部碎片问题，有利于文件插入和删除，有利于文件动态扩充。
③使用文件分配表：使用文件分配表，可以根据其实块，然后在文件分配表中查找该块的下一个磁盘块，一直到结束标志。
④i节点其实就是可以这么认为，把i节点看作是一个指向磁盘上该文件存储区的地址。只不过这个地址我们一般是没办法直接使用的，而是通过文件名来间接使用的。事实上，i节点不仅包含了文件数据存储区的地址，还包含了很多信息，比如数据大小，等等文件信息。但是i节点是不保存文件名的。文件名是保存在一个目录项中。每一个目录项中都包含了文件名和i节点。
9.文件目录
MS-DOS中的目录：
图示是一个MS—DOS的目录项。它总共32个字节长，其中包含了文件名、文件属性和第一个磁盘块的块号。根据第一个磁盘块的块号，根据链表得到文件所在块。
在MS-DOS中，目录可以包含其他日录，从而形成层次文件系统。通常在MS-DOS中，每个应用程序在根目录下创建一个目录，把它的所有文件都放在这个目录下，因此不同 的应用程序不会发生冲突。
UNlX中的目录：
UNIX中使用的目录结构非常简单，如图示，每个目录项只包含一个文件名及 其i-节点号。有关文件类型、长度、时间、拥有者和磁盘块等所有信息都放在i-节点中。有些UNIX系统有不同的布局，但无论如何，目录项中最终要包含一个ASCII字符串和一 个i-节点号。
在打开文件时，文件系统必须根据给出的文件名找到它所在的磁盘块。让我们分析如何来查找路径名/user/ast/mbox。尽管是以UNIx作为例子，但是这个查找算法对所有的层次目录系统基本上都一样。首先文件系统找到根目录。在UNIx中，根目录的i-节点位于磁盘上的固定位置。
然后在根目录中查找路径的第一部分，usr，从而也就获得了文件／usr的i-节点号。因为每个i-节点都位于磁盘的固定位置，所以根据i-节点号找到i-节点是很直接的。利用这个i-节点，文件系统找到目录／usr，并接着查找下一部分ast。当找到ast目录项后，得到目录／usr／ast的i-节点。从而找到目录／usr／ast并在该目录中查找文件mbox。接着，文件mbox的i-节点被读入内存，并保存在内存中，直至关闭该文件。
相对路径名的查找也类似。只是，相对路径名从工作目录，而不是根目录开始查找。每个目录在创建时都含有“.”和“..”项。“.”项给出当前 目录的i-节点号，“..”项给出了其父目录的i-节点号。因而，查找..／dick／prog.c的过程仅仅是在工作目录中查找“..”项，找到父目录的i-节点号，并在父目录中查找到dick目录。我们不需要特别的机制来处理这些文件名，就目录系统而言，和其他的文件名一样，他们都仅仅是一些ASCII字符。
10.文件系统性能
减少磁盘访问次数最常用技术是块高速缓存(block cache或者buffer cache)。在这里，高速缓存是一些块，他们逻辑上属于磁盘，但基于性能的考虑而保存在内存中。
在管理高速缓存时，用到了不同的算法。一个常用算法是：检查所有的读请求，看看所需的块是否在高速缓存中。如果在，无须访问磁盘便可进行读操作。如果块不在高速缓存中，首先要把它读到高速缓存，再拷贝到所需的地方。之后，对该块的读写请求都通过高速缓存完成。
块提前读：
在需要用到块之前，试图提前将其写入高速缓存，从而提高命中率。
减少磁盘臂运动：
把有可能顺序存取的块放在一起，当然最好是在同一个柱面，从而减少磁盘臂的移动次数。
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