文件系统
在计算机中，文件系统(有时是写的文件系统)是文件命名的方式，以及文件存储和检索的逻辑位置。如果没有文件系统，存储的信息将不能被隔离到单独的文件中，并且难以识别和检索。随着数据容量的增加，单个文件的组织和可访问性在数据存储中变得更加重要。
数字文件系统和文件是以基于纸张的文件系统命名和建模的，使用相同的基于逻辑的存储和检索文档的方法。
不同的操作系统(如Microsoft Windows、macOS和基于linux的系统)之间的文件系统是不同的。有些文件系统是为特定的应用程序设计的。文件系统的主要类型包括分布式文件系统、基于磁盘的文件系统和特殊用途的文件系统。
文件系统如何工作
文件系统存储和组织数据，可以将其视为存储设备中包含的所有数据的索引类型。这些设备包括硬盘驱动器、光驱和闪存驱动器。
文件系统指定命名文件的约定，包括名称中的最大字符数、可以使用哪些字符，以及在某些系统中，文件名后缀可以有多长。在许多文件系统中，文件名不区分大小写。
除了文件本身，文件系统还包含文件的大小、属性、元数据中目录中的位置和层次结构等信息。元数据还可以识别驱动器上可用存储的空闲块以及可用空间的大小。
文件系统还包括通过目录结构指定文件路径的格式。文件被放置在目录——或Windows操作系统中的文件夹——或树状结构．PC和移动操作系统都有文件系统，其中文件以树状结构分层放置。
在存储介质上创建文件和目录之前，分区应该落实到位。分区是操作系统单独管理的硬盘或其他存储的区域。主分区中包含一个文件系统，某些操作系统允许在一个磁盘上有多个分区。在这种情况下，如果一个文件系统损坏，那么不同分区中的数据将是安全的。
文件系统和元数据的角色
文件系统使用元数据来存储和检索文件。元数据标签的例子包括:
- 创建日期
- 修改日期
- 最后访问日期
- 最后一次备份
- 文件创建者的用户ID
- 访问权限
- 文件大小
元数据与文件内容分开存储，许多文件系统将文件名存储在单独的目录条目中。一些元数据可能保存在目录中，而其他元数据可能保存在一个称为inode的结构中。
在类unix操作系统中，inode可以存储与文件本身内容无关的元数据。inode按编号索引信息，可以使用编号访问文件的位置，然后访问文件本身。
利用元数据的文件系统的一个例子是苹果使用的OS X。它允许许多优化特性，包括可以扩展到255个字符的文件名。
文件系统访问
文件系统还可以限制特定用户组的读写访问权限。密码是最简单的方法。除了控制谁可以修改或读取文件，限制访问还可以确保控制和限制数据修改。
文件权限(例如访问或能力控制列表)也可以用来调节文件系统的访问。这些类型的机制对于防止普通用户的访问很有用，但是对于外部入侵者就没有那么有效了。
加密文件也可以阻止用户访问，但它更侧重于保护系统免受外部攻击。一个加密密钥可以应用于未加密的文本来加密它，或者可以使用密钥来解密加密的文本。只有使用该密钥的用户才能访问该文件。使用加密，文件系统不需要知道加密密钥来有效地管理数据。
文件系统类型
有许多类型的文件系统，它们都具有不同的逻辑结构和属性，例如速度和大小。文件系统的类型可以根据操作系统和该操作系统的需求而不同。最常见的三种个人电脑操作系统是微软Windows、Mac OS X和Linux。移动操作系统包括苹果iOS和谷歌Android。
主要的文件系统包括:
文件分配表(脂肪）Microsoft Windows操作系统支持。FAT被认为是简单和可靠的，它是按照遗留文件系统建模的。FAT于1977年设计用于软盘，但后来被用于硬盘。虽然FAT有效且与大多数当前操作系统兼容，但它的性能和可伸缩性无法与更现代的文件系统相媲美。
全局文件系统是Linux操作系统的文件系统，是共享磁盘文件系统。GFS提供对共享块存储的直接访问，可以用作本地文件系统。
GFS2是一个更新版本，具有原始GFS没有包含的特性，例如更新后的元数据系统。根据GNU通用公共许可证的条款，GFS和GFS2文件系统都可以作为免费软件获得。
分级文件系统(HFS)是为配合Mac操作系统而开发的。HFS也可以被称为Mac OS Standard，它被Mac OS Extended所继承。HFS最初于1985年用于软盘和硬盘，取代了最初的麦金塔文件系统。它也可以用在cd - rom上。
NT文件系统——也称为新科技档案系统(NTFS）——是从Windows NT 3.1操作系统开始的Windows产品的默认文件系统。以前FAT文件系统的改进包括更好的元数据支持、性能和磁盘空间使用。Linux操作系统也通过免费、开源的NTFS驱动程序支持NTFS。Mac操作系统对NTFS具有只读支持。
通用磁盘格式(UDF）是一种与供应商无关的文件系统，用于光学媒体和dvd。UDF取代了ISO 9660文件系统，是DVD论坛所选择的DVD视频和音频的官方文件系统。
文件系统vs. DBMS
与文件系统一样，数据库管理系统(数据库管理系统)有效地存储可更新和检索的数据。然而，这两者是不可互换的。当文件系统存储非结构化的、通常是不相关的文件时，DBMS被用来存储和管理结构化的、相关的数据。
DBMS创建并定义了数据库的约束。文件系统允许一次访问单个文件，并分别对每个文件进行寻址。因此，冗余等功能是在单个级别上执行的，而不是由文件系统本身执行。这使得文件系统的数据存储形式比DBMS更不一致，DBMS维护一个定义一次的数据存储库。
DBMS的集中结构允许比文件系统更容易的文件共享，并防止当对文件系统中的文件进行单独更改时可能发生的异常。
有一些方法可以保护文件系统中的文件，但要实现高安全性，DBMS是最好的选择。文件系统中的安全性是由操作系统决定的，随着时间的推移，当文件被访问并授权给用户时，它可能很难维护。
DBMS依靠密码保护、加密和有限的授权，保持高度的安全约束。安全性越高，在检索数据时就会遇到越多的障碍，因此就一般的、易于使用的文件存储和检索而言，文件系统可能是首选。
文件系统定义的演进
而之前指的是物理的纸质文件文件系统早在1961年就用来指数字文件。到1964年，它已被广泛用于指计算机化的文件系统。
这个词文件系统也可以指支持文件系统的操作系统部分或附加程序。此类附加文件系统的示例包括网络文件系统(NFS)和Andrew文件系统(AFS)。
此外，该术语已演变为指用于非易失存储器，控制硬件和硬件和软件的架构的软件应用程序。
