linux文件系统采用哪种物理结构,有什么优点和缺点？

一、顺序结构

优点：

1、支持顺序存取和随机存取。

2、顺序存取速度快。

3、所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。

缺点：

1、需要为每个文件预留若干物理块以满足文件增长的部分需要。

2、不利于文件插入和删除。

二、链式结构

优点：

1、提高了磁盘空间利用率，不需要为每个文件预留物理块。

2、有利于文件插入和删除。

3、有利于文件动态扩充。

缺点：

1、存取速度慢，不适于随机存取。

2、当物理块间的连接指针出错时，数据丢失。

3、更多的寻道次数和寻道时间。

4、链接指针占用一定的空间，降低了空间利用率。

三、索引结构

优点：

1、不需要为每个文件预留物理块。

2、既能顺序存取，又能随机存取。

3、满足了文件动态增长、插入删除的要求。

缺点：

1、较多的寻道次数和寻道时间。

2、索引表本身带来了系统开销。如：内外存空间，存取时间等。

拓展资料：

文件存取方法：

顺序存取：顺序存取是按照文件的逻辑地址顺序存取。

固定长记录的顺序存取是十分简单的。读 *** 作总是读出上一次读出的文件的下一个记录，同时，自动让文件记录读指针推进，以指向下一次要读出的记录位置。如果文件是可读可写的。再设置一个文件记录指针，它总指向下一次要写入记录的存放位置，执行写 *** 作时，将一个记录写到文件 末端。允许对这种文件进行前跳或后退N（整数）个记录的 *** 作。顺序存取主要用于磁带文件，但也适用于磁盘上的顺序文件。

可变长记录的顺序文件，每个记录的长度信息存放于记录前面一个单元中，它的存取 *** 作分两步进行。读出时，根据读指针值先读出存放记录长度的单元 。然后，得到当前记录长后再把当前记录一起写到指针指向的记录位置，同时，调整写指针值 。

由于顺序文件是顺序存取的，可采用成组和分解 *** 作来加速文件的输入输出。

直接存取（随机存取法）：

很多应用场合要求以任意次序直接读写某个记录。例如，航空订票系统，把特定航班的所有信息用航班号作标识，存放在某物理块中，用户预订某航班时，需要直接将该航班的信息取出。直接存取方法便适合于这类应用，它通常用于磁盘文件。

为了实现直接存取，一个文件可以看作由顺序编号的物理块组成的，这些块常常划成等长，作为定位和存取的一个最小单位，如一块为1024字节、4096字节，视系统和应用而定。于是用户可以请求读块22、然后，写块48，再读块9等等。直接存取文件对读或写块的次序没有限制。用户提供给 *** 作系统的是相对块号，它是相对于文件开始位置的一个位移量，而绝对块号则由系统换算得到。

索引存取：

第三种类型的存取是基于索引文件的索引存取方法。由于文件中的记录不按它在文件中的位置，而按它的记录键来编址，所以，用户提供给 *** 作系统记录键后就可查找到所需记录。通常记录按记录键的某种顺序存放，例如，按代表健的字母先后次序来排序。对于这种文件，除可采用按键存取外，也可以采用顺序存取或直接存取的方法。信息块的地址都可以通过查找记录键而换算出。实际的系统中，大都采用多级索引，以加速记录查找过程。

一种说法：

一般系统的组成由：核心，shell（命令解释器），应用程序

linux也一样，linux的核心（2.6.9.18），shell（/bin/bash）,应用程序（Xwindow）等

或是：

Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。

1.进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。

2.内存管理（MM）允许多个进程安全的共享主内存区域。Linux 的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小， *** 作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时， *** 作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。

3.虚拟文件系统（Virtual File System,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext2,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。

4.网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。

5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。

linux下文件结构

/bin 二进制可执行命令

/dev 设备特殊文件

/etc 系统管理和配置文件

/etc/rc.d 启动的配置文件和脚本

/home 用户主目录的基点，比如用户user的主目录就是/home/user，可以用~user表示

/lib 标准程序设计库，又叫动态链接共享库，作用类似windows里的.dll文件

/sbin 系统管理命令，这里存放的是系统管理员使用的管理程序

/tmp 公用的临时文件存储点

/root 系统管理员的主目录（呵呵，特权阶级）

/mnt 系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统。

/lost+found 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows下叫什么.chk）就在这里

/proc 虚拟的目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息。

/var 某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件

/usr 最庞大的目录，要用到的应用程序和文件几乎都在这个目录。其中包含：

/usr/X11R6 存放X window的目录

/usr/bin 众多的应用程序

/usr/sbin 超级用户的一些管理程序

/usr/doc linux文档

/usr/include linux下开发和编译应用程序所需要的头文件

/usr/lib 常用的动态链接库和软件包的配置文件

/usr/man 帮助文档

/usr/src 源代码，linux内核的源代码就放在/usr/src/linux里

/usr/local/bin 本地增加的命令

/usr/local/lib 本地增加的库根文件系统

通常情况下，根文件系统所占空间一般应该比较小，因为其中的绝大部分文件都不需要

经常改动，而且包括严格的文件和一个小的不经常改变的文件系统不容易损坏。

除了可能的一个叫/vmlinuz标准的系统引导映像之外，根目录一般不含任何文件。所有

其他文件在根文件系统的子目录中。

1. /bin目录

/bin目录包含了引导启动所需的命令或普通用户可能用的命令(可能在引导启动后)。这些

命令都是二进制文件的可执行程序( bin是binary - -二进制的简称)，多是系统中重要的系统文件。

2. /sbin目录

/sbin目录类似/bin ，也用于存储二进制文件。因为其中的大部分文件多是系统管理员使

用的基本的系统程序，所以虽然普通用户必要且允许时可以使用，但一般不给普通用户使用。

3. /etc目录

/etc目录存放着各种系统配置文件，其中包括了用户信息文件/etc/passwd，系统初始化文

件/etc/rc等。Linux正是靠这些文件才得以正常地运行。

4. /root目录

/root 目录是超级用户的目录。

5. /lib目录

/lib目录是根文件系统上的程序所需的共享库，存放了根文件系统程序运行所需的共享文

件。这些文件包含了可被许多程序共享的代码，以避免每个程序都包含有相同的子程序的副

本，故可以使得可执行文件变得更小，节省空间。

6. /lib/modules 目录

/lib/modules 目录包含系统核心可加载各种模块，尤其是那些在恢复损坏的系统时重新引

导系统所需的模块(例如网络和文件系统驱动)。

7. /dev目录

/dev目录存放了设备文件，即设备驱动程序，用户通过这些文件访问外部设备。比如，用

户可以通过访问/dev/mous e来访问鼠标的输入，就像访问其他文件一样。

8. /tmp目录

/tmp 目录存放程序在运行时产生的信息和数据。但在引导启动后，运行的程序最好使用

/var/tmp来代替/tmp ，因为前者可能拥有一个更大的磁盘空间。

9. /boot目录

/boot目录存放引导加载器(bootstrap loader)使用的文件，如LILO，核心映像也经常放在这里，

而不是放在根目录中。但是如果有许多核心映像，这个目录就可能变得很大，这时使用单独的

文件系统会更好一些。还有一点要注意的是，要确保核心映像必须在IDE硬盘的前1024柱面内。

10. /mnt目录

/mnt目录是系统管理员临时安装(mount)文件系统的安装点。程序并不自动支持安装到

/mnt 。/mnt下面可以分为许多子目录，例如/mnt/dosa 可能是使用MSDOS文件系统的软驱，

而/mnt/exta 可能是使用ext2文件系统的软驱，/mnt/cdrom 光驱等等。

11. /proc, /usr,/var,/home目录

其他文件系统的安装点。

下面详细介绍；

/etc文件系统

/etc 目录包含各种系统配置文件，下面说明其中的一些。其他的你应该知道它们属于哪个

程序，并阅读该程序的m a n页。许多网络配置文件也在/etc 中。

1. /etc/rc或/etc/rc.d或/etc/rc?.d

启动、或改变运行级时运行的脚本或脚本的目录。

2. /etc/passwd

用户数据库，其中的域给出了用户名、真实姓名、用户起始目录、加密口令和用户的其

他信息。

3. /etc/fdprm

软盘参数表，用以说明不同的软盘格式。可用setfdprm 进行设置。更多的信息见s e t f d p r m

的帮助页。

4. /etc/fstab

指定启动时需要自动安装的文件系统列表。也包括用swapon -a启用的s w a p区的信息。

5. /etc/group

类似/etc/passwd ，但说明的不是用户信息而是组的信息。包括组的各种数据。

6. /etc/inittab

init 的配置文件。

7. /etc/issue

包括用户在登录提示符前的输出信息。通常包括系统的一段短说明或欢迎信息。具体内

容由系统管理员确定。

8. /etc/magic

“f i l e”的配置文件。包含不同文件格式的说明，“f i l e”基于它猜测文件类型。

9. /etc/motd

m o t d是Message Of The Day的缩写，用户成功登录后自动输出。内容由系统管理员确定。

常用于通告信息，如计划关机时间的警告等。

10. /etc/mtab

当前安装的文件系统列表。由脚本( s c r i t p )初始化，并由mount 命令自动更新。当需要一

个当前安装的文件系统的列表时使用(例如df 命令)。

11. /etc/shadow

在安装了影子( s h a d o w )口令软件的系统上的影子口令文件。影子口令文件将/ e t c / p a s s w d

文件中的加密口令移动到/ e t c / s h a d o w中，而后者只对超级用户( r o o t )可读。这使破译口令更困

难，以此增加系统的安全性。

12. /etc/login.defs

l o g i n命令的配置文件。

13. /etc/printcap

类似/etc/termcap ，但针对打印机。语法不同。

14. /etc/profile 、/ e t c / c s h . l o g i n、/etc/csh.cshrc

登录或启动时B o u r n e或C shells执行的文件。这允许系统管理员为所有用户建立全局缺省环境。

15. /etc/securetty

确认安全终端，即哪个终端允许超级用户( r o o t )登录。一般只列出虚拟控制台，这样就不

可能(至少很困难)通过调制解调器( m o d e m )或网络闯入系统并得到超级用户特权。

16. /etc/shells

列出可以使用的s h e l l。chsh 命令允许用户在本文件指定范围内改变登录的s h e l l。提供一

台机器F T P服务的服务进程ftpd 检查用户s h e l l是否列在/etc/shells 文件中，如果不是，将不允

许该用户登录。

17. /etc/termcap

终端性能数据库。说明不同的终端用什么“转义序列”控制。写程序时不直接输出转义

序列(这样只能工作于特定品牌的终端)，而是从/etc/termcap 中查找要做的工作的正确序列。

这样，多数的程序可以在多数终端上运行。

/dev文件系统

/dev 目录包括所有设备的设备文件。设备文件用特定的约定命名，这在设备列表中说明。

设备文件在安装时由系统产生，以后可以用/dev/MAKEDEV 描述。/ d e v / M A K E D E V.local 是

系统管理员为本地设备文件(或连接)写的描述文稿(即如一些非标准设备驱动不是标准

MAKEDEV 的一部分)。下面简要介绍/ d e v下一些常用文件。

1. /dev/console

系统控制台，也就是直接和系统连接的监视器。

2. /dev/hd

I D E硬盘驱动程序接口。如： / d e v / h d a指的是第一个硬盘， h a d 1则是指/ d e v / h d a的第一个

分区。如系统中有其他的硬盘，则依次为/ d e v / h d b、/ d e v / h d c、. . . . . .；如有多个分区则依次为

h d a 1、h d a 2 . . . . . .

3. /dev/sd

S C S I磁盘驱动程序接口。如有系统有S C S I硬盘，就不会访问/ d e v / h a d，而会访问/ d e v / s d a。

4. /dev/fd

软驱设备驱动程序。如： / d e v / f d 0指系统的第一个软盘，也就是通常所说的A：盘，

/ d e v / f d 1指第二个软盘，. . . . . .而/ d e v / f d 1 H 1 4 4 0则表示访问驱动器1中的4 . 5高密盘。

5. /dev/st

S C S I磁带驱动器驱动程序。

6. /dev/tty

提供虚拟控制台支持。如： / d e v / t t y 1指的是系统的第一个虚拟控制台， / d e v / t t y 2则是系统

的第二个虚拟控制台。

7. /dev/pty

提供远程登陆伪终端支持。在进行Te l n e t登录时就要用到/ d e v / p t y设备。

8. /dev/ttys

计算机串行接口，对于D O S来说就是“ C O M 1”口。

9. /dev/cua

计算机串行接口，与调制解调器一起使用的设备。

10. /dev/null

“黑洞”，所有写入该设备的信息都将消失。例如：当想要将屏幕上的输出信息隐藏起来

时，只要将输出信息输入到/ d e v / n u l l中即可。

/usr文件系统

/usr 是个很重要的目录，通常这一文件系统很大，因为所有程序安装在这里。/usr 里的

所有文件一般来自L i n u x发行版( d i s t r i b u t i o n )；本地安装的程序和其他东西在/usr/local 下，因为这样可以在升级新版系统或新发行版时无须重新安装全部程序。/usr 目录下的许多内容是

可选的，但这些功能会使用户使用系统更加有效。/ u s r可容纳许多大型的软件包和它们的配置

文件。下面列出一些重要的目录(一些不太重要的目录被省略了)。

1. /usr/X11R6

包含X Wi n d o w系统的所有可执行程序、配置文件和支持文件。为简化X的开发和安装，

X的文件没有集成到系统中。X Wi n d o w系统是一个功能强大的图形环境，提供了大量的图形

工具程序。用户如果对Microsoft Wi n d o w s或M a c h i n t o s h比较熟悉的话，就不会对X Wi n d o w系统感到束手无策了。

2. /usr/X386

类似/ u s r / X 11R6 ，但是是专门给X 11 Release 5的。

3. /usr/bin

集中了几乎所有用户命令，是系统的软件库。另有些命令在/bin 或/usr/local/bin 中。

4. /usr/sbin

包括了根文件系统不必要的系统管理命令，例如多数服务程序。

5. /usr/man、/ u s r / i n f o、/ u s r / d o c

这些目录包含所有手册页、G N U信息文档和各种其他文档文件。每个联机手册的“节”

都有两个子目录。例如： / u s r / m a n / m a n 1中包含联机手册第一节的源码(没有格式化的原始文

件)，/ u s r / m a n / c a t 1包含第一节已格式化的内容。L联机手册分为以下九节：内部命令、系统调

用、库函数、设备、文件格式、游戏、宏软件包、系统管理和核心程序。

6. /usr/include

包含了C语言的头文件，这些文件多以. h结尾，用来描述C语言程序中用到的数据结构、

子过程和常量。为了保持一致性，这实际上应该放在/usr/lib 下，但习惯上一直沿用了这个名

字。

7. /usr/lib

包含了程序或子系统的不变的数据文件，包括一些s i t e - w i d e配置文件。名字l i b来源于库

(library)编程的原始库也存在/usr/lib 里。当编译程序时，程序便会和其中的库进行连接。也

有许多程序把配置文件存入其中。

8. /usr/local

本地安装的软件和其他文件放在这里。这与/ u s r很相似。用户可能会在这发现一些比较大

的软件包，如T E X、E m a c s等。

/var文件系统

/var 包含系统一般运行时要改变的数据。通常这些数据所在的目录的大小是要经常变化

或扩充的。原来/ v a r目录中有些内容是在/ u s r中的，但为了保持/ u s r目录的相对稳定，就把那

些需要经常改变的目录放到/ v a r中了。每个系统是特定的，即不通过网络与其他计算机共享。

下面列出一些重要的目录(一些不太重要的目录省略了)。

1. /var/catman

包括了格式化过的帮助( m a n )页。帮助页的源文件一般存在/ u s r / m a n / m a n中；有些m a n页

可能有预格式化的版本，存在/ u s r / m a n / c a t中。而其他的m a n页在第一次看时都需要格式化，

格式化完的版本存在/var/man 中，这样其他人再看相同的页时就无须等待格式化了。

(/var/catman 经常被清除，就像清除临时目录一样。)

2. /var/lib

存放系统正常运行时要改变的文件。

3. /var/local

存放/usr/local 中安装的程序的可变数据(即系统管理员安装的程序)。注意，如果必要，

即使本地安装的程序也会使用其他/var 目录，例如/var/lock 。

4. /var/lock

锁定文件。许多程序遵循在/var/lock 中产生一个锁定文件的约定，以用来支持他们正在

使用某个特定的设备或文件。其他程序注意到这个锁定文件时，就不会再使用这个设备或文

件。

5. /var/log

各种程序的日志( L o g )文件，尤其是login (/var/log/wtmp log纪录所有到系统的登录和注

销) 和syslog (/var/log/messages 纪录存储所有核心和系统程序信息)。/var/log 里的文件经常不

确定地增长，应该定期清除。

6. /var/run

保存在下一次系统引导前有效的关于系统的信息文件。例如， /var/run/utmp 包含当前登

录的用户的信息。

7. /var/spool

放置“假脱机( s p o o l )”程序的目录，如m a i l、n e w s、打印队列和其他队列工作的目录。每

个不同的s p o o l在/var/spool 下有自己的子目录，例如，用户的邮箱就存放在/var/spool/mail 中。

8. /var/tmp

比/tmp 允许更大的或需要存在较长时间的临时文件。

注意系统管理员可能不允许/var/tmp 有很旧的文件。

/proc文件系统

/proc 文件系统是一个伪的文件系统，就是说它是一个实际上不存在的目录，因而这是一

个非常特殊的目录。它并不存在于某个磁盘上，而是由核心在内存中产生。这个目录用于提

供关于系统的信息。下面说明一些最重要的文件和目录(/proc 文件系统在proc man页中有更详

细的说明)。

1. /proc/X

关于进程X的信息目录，这一X是这一进程的标识号。每个进程在/proc 下有一个名为自

己进程号的目录。

2. /proc/cpuinfo

存放处理器( C P U )的信息，如C P U的类型、制造商、型号和性能等。

3. /proc/devices

当前运行的核心配置的设备驱动的列表。

4. /proc/dma

显示当前使用的D M A通道。

5. /proc/filesystems

核心配置的文件系统信息。

6. /proc/interrupts

显示被占用的中断信息和占用者的信息，以及被占用的数量。

7. /proc/ioports

当前使用的I / O端口。

8. /proc/kcore

系统物理内存映像。与物理内存大小完全一样，然而实际上没有占用这么多内存；它仅

仅是在程序访问它时才被创建。(注意：除非你把它拷贝到什么地方，否则/proc 下没有任何

东西占用任何磁盘空间。)

9. /proc/kmsg

核心输出的消息。也会被送到s y s l o g。

10. /proc/ksyms

核心符号表。

11. /proc/loadavg

系统“平均负载”； 3个没有意义的指示器指出系统当前的工作量。

12. /proc/meminfo

各种存储器使用信息，包括物理内存和交换分区( s w a p )。

13. /proc/modules

存放当前加载了哪些核心模块信息。

14. /proc/net

网络协议状态信息。

15. /proc/self

存放到查看/proc 的程序的进程目录的符号连接。当2个进程查看/proc 时，这将会是不同

的连接。这主要便于程序得到它自己的进程目录。

16. /proc/stat

系统的不同状态，例如，系统启动后页面发生错误的次数。

17. /proc/uptime

系统启动的时间长度。

18. /proc/version

核心版本。

---