计算机文件系统

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文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构，即在存储设备上组织文件的方法。

操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统是硬盘空间存储数据的一套科学合理的存储和管理方法。

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FAT文件系统（windows）
 FAT(File Allocation Table)文件系统诞生于1977年，它最初是为软盘设计的文件系统，但是后来随着微软推出dos和win 9x系统，
 FAT文件系统经过适配被逐渐用到了硬盘上，并且在那时的20年中，一直是主流的文件系统.（FAT16 32 64）

特点：
单个文件最大为4G
最大文件数量268,435,437
分区最大容量8TB
可在多种操作系统读写


NTFS文件系统（windows）
 NTFS全称是New Technology File System，它是一种比FAT32功能更加强大的文件系统。
 从windows 2000之后的windows系统的默认文件系统都是NTFS，而且这些windows系统只能够安装在NTFS格式的磁盘上。

特点：
理论上最大文件尺寸可达16EB-1KB，实际上有16TB-64KB(1EB = 1024PB 1PB = 1024TB)
操作系统支持大部分windows系统，Unix／Linux系统，Mac OS（在Mac OS 10.4+系统上，NTFS格式是只读的，即在Mac系统下，
你只能从NTFS格式的磁盘上读取数据，而不能写入数据）
由于在Mac系统下，NTFS是只读的，所以要想在Mac下想要在NTFS格式的硬盘写入数据，要装一个插件Paragon NTFS，但不是太稳定


ExFAT（windows MACos linux）
 ExFAT(Extended File Allocation Table)又叫FAT64，看名字就知道它是对FAT文件系统的扩展。

特点：
ExFAT是虽然也是微软开发的文件系统，但说它是windows下的文件系统并不合适，它是专门为闪存盘设计的文件系统，
单个文件突破了4G的限制，而且分区的最大容量可达64ZB（比EB大一级的），建议512TB
ExFAT在windows，Linux以及Mac系统上，都可以读写，作为U盘或者是移动硬盘的格式还是比较合适的。


HFS/HFS+（MAC OS专用）
 HFS全称叫分层文件系统（Hierarchical File System，HFS），诞生于1985年，最初被设计用于软盘和硬盘，同时也可以在在只读媒体如CD-ROM上见到。


EXT（3，4）（linux）
 Ext3是一种日志式文件系统,其最大的特点就是：它会将整个磁盘的写入动作完整的记录在磁盘的某个区域上，以便有需要时回溯追踪。当在某个过程中断时，系统可以根据这些记录直接回溯并重整被中断的部分，重整速度相当快。


XFS（linux）
 XFS文件系统是RHEL7系列的默认文件系统，目的是为了替代传统的EXT4文件系统.

特点：
数据完全性
采用XFS文件系统，当意想不到的宕机发生后，首先，由于文件系统开启了日志功能，所以你磁盘上的文件不再会意外宕机而遭到破坏了。
不论目前文件系统上存储的文件与数据有多少，文件系统都可以根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容。

传输特性
XFS文件系统采用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小。XFS查询与分配存储空间非常快。xfs文件系统能连续提供快速的反应时间。
笔者曾经对XFS、JFS、Ext3、ReiserFS文件系统进行过测试，XFS文件文件系统的性能表现相当出众。

可扩展性
XFS 是一个全64-bit的文件系统，它可以支持上百万T字节的存储空间。对特大文件及小尺寸文件的支持都表现出众，支持特大数量的目录。
最大可支持的文件大 小为263 = 9 x 1018 = 9 exabytes，最大文件系统尺寸为18 exabytes。
XFS使用高的表结构(B+树)，保证了文件系统可以快速搜索与快速空间分配。XFS能够持续提供高速操作，文件系统的性能不受目录中目录及文件数量的限制。

传输带宽
XFS 能以接近裸设备I/O的性能存储数据。在单个文件系统的测试中，其吞吐量最高可达7GB每秒，对单个文件的读写操作，其吞吐量可达4GB每秒。