文件系统（File System）是计算机操作系统中用于管理和组织存储设备（如硬盘、SSD、U盘等）上文件和目录结构的核心软件模块.
- 功能
1）数据管理，将存储设备划分为逻辑单元（如文件、目录），替代直接操作物理扇区（如硬盘的0/1磁道）。
2）命名与检索，提供唯一标识符（如文件名+扩展名）和路径系统（如/home/user/file.txt），方便快速定位文件
3）权限管理，控制用户/程序对文件的读、写、执行权限，支持多用户隔离（如不同用户无法直接访问彼此的/home目录）
4）元数据存储，记录文件的大小、创建时间、修改时间、所有者等信息，供系统和用户查询
5）空间分配与回收，管理存储空间的分配策略（如连续分配、链表分配、索引分配），避免碎片化。支持文件的删除与恢复（如回收站机制或日志记录）
2.核心技术
1）日志记录（Journaling），在修改文件前先记录操作日志（如ext4、NTFS），崩溃后可通过日志恢复数据一致性。例：突然断电导致文件损坏时，系统可回滚到日志中的最后正确状态
2）文件分配表（FAT/MFT），
FAT：文件分配表记录每个簇的使用状态（空闲/已占用/坏簇）
MFT（NTFS）：主文件表存储所有文件的元数据，类似数据库索引。
3）索引节点（inode，Linux），每个文件对应一个inode，存储文件的元数据和磁盘块指针（直接/间接索引）。
4）碎片整理，长期读写会导致文件碎片化（分散存储），需定期整理（如Windows的defrag命令）以提升性能
3.常见的文件格式
fat16、fat32、ntfs、ext2、ext3、jffs2、yaffs等。
1）FAT16：较早的文件系统，支持较小的分区和文件大小，最多支持 2 GB 的分区和 2 GB 的文件
2）FAT32 兼容性强，最大支持 2 TB 的分区和 4 GB 的单个文件。广泛用于 U 盘、存储卡等设备。适合用于储存小文件，如文档、图片等
2) NTFS 支持超大文件，但是兼容性差。适合windows和存储大文件。
3） exFat 是FAT32的升级版，支持最大 16 TB 的单个文件. 适合U盘
4）ext2（Second Extended File System）主要用于 Linux 系统，较早的 Linux 文件系统。不支持日志记录，恢复能力较差
5）ext3（Third Extended File System）增加了日志功能，提高了数据的可靠性和恢复能力
6）ext4（Fourth Extended File System）Linux 系统的主流文件系统，支持更大的文件和分区，改进了性能和可靠性
7）XFS高性能的日志文件系统，适用于高负载、高并发的环境，支持大文件和大分区
8）Btrfs（B-tree File System）现代的 Linux 文件系统，支持快照、子卷、动态卷管理等高级特性
9）YAFFS，Yet Another Flash File System专为 NAND Flash 存储设备设计的嵌入式文件系统，YAFFS的元数据开销更低，更适合资源受限环境
10）YAFFS2（Yet Another Flash File System 2）是专为NAND Flash存储设备设计的嵌入式文件系统，针对大容量存储、高可靠性及资源受限环境进行了深度优化