文件的分类：
- 普通文件：包含了用户的信息，一般为 ASCII 或二进制文件；
- 目录文件：管理文件系统的系统文件；
- 特殊文件（设备文件）：包括了字符设备文件、块设备文件等；
文件的逻辑结构：
- 流式文件：无结构，对文件内的信息不再划分单位，它是依次的一串字符流构成的文件。
- 记录式文件：有结构，文件由若干个记录组成，可以按照记录进行读、写、查找等操作。
存储介质与物理块
典型的存储介质
磁盘（包括固态盘 SSD）、磁带、光盘、U盘….
物理块（块 block、簇 cluster）
- 信息存储、传输、分配的独立单位；
- 存储设备划分为大小相等的物理块，统一编号；
磁盘访问
一次访问请求：读/写，磁盘地址（设备号、柱面号、磁头号、扇区号），内存地址（源/目）
由三个动作组成：
- 寻道：磁头移动定位到指定磁道；
- 旋转延迟：等待指定扇区从磁头下旋转经过；
- 数据传输：数据在磁盘与内存之间的实际传输；
文件控制块：FCB
FCB：File Control Block
为管理文件而设置的数据结构，保存管理文件所需的所有有关信息（文件属性或元数据）
常用属性：
- 文件名；
- 文件号；
- 文件大小；
- 文件地址；
- 各种标志（只读、隐藏、系统、归档）；
- …..
文件目录
- 文件目录：同一管理每个文件的元数据，以支持文件名到文件物理地址的转换；
- 目录文件：将文件目录以文件的形式存放在磁盘上；
- 目录项：构成文件目录的基本单元，可以是 FCB，目录是 FCB 的有序集合；
文件的物理结构
文件的物理结构指的是文件在存储介质上的存放方式。
连续结构
文件信息存放在若干连续的物理块中。
- 优点：连续结构实现简单，支持顺序存取和随机存取，所需要的磁盘寻道次数和寻道时间也最少。
- 缺点：文件不能动态增长，不利于文件的插入和删除，且会产生很多的外部碎片。
链接结构
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，利于文件的动态扩充。
- 缺点：存取速度慢，不适合随机存取，需要更多的寻道次数和寻道时间，链接指针可能出错并且占用一定的空间。
索引结构
一个文件的信息存放在若干不连续物理块中，系统为每个文件建立一个专用数据结构-索引表，并将这些物理块的块号存放在该索引表中，其中的第 i 个条目指向了文件的第 i 块。
- 优点：既能顺序存取，又能随机存取。满足了文件动态增长、插入删除的要求，能充分利用磁盘空间。
- 缺点：需要较多的寻道次数和寻道时间。索引表本身也需要很多系统开销（内存、磁盘空间、存取时间）。
* 多级索引结构（综合模式）
综合模式：直接索引 + 间接索引
UNIX 文件系统采用的综合模式：
- 每个文件的主索引表有 15 个索引项，每项 2 个字节。
- 前 12 项直接存放文件的物理块号。
- 如果文件大于 12 块，则利用第 13 项指向一个物理块作为一级索引表，假设扇区大小为 512 字节，物理块等于扇区块大小，那么一级索引表可以存放256个物理块号。
- 对于更大的文件还可利用第 14 和第 15 项作为二级和三级索引表。
文件目录检索
- 目录检索：用户给出文件名，按照文件名查找目录项/FCB。
- 文件寻址：根据目录项/FCB中文件物理地址等信息，计算出文件中任意记录或字符在存储介质上的地址。
目录项分解
通过目录项分解可以加快文件目录检索的速度。目录项分解将 FCB 分解为两部分：
- 符号目录项：文件名，文件号；
- 基本目录项：除文件名外的所有字段；
目录文件改进后减少了访盘次数，提高了文件检索速度。
磁盘调度算法
当有多个访盘请求等待时，采用一定的策略，对这些请求的服务顺序调整安排，从而降低平均磁盘服务时间，达到公平、高效。
公平：一个 I/O 请求在有限时间内满足
高效：减少设备机械运动带来的时间开销
FCFS：先来先服务
按照访问请求到达的先后次序服务
- 优点：简单、公平。
- 缺点：效率不高，相邻两次请求可能会造成最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动，增加了服务时间，对机械也不利。
SSTF：最短寻道时间优先
SSTF：Shortest Seek Time First
优先选择距当前磁头最近的访问请求进行服务，主要考虑寻道优先。
虽然改善了磁盘平均服务时间，但是也会造成某些访问请求长期等待得不到服务，也就是饥饿现象。
SCAN：扫描算法
扫描算法又称为电梯算法，当设备无访问请求时，磁头不动；当由访问请求时，磁头按一个方向移动，在移动的过程中对遇到访问请求进行服务，然后判断该方向上是否还有访问请求，如果有则继续扫描；否则改变移动方向，并为经过的访问请求服务，如此反复。
因为考虑了移动方向，因此所有的磁盘请求都会被满足，解决了 SSTF 的饥饿问题。
CSCAN：单向扫描算法
SCAN 算法存在这样的问题：当磁头刚从里向外移动过某一磁道时，恰有一进程请求访问此磁道，这时该进程必须等待，待磁头从里向外，然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后，才处理该进程的请求，致使该进程的请求被严重地推迟。
为了减少这种延迟，CSCAN 算法规定磁头只做单向移动。例如，磁头只自里向外移动，当磁头移到最外的被访问磁道时，磁头立即返回到最里的欲访磁道，即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行扫描。
旋转调度算法
旋转调度算法根据延迟时间来决定执行次序的调度，请求访问分为一下三种情况：
- 若干等待访问者请求访问同一磁头上的不同扇区；
- 若干等待访问者请求访问不同磁头上的不同编号的扇区；
- 若干等待访问者请求访问不同磁头上具有相同的扇区；
对于前两种情况：总是让首先到达读写磁头位置下的扇区先进行传送操作。
对于第三种情况：这些扇区同时到达读写磁头位置下，可任意选择一个读写磁头进行传送操作。