文件系统简述¶

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。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

常见的文件系统¶

FAT文件系统¶

FAT（File Allocation Table，文件分配表）文件系统是一种由微软开发的简单文件系统，广泛应用于早期操作系统（如DOS、Windows 9x）和移动存储设备（如U盘、SD卡）。其核心通过文件分配表记录磁盘簇的占用状态，采用链式存储管理文件数据。FAT结构简单、兼容性强，但缺乏现代文件系统的权限控制、日志和冗余机制，易产生碎片。因其轻量级特性，至今仍被嵌入式设备和便携存储采用。 主要版本： FAT12：支持最大16MB分区（用于软盘）。 FAT16：支持最大2GB分区（Windows 95之前的主流格式）。 FAT32：支持最大2TB分区（Windows 98引入，改进空间利用率）。 exFAT：为闪存设备优化的扩展版本（支持大文件和大分区）。

NTFS文件系统¶

NTFS（New Technology File System）是微软开发的现代文件系统，自Windows NT起成为Windows的默认文件系统。它支持大容量存储（单文件理论可达16EB）、日志记录（提升数据安全性）、细粒度权限控制（ACL访问控制列表）、透明压缩与加密（EFS），并具备高可靠性（通过日志和冗余元数据减少损坏风险）。相比FAT，NTFS优化了磁盘空间利用率（支持小文件簇）并减少碎片，但兼容性较低（主要适用于Windows）。目前仍是Windows硬盘的主流格式，但移动设备多因兼容性选择FAT/exFAT。

EXT文件系统¶

ext（Extended File System） 是 Linux 操作系统最早的专用文件系统，由 Rémy Card 于 1992 年开发，旨在替代当时 Linux 使用的 MINIX 文件系统。ext 引入了类 Unix 的权限管理（用户/组/其他）和基础文件属性，但采用简单的块映射方式，性能有限且不支持日志功能，最大仅支持 2GB 分区。其后续版本 ext2/ext3/ext4逐步优化：ext2 支持更大分区（TB 级）和更高效索引；ext3 增加日志功能提升崩溃恢复能力；ext4 进一步扩展文件大小（16TB）、支持延迟分配与持久预分配，成为现代 Linux 的主流选择。ext 系列以开源、稳定和高扩展性著称，但缺乏 NTFS 的加密等高级特性。

目录与路径¶

Linux目录结构¶

特殊目录符号¶

相对路径和绝对路径¶

相对路径和绝对路径是文件系统中定位文件的两种方式：
绝对路径从根目录（/）开始，完整描述文件位置（如 /home/user/file.txt），适用于任何工作目录。
相对路径基于当前目录（如 ./docs/note.txt 或 ../downloads/），依赖执行环境，./ 表示当前目录，../ 表示上级目录。

区别：绝对路径唯一且明确，但较长；相对路径更简洁，但需注意上下文，避免因目录变化导致路径失效。

目录管理命令¶

• ls:（英文全拼： list directory contents）命令用于显示指定工作目录下之内容（列出目前工作目录所含的文件及子目录)。
• cd:（英文全拼：change directory）命令用于改变当前工作目录的命令，切换到指定的路径。
• mkdir:（英文全拼：make directory）命令用于创建目录。

文件管理¶

Linux操作系统秉承着“一切皆文件”的哲学思想，将目录、硬件设备、网络接口等全部抽象成了文件，所有的任务都有专门的文件负责。这导致在Linux操作系统中，文件种类非常多，对文件的操作过程也不相同。

文件格式¶

-rw-r--r-- 1 user group 4096 Feb 21 12:00 file.txt

文件类型¶

VIM编辑器¶

所有的 Unix Like 系统都会内建 vi 文书编辑器，其他的文书编辑器则不一定会存在。 但是目前我们使用比较多的是 vim 编辑器。 vim 具有程序编辑的能力，可以主动的以字体颜色辨别语法的正确性，方便程序设计。 Vim 是从 vi 发展出来的一个文本编辑器。代码补全、编译及错误跳转等方便编程的功能特别丰富，在程序员中被广泛使用。 简单的来说， vi 是老式的字处理器，不过功能已经很齐全了，但是还是有可以进步的地方。 vim 则可以说是程序开发者的一项很好用的工具。 连 vim 的官方网站 (https://www.vim.org/) 自己也说 vim 是一个程序开发工具而不是文字处理软件。 vim详细教程请点击

文件管理命令¶

• touch：命令用于修改文件或者目录的时间属性，包括存取时间和更改时间。若文件不存在，系统会建立一个新的文件。
• cp:（英文全拼：copy file）命令主要用于复制文件或目录。通过 cp 命令，用户可以将文件或目录从一个位置复制到另一个位置，同时可以选择保留原文件的属性（如权限、时间戳等）。
• rm:（英文全拼：remove）命令用于删除一个文件或者目录。
• mv:（英文全拼：move file）命令用来为文件或目录改名、或将文件或目录移入其它位置。
• file：用于辨识文件类型。
• cat:（英文全拼：concatenate）命令用于连接文件并打印到标准输出设备上，它的主要作用是用于查看和连接文件。
• more：命令类似 cat ，不过会以一页一页的形式显示，更方便使用者逐页阅读
• less:less 与 more 类似，less 可以随意浏览文件，支持翻页和搜索，支持向上翻页和向下翻页。
• head：可用于查看文件的开头部分的内容。
• tail:可用于查看文件的结尾部分的内容。
• find: 命令用于在指定目录下查找文件和目录。它可以使用不同的选项来过滤和限制查找的结果。

文件压缩与备份¶

gzip压缩¶

Gzip（GNU zip）是一种广泛使用的文件压缩工具和压缩格式，采用 DEFLATE 算法（结合LZ77和哈夫曼编码）高效压缩数据，通常生成 .gz 后缀文件。它常用于压缩文本、日志、网页资源（如 .js、.css）等，能显著减少存储空间和网络传输时间。Gzip支持多文件打包（需配合 tar），但默认不保留原文件（需加 -k 参数）。在Linux中通过 gzip/gunzip 命令操作，HTTP协议也用它压缩传输内容（如 Content-Encoding: gzip）。相比 zip，Gzip压缩率更高，但不支持加密或分卷。 命令详解

bzip2压缩¶

Bzip2 是一种高效的文件压缩工具和压缩格式，采用 Burrows-Wheeler 变换（BWT） 和 霍夫曼编码 算法，通常生成 .bz2 后缀的压缩文件。相比 gzip，它的压缩率更高（尤其对文本文件），但压缩和解压速度较慢，适合对存储空间敏感但对时间要求不高的场景（如备份、软件分发）。在 Linux 中可通过 bzip2/bunzip2 命令操作，支持多文件压缩（需配合 tar），但不支持加密或分卷压缩。Bzip2 是 gzip 的替代方案之一，但近年来逐渐被更高效的 xz 和 zstd 等压缩工具取代。 命令详解：压缩 命令详解：解压

zip压缩¶

ZIP 是一种常见的跨平台文件压缩格式，支持无损压缩、多文件打包和目录结构保留，生成 .zip 后缀的归档文件。它采用 DEFLATE 算法（类似 gzip），但相比 gzip 和 bzip2，ZIP 的主要优势在于支持加密（如 ZIP 2.0 的 AES 加密）、分卷压缩和直接编辑压缩包内的文件（无需完全解压）。ZIP 广泛用于 Windows（内置支持）、Linux（zip/unzip 命令）和 macOS，适用于软件分发、邮件附件和日常文件压缩。虽然压缩率不如 bzip2 或 xz，但其兼容性和功能丰富性使其成为最流行的压缩格式之一。 命令详解：压缩 命令详解：解压

tar归档¶

Tar（Tape Archive）是一种用于文件打包（归档）而非压缩的工具，默认生成 .tar 后缀的归档文件。它将多个文件或目录合并为单一文件，保留原始属性（如权限、时间戳），但不压缩数据。通常配合 gzip、bzip2 或 xz 等工具进行压缩（生成 .tar.gz、.tar.bz2 或 .tar.xz）。在 Linux/Unix 中通过 tar 命令操作（如 tar -cvf 打包、tar -xvf 解包），广泛用于备份、软件源码分发和系统维护。其优势在于保持文件结构，但需注意：单独使用 tar 时仅归档，需额外步骤压缩。 命令详解