為什麼蘋果電腦硬盤不分區？

 

　　有人可以給我解釋一下，為什麼 Linux 的文件系統是「單目錄層階樹狀」結構，而不像 Windows 那樣有個 C: D: 分區啥的，這樣做有沒有特別的原因呢?

　　(小編注:蘋果 Mac OS 和 Linux 都是 Unix 的分支，所以題目我就…… ╮(╯▽╰)╭ )

　　Doug O’Neal 163票

　　說起來 Unix 的文件系統的道行要比 Windows 的早很多年，所以您的問題得改成：「為什麼 Windows 要自搞一套弄出個硬盤分區符號來呢?」

　　樹狀的文件結構有個優勢就是任何子目錄或者文件，都能順著根目錄找到。所以，如果你需要把本地文件遷移到一個網絡硬盤上，這時候對於軟件來說，它們不會察覺到任何區別。

　　假設你有一套系統，操作系統焊死不能動，但是有個程序有很高的I/O需求，那麼你可以很方便地把 /usr 目錄加載為只讀，然後吧 /opt(應用程序安裝目錄)目錄加載到一塊SSD上。這樣整個文件系統的結構對於操作系統來說沒有發生任何改變。然而在Windows下，這種問題就比較討厭，特別是程序路徑前面帶著個 C:Program Files 的時候……

　　Gilles 70票

　　這都是有歷史原因在裡面的，部分上是因為這樣做在當時更有效。

　　Multics

　　Multics 是我所知的歷史上第一個采用「層階樹狀文件結構」的操作系統，一個目錄裡還嵌著子目錄這種機制。引用 R.C. Daley 和 P.G. Neumann 的《通用輔助文件存儲(A General-Purpose File System For Secondary Storage)》一文中的話：

　　論文第二部分闡述了一種「層階樹狀文件結構」的文件系統，對於操作系統來說，它非常高效。這種結構兼顧了可靠性和靈活性……

　　為了便於理解，我們可以把這種結構想象成一棵樹，文件的樹，其中有一些目錄其實也是文件。但是有一個例外的目錄，它自身的指針只指向一個單一的，確定的目錄，那就Root目錄。它沒有明確地被其他目錄所指，root目錄只是隱式地代表一個虛擬的分支，我們稱這個分支結構為「文件系統」。

　　在任何時候，用戶都處於一個目錄下面，我們稱它為「工作目錄(working directory)」，用戶可以通過指定入口訪問工作目錄下面的文件。而且多個用戶可以同時工作在同一個工作目錄之下。在其他各個方面，Multics 追求的是靈活性，用戶只需工作在整個文件系統的一條分支上，其他的不用管，但還能保證用目錄管理文件的便捷性。目錄還被用來控制訪問權限 —— 目錄的 READ 屬性允許用戶訪問目錄中的文件，而 EXECUTE 屬性允許用戶修改目錄中的文件 (這個特性被後來的unix系統繼承下來)。

　　Multics 還遵循了「單一存儲對象池」的設計原則。但是論文沒有在這方面展開。「單一存儲對象池」對於當時的硬件條件來說非常合適，那時候沒有可移動的硬盤，起碼是沒有人關心這個問題。Multics 確實有一個備用的備份存儲池，但對於用戶來說，它是不存在的。

　　Unix

　　Unix 系統深受 Multics 的影響，但是比起 Multics 的「靈活」，Unix 更專注於加強系統的「簡潔」。

　　「單一目錄樹層級」的文件系統就很適合Unix系統。就和 Multics 一樣，存儲池的細節，經常不需要用戶關心。但是後來出現了可拆卸的硬盤， Unix 通過 mount 和 umount 兩個命令把對存儲設備的操作暴露給用戶(只有「管理員權限」的用戶才能執行這樣的操作)。在 《Unix 分時系統設計(The Unix Time-Sharing System)》一文中， Dennis Ritchie 和 Ken Tompson 解釋道：

　　雖然系統根目錄一般都在同一個存儲設備上，但是對於其他分支目錄則未必要這樣做。出於兩種考慮，我們需要 mount命令完成存儲設備掛載的工作：普通文件的文件名一致性，和文件所在的存儲設備可能有其獨立的文件存儲結構。通過mount命令，可以把之前的一個文件，替換成一個可移動存儲設備上的完整的目錄結構，事實上，mount命令把文件層級的某一部分，通過引用外部數據，替換成一個新的結構。這樣對於之前整個文件系統來說，沒有發生任何改變。其實，拿我們的系統安裝過程舉例，root目錄一直在我們的硬盤上占了一小塊地方，但其他用戶數據在不同的硬盤上，通過mount機制，按序列加載組成一個初始化的系統。一個「可掛載」的系統，完全是通過讀寫特殊文件完成的。各種應用可以創建自己的文件系統，或者簡單地從他處拷貝一份。

　　(小編注：上面這段文字的中心思想：在UNIX中，一切都是文件。)

　　「層階樹狀文件系統」還有一個優勢，就是可以把管理存儲設備的復雜任務交給內核處理，這就意味著內核雖然越來越復雜，但是對於建立其上的應用來說，其結果就是保持簡潔。因為內核已經把髒活累活都包了，大部分應用都不用關心這部分細節，這是一種更加自然的設計。

　　Windows

　　Windows 系統流淌著兩支古老血脈：設計運行在 VAX 微機上的 VMS 操作系統，和早期Intel微機(如 8080、Z80)上運行的 CP/M 操作系統。

　　VMS 有一個分布式的層級文件系統，叫做 Files-11

　　。在 Files-11 中，一個文件的完整路徑包括一個「節點名稱」、一個關聯的用戶賬戶、設備名稱、目錄樹、文件名和文件類型，以及版本號。VMS 有強大的Logical Names功能，這個功能允許自定義「快捷方式」到指定的路徑，所以用戶不需要在意目錄的「真實」路徑。

　　CP/M 是為了 64kB 的內存和軟盤系統設計的，為了一切從簡，所以從誕生起，它就沒有「目錄」這個概念，但是文件是通過引用「驅動器位置」來訪問的，比如 A: 或者 B:

　　而 MS DOS 1.0 繼承了 CP/M 的這個特性，所以，當 MS DOS 2.0 引入「目錄」的概念以後，為了兼容 1.0 也在路徑錢保留了「盤符」字符，而斜槓「/」符號是原來 VMS 和 CP/M 系統中表示「命令參數開始」的符號，所以後來的 DOS 以及 Windows 必須區分，而采用了 反斜槓「」 符號作為路徑分隔符。

　　Windows 繼承了 DOS 和 VMS 的習慣，雖然已經意義不大，但是依舊保留著「盤符」的傳統。如今，在 Windows 底層，采用的是 UNC 路徑(通用命名規則，即 servernamesharename 的規范)，但這只是一些高級 Windows 用戶需要知道的功能，Windows 現在確實可以通過「重解析點」(Reparse Points)來掛在存儲設備。(所以不需要C:這樣的盤符了)