Mfumo wa faili (filesystem) hubadilisha safu tambarare ya block za diski kuwa mfumo wa madaraja wa faili na saraka, ukisimamia metadata na nafasi tupu ili hilo liwe la kutegemewa na la haraka.
Katika filesystems za UNIX, kila faili ni (index node) — muundo unaoshikilia ya faili (ukubwa, mmiliki, ruhusa, timestamps, link count) na . Zingatia kile inode : . Majina hukaa katika , ambazo ni faili tu zinazooanisha jina → nambari ya inode:
directory "docs" inode 1042 data blocks
┌───────────────────┐ ┌──────────────┐ ┌────────┐
│ "report.txt" →1042│───────────▶│ mode, uid │──ptr───▶│ block │
│ "notes.txt" →1050│ │ size, times │──ptr───▶│ block │
└───────────────────┘ │ link count=2 │ └────────┘
│ block ptrs │──(indirect)──▶ ...
└──────────────┘
Ndiyo sababu hard link ni entry ya pili tu ya saraka inayoelekeza kwenye inode ile ile (link count 2), na kwa nini rm kwa hakika ni unlink — huondoa jina na huachilia inode pale tu link count inapofika sifuri.
Operesheni moja ya kimantiki (mfano append) hugusa block kadhaa — inode, free-space bitmap, data. Crash katikati huacha filesystem bila mlingano. Journal kwanza huandika mabadiliko yaliyokusudiwa kwenye log, kisha huyatekeleza; baada ya crash FS hu-replay (au hutupa) journal badala ya scan kamili ya polepole (fsck). Modes hubadilishana usalama kwa kasi: journal ya metadata pekee (haraka, ya kawaida) dhidi ya metadata na data.
Kernel hu-cache data ya faili katika RAM ndani ya page cache, hivyo kusoma tena hugusa kumbukumbu na kuandika ku-buffered na ku-flush baadaye (write-back):
buffered I/O (default): app ↔ page cache ↔ disk → cached, async writeback, fast re-reads
direct I/O (O_DIRECT): app ↔ disk → bypass the cache; DBs manage their own
fsync(): force buffered data to durable storage (required for real durability)
Buffered I/O ni haraka, lakini data "iliyoandikwa" si ya kudumu hadi fsync; database mara nyingi hutumia direct I/O pamoja na buffer pool yao wenyewe kudhibiti caching na udumu kwa usahihi.
Ndani ya filesystem hueleza tabia za kila siku: kwa nini hard links hufanya kazi, kwa nini kufuta faili ambayo process bado imeishikilia wazi hakuachilii nafasi hadi ifunge, kwa nini fsync ni muhimu kwa udumu (na hitilafu ya kawaida ya kupoteza data ikiachwa), na kwa nini kusoma kwa mara ya pili faili ni papo hapo (page cache). Wahandisi wa senior hufikiri kuhusu haya wanapochagua buffered dhidi ya direct I/O kwa database, kupanga ukubwa wa RAM kwa cache, au ku-debug tatizo la crash-consistency.
Maktaba ya maswali ya mahojiano ya IT yenye majibu ya kina — kutoka Junior hadi Senior.
Changia