【实验报告4】主要探讨了Linux文件系统的结构、特点以及如何进行简单的I/O流操作，如备份文件。实验目的是让学习者熟悉Linux的文件和目录结构，并掌握其基本特性，同时通过模拟实现文件备份，理解文件系统的I/O操作。
一、Linux文件系统结构
Linux文件系统采用层次结构，以根目录`/`为起点。以下是一些关键目录的描述：
1. `/bin`：存放系统最基本的命令，供所有用户使用。
2. `/boot`：存储内核和引导加载器所需文件，如vmlinuz和initrd.img。
3. `/dev`：包含设备文件，如声卡、磁盘等。
4. `/etc`：存储系统配置文件，如用户账户和密码设置。
5. `/home`：用户的个人工作目录，包含个人配置文件。
6. `/lib`：存放系统所需的动态链接库文件，类似于Windows的DLL。
7. `/media`：挂载可移动媒体，如CD-ROM、USB驱动器。
8. `/mnt`：临时挂载文件系统的目录。
9. `/opt`：可选应用程序的安装位置。
10. `/proc`：虚拟文件系统，显示进程和内核信息。
11. `/root`：超级用户(root)的工作目录。
12. `/sbin`：系统管理命令，通常只供管理员使用。
13. `/tmp`：存储临时文件，重启后会被清除。
14. `/usr`：包含用户工具和程序，如非必需的用户可执行命令。
15. `/var`：存储变化的数据，如日志文件。
二、Linux文件系统特点
Linux支持多种文件系统，如ext2、ext3、vfat等。文件系统间操作通过统一的I/O系统调用实现，跨文件系统操作变得可能。Linux的核心哲学之一是“一切皆文件”，意味着无论是普通文件、目录还是设备，都被视为文件处理，提供统一的操作接口。
三、虚拟文件系统（VFS）
虚拟文件系统（VFS）是Linux内核的关键组成部分，它作为用户空间与内核间的桥梁，提供文件系统接口。VFS允许不同的文件系统共存，并协调它们的工作。VFS定义了一套通用的接口和数据结构，实际的文件系统需遵循这些接口，以与VFS兼容。这样，任何符合VFS标准的文件系统都能在Linux中无缝集成。
四、实验内容与原理
实验中，学生需要浏览Linux的根目录及其子目录，了解其功能和文件。然后，设计程序模拟文件系统的I/O操作，实现文件备份。备份过程中，可能用到的命令包括`cp`（复制）、`md5sum`或`sha1sum`（生成哈希值以验证文件完整性）。通过这种方式，学生能深入理解Linux文件系统的工作原理，以及如何在编程中与文件系统交互。
五、实验总结
本实验旨在提升学生对Linux文件系统的理解和实践能力，通过模拟实际操作，加深对文件系统结构、I/O操作和VFS抽象层的理解。这将为后续的系统管理和开发工作奠定坚实的基础。
