解码计算机的组成

硬件系统

• 计算机的硬件主要是由五部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。其中运算器和控制器的总称是中央处理器（CPU），指的是计算机中对信息进行高速运算处理的主要部件。
• 存储器则是用来存储程序、数据和文件，一般是由快速的内部存储器（容量可达数百兆字节，甚至数G字节）和慢速的外部存储器（容量可达数十G或数百G以上）组成，比如计算机中的内存条和固态硬件就属于存储器。
• 输入设备与输出设备就是用于实现人机交互的信息转换器，由计算机的输入输出控制系统负责管理外部设备与主存储器之间的信息交换，常用的输入设备主要有键盘以及鼠标，输出设备则是显示器、打印机以及其他可连接到计算机上的I/O设备。

软件系统

• 如果计算机只有硬件系统，那么计算机是无法正常工作的，因为计算机是由基本的电子元件组成的，而电子元件的状态是需要由软件来控制的，所以计算机必须要搭载软件系统，计算机的软件系统与硬件系统是互相依赖的。
• 计算机的软件系统一般由两部分组成：系统软件、应用软件。系统软件指的是计算机中的操作系统以及硬件驱动程序等，应用软件指的是用户可以使用的各种程序设计语言以及利用程序设计语言设计的应用程序的集合。

文件系统

• 计算机的系统软件和应用软件其实都是大量的程序和数据组成的，也就是说两者都需要存储在计算机的存储器中，这些程序和数据以什么样的格式存储到存储器中就由文件系统决定。
• 大家可以把文件系统理解为是一种“标准”或者“格式”，只要遵循这套标准就可以正确的访问存储在磁盘中的数据。
• 当然，标准的制定则是至关重要，但是由于技术原因或者商业利益考虑，导致现在文件系统没有办法统一。所以目前存在多种文件系统，常见的有FAT32、NTFS、ext4…，比如电脑的本地磁盘的文件系统就是NTFS格式。

FAT32与NTFS区别

对比维度	FAT32	NTFS
最大单个文件大小	4GB（超过4GB的文件无法存储）	理论上无限制（实际受分区大小限制，通常支持TB级文件）
最大分区大小	理论32GB（Windows格式化工具默认限制）	理论支持256TB（实际常用分区大小可达数TB）
文件权限管理	不支持（无用户/组权限控制，所有用户权限相同）	支持精细化权限管理（用户、组、访问控制列表ACL）
安全性	无日志功能，无数据恢复机制，易丢失数据	支持事务日志（Journaling），崩溃后可快速修复
文件压缩	不支持	支持单个文件或文件夹压缩（节省磁盘空间）
加密功能	不支持	支持EFS（加密文件系统），保护敏感数据
磁盘配额	不支持	支持为用户或组分配磁盘空间配额
符号链接/硬链接	不支持	支持（类似Linux的文件链接功能）
兼容性	极强：支持Windows、macOS（只读）、Linux、游戏主机（如PS4、Xbox）、U盘、移动硬盘等几乎所有设备。	主要支持Windows系统；macOS仅支持只读（需第三方工具实现写入）；Linux需额外驱动支持读写。
性能	结构简单，小文件读写快，但大文件或碎片较多时性能下降明显。	大文件读写效率高，支持磁盘缓存优化，碎片管理更高效。
其他特性	无日志、无压缩、无权限，结构简单易实现。	支持卷影副本（系统还原点）、稀疏文件、动态磁盘等高级功能。

• 当大家有的时候发现磁盘出现某些扇区损坏导致数据丢失时，就可以对磁盘进行格式化，在格式化磁盘的时候就可以选择指定的文件系统类型。
• Linux系统也支持多种文件系统类型，可以在Linux系统根目录的/proc目录下查阅filesystems
  
• 计算机中搭载的Linux操作系统就属于系统软件，操作系统的作用是用来连接应用软件和底层硬件，因为涉及到Linux内核的安全管理机制，所以用户空间是没有办法直接访问硬件设备的。那么用户必须要通过Linux内核提供的相关函数接口才能实现硬件的控制，这样用户也不需要关心硬件应该如何控制，只需要把参数提交给内核，然后由内核把控制参数传递给硬件设备，从而让内核控制硬件设备完成相关动作。也正因如此，用户需要先利用程序设计语言设计出源文件（xxx.c），然后操作系统内核需要从磁盘中访问源文件，再通过编译器把源文件编译生成可执行文件，最后内核再访问存储在磁盘中的可执行文件，从而把控制硬件的参数读取出来。所以访问磁盘中的文件也是操作系统要做的工作之一。所以操作系统和文件系统可以理解为一种“合作”关系，文件系统指定了读写文件的标准，而操作系统会按照这套标准去完成访问文件的动作。