为什么苹果电脑硬盘不分区？

本文翻译自程序员的问答社区stackexchange.com上的一个问题。

有人可以给我解释一下，为什么Linux的文件系统是“单目录层阶树状”结构，而不像Windows那样有个C:\、D:\分区啥的，这样做有没有特别的原因呢？

一句话答案：不分区的好，Windows那是为了向下兼容。

Doug O’Neal 163票

说起来Unix的文件系统的道行要比Windows的早很多年，所以您的问题得改成：“为什么Windows要自搞一套弄出个硬盘分区符号来呢？”

树状的文件结构有个优势就是任何子目录或者文件，都能顺着根目录找到，所以，如果你需要把本地文件迁移到一个网络硬盘上，这时候对于软件来说，它们不会察觉到任何区别。

假设你有一套系统，操作系统焊死不能动，但是有个程序有很高的I/O需求，那么你可以很方便地把/usr目录加载为只读，然后把/opt（应用程序安装目录）目录加载到一块SSD上。这样整个文件系统的结构对于操作系统来说没有发生任何改变。

然而在Windows下，这种问题就比较讨厌，特别是程序路径前面带着个C:\Program Files\的时候……

Gilles 70票

这都是有历史原因在里面的，部分上是因为这样做在当时更有效。

Multics

Multics是我所知的历史上第一个采用“层阶树状文件结构”的操作系统，一个目录里还嵌着子目录这种机制。引用R. C. Daley和P. G. Neumann的《通用辅助文件存储（A General-Purpose File System For Secondary Storage）》一文中的话：

论文第二部分阐述了一种“层阶树状文件结构”的文件系统，对于操作系统来说，它非常高效。这种结构兼顾了可靠性和灵活性……

为了便于理解，我们可以把这种结构想象成一棵树，文件的树，其中有一些目录其实也是文件。但是有一个例外的目录，它自身的指针只指向一个单一的，确定的目录，那就Root目录。它没有明确地被其他目录所指，Root目录只是隐式地代表一个虚拟的分支，我们称这个分支结构为“文件系统”。

在任何时候，用户都处于一个目录下面，我们称它为“工作目录（working directory）”，用户可以通过指定入口访问工作目录下面的文件，而且多个用户可以同时工作在同一个工作目录之下。

在其他各个方面，Multics追求的是灵活性，用户只需工作在整个文件系统的一条分支上，其他的不用管，但还能保证用目录管理文件的便捷性。目录还被用来控制访问权限——目录的READ属性允许用户访问目录中的文件，而EXECUTE属性允许用户修改目录中的文件（这个特性被后来的unix系统继承下来）。

Multics还遵循了“单一存储对象池”的设计原则，但是论文没有在这方面展开。“单一存储对象池”对于当时的硬件条件来说非常合适，那时候没有可移动的硬盘，起码是没有人关心这个问题。Multics确实有一个备用的备份存储池，但对于用户来说，它是不存在的。

Unix

Unix系统深受Multics的影响，但是比起Multics的“灵活”，Unix更专注于加强系统的“简洁”。

“单一目录树层级”的文件系统就很适合Unix系统。就和Multics一样，存储池的细节经常不需要用户关心，但是后来出现了可拆卸的硬盘，Unix通过mount和umount两个命令把对存储设备的操作暴露给用户（只有“管理员权限”的用户才能执行这样的操作）。在《Unix分时系统设计（The Unix Time-Sharing System）》一文中，Dennis Ritchie和Ken Tompson解释道：

虽然系统根目录一般都在同一个存储设备上，但是对于其他分支目录则未必要这样做。出于两种考虑，我们需要mount命令完成存储设备挂载的工作：普通文件的文件名一致性，和文件所在的存储设备可能有其独立的文件存储结构。通过mount命令，可以把之前的一个文件，替换成一个可移动存储设备上的完整的目录结构，事实上，mount命令把文件层级的某一部分，通过引用外部数据，替换成一个新的结构。这样对于之前整个文件系统来说，没有发生任何改变。

其实，拿我们的系统安装过程举例，root目录一直在我们的硬盘上占了一小块地方，但其他用户数据在不同的硬盘上，通过mount机制，按序列加载组成一个初始化的系统。一个“可挂载”的系统，完全是通过读写特殊文件完成的。各种应用可以创建自己的文件系统，或者简单地从他处拷贝一份。（注：上面这段文字的中心思想：在UNIX中，一切都是文件。）

“层阶树状文件系统”还有一个优势，就是可以把管理存储设备的复杂任务交给内核处理，这就意味着内核虽然越来越复杂，但是对于建立其上的应用来说，其结果就是保持简洁，因为内核已经把脏活累活都包了，大部分应用都不用关心这部分细节，这是一种更加自然的设计。

Windows

Windows系统流淌着两支古老血脉：设计运行在VAX微机上的VMS操作系统，和早期Intel微机(如8080、Z80)上运行的CP/M操作系统。

VMS有一个分布式的层级文件系统，叫做Files-11。在Files-11中，一个文件的完整路径包括一个“节点名称”、一个关联的用户账户、设备名称、目录树、文件名和文件类型，以及版本号。VMS有强大的Logical Names功能，这个功能允许自定义“快捷方式”到指定的路径，所以用户不需要在意目录的“真实”路径。

CP/M是为了64KB的内存和软盘系统设计的。为了一切从简，所以从诞生起，它就没有“目录”这个概念，但是文件是通过引用“驱动器位置”来访问的，比如A:或者B:。

MSDOS 1.0继承了CP/M的这个特性，所以当MSDOS 2.0引入“目录”的概念以后，为了兼容1.0也在路径前保留了“盘符”字符，而斜杠“/”符号是原来VMS和CP/M系统中表示“命令参数开始”的符号，所以后来的DOS以及Windows必须区分，并采用反斜杠“\”符号作为路径分隔符。

Windows继承了DOS和VMS的习惯，虽然已经意义不大，但是依旧保留着“盘符”的传统。如今，在Windows底层采用的是UNC路径（通用命名规则即\servername\sharename的规范），但这只是一些高级Windows用户需要知道的功能，Windows现在确实可以通过“重解析点”（Reparse Points）来挂在存储设备(所以不需要C:这样的盘符了)。