浅谈Microsoft Windows操作系统的下一代存储系统WinFS

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一、什么是WinFS？WinFS是Longhorn操作系统引入的全新的存储系统。它针对原先的Microsoft Windows 平台作了三方面的改进：1、WinFS允许你用多种方式来对你的存储信息进行分类，并且允许你将信息的某个数据项（item）同其它信息的数据项进行关联。2、WinFS为日常信息提供了公共存储格式（common storage format），比如：用于处理人、地点、照片等信息的存储格式。3、WinFS支持多个应用程序间公共信息的共享。往往这些应用程序来自于不同的开发商。二、WinFS是一个信息存储平台：WinFS是一个用于组织、搜索和共享各类信息的存储平台。WinFS定义了丰富的数据模型（data model ）。你可以使用这些数据模型来定义能让WinFS可以使用的数据类型（data type）。WinFS还包含了很多的模式（schema）。模式是用来描述类似照片、文档、人、地点、事件、任务和消息等真实世界的实体。这些实体可以非常的复杂。比如：一个人能够有多个名字、多个住址、多个e-mail地址，甚至拥有更多的实体。每个软件提供商（ISV）也可以定义自己的数据类型，并将相应的模式提供给WinFS。通过将复杂的存储问题交给WinFS去管理，ISV可以将精力集中于开发应用程序的逻辑、将WinFS提供的便利应用到自己的日常和定制数据上来。WinFS提供了一个关系引擎（relational engine ）。通过它，你可以运用强大的关系查询方式来定位一个存储类型的实例。WinFS允许使用关系来组合多个存储实体。一个联系人（contact）可以是一个组织（Organization）的雇员（Employee）组中的一个成员，同时他也可以是某个住址的室友（Household）组中的一个成员。ISV可以在自己定制的数据类型之间或是在WinFS预定义的数据类型之间，自动获取搜索、复制、设置安全属性和建立关系的能力。这种结构允许用户向系统提问，并且通过回答相应的定位信息来查找数据，而不同于Longhorn之前系统提供的搜索方式。比如：你可以要求WinFS从你的即时通讯好友中查找所有没有电话号码的人的e-mail地址。使用关系，你能够在所有室友中找到本周过生日的特定成员。WinFS也支持多种灵活的编程方式。使用这些编程方式，你可以选择适当的编程接口（API）来完成相应的任务。你可以使用传统的关系查询语句SQL来访问存储系统。同样，你也可以使用.NET类和对象来访问存储系统。你也可以使用基于XML的API来访问数据存储系统。WinFS也支持传统的Microsoft Win32文件系统API函数访问数据的方式。你甚至可以混合使用上述的几种API来完成单一的任务。然而，在大多数情况下，开发人员总是使用托管类API来操作WinFS存储系统中的数据。使用SQL语句来实现数据更新远比使用对象API要复杂得多。此外，WinFS提供了一个数据服务函数集合，用于监视、管理和操作数据。你可以通过注册所感兴趣的事件（event）来接收类似数据项（item）改变的事件。你也可以安排WinFS定期地将数据复制到其它系统中。三、WinFS是一个文件系统：不同于传统的基于文件的文件系统，WinFS是一个全新的Windows文件系统。通常，你会把文件的主要数据，即“文件流”（file stream）作为一个文件存放在NTFS卷中。然而，每当你调用API来改变或添加NTFS文件流，WinFS将从文件流中提取出元数据（metadata）,并将元数据添加到WinFS存储系统中。元数据描述了文件流的信息，包括文件的路径和其它WinFS从文件流中所提取出来的信息。根据文件的内容，元数据也许是文档的创建者，音频文件的类型或者是PDF文件的关键字等信息。文件流是驻留在NTFS中的，而相应的元数据则驻留在WinFS中，WinFS则对两者进行一致性控制。新的Longhorn应用程序可以选择将文件流直接存放在WinFS中。文件流能够用现有的Win32文件系统API或者新的WinFS API来访问。四、WinFS不只是一个文件系统：一个文件系统是用来管理文件和文件夹的。WinFS不仅能管理文件和文件夹，同时它还能管理各类非文件的数据，比如：个人的联系人、个人日程安排日历、个人的e-mail消息。WinFS数据可以是结构化的、半结构化的、或者是非结构化的。结构化数据包含了模式（schema）。模式是用来定义数据是什么东西，以及如何使用该数据。因为WinFS部分实现了关系型系统的功能，所以WinFS要求数据满足相应的语义完整性、数据的事务处理和数据约束。WinFS又不只是一个关系型系统。它支持分级存储，又支持关系存储。它支持结构化类型，又支持对象。你可以将WinFS看作是层次型、关系型和面向对象型三为一体的数据存储系统。尽管实际上它只是实现了三个传统存储系统的某些方面。同时，WinFS扩展了传统的文件系统和关系型数据库系统。WinFS支持最新Windows平台上所有的数据类型。五、WinFS和NTFS：你可以将文件存放在传统的NTFS文件系统中，将文件存放到新的WinFS数据存储系统中。一般而言，一个存放在NTFS中的文件在WinFS中是不可见的。Longhorn应用程序使用了新的WinFS API函数来访问存放于WinFS或NTFS中的数据。此外，Longhorn应用程序也允许继续使用Win32 API函数来访问存放在NTFS文件系统中的数据。六、文件