本文翻譯自程序員的問答社區(qū)stackexchange.com上的一個問題。
有人可以給我解釋一下，為什么Linux的文件系統(tǒng)是“單目錄層階樹狀”結構，而不像Windows那樣有個C:\、D:\分區(qū)啥的，這樣做有沒有特別的原因呢?
一句話答案：不分區(qū)的好，Windows那是為了向下兼容。
Doug O'Neal 163票
說起來Unix的文件系統(tǒng)的道行要比Windows的早很多年，所以您的問題得改成：“為什么Windows要自搞一套弄出個硬盤分區(qū)符號來呢?”
樹狀的文件結構有個優(yōu)勢就是任何子目錄或者文件，都能順著根目錄找到，所以，如果你需要把本地文件遷移到一個網絡硬盤上，這時候對于軟件來說，它們不會察覺到任何區(qū)別。
假設你有一套系統(tǒng)，操作系統(tǒng)焊死不能動，但是有個程序有很高的I/O需求，那么你可以很方便地把/usr目錄加載為只讀，然后把/opt(應用程序安裝目錄)目錄加載到一塊SSD上。這樣整個文件系統(tǒng)的結構對于操作系統(tǒng)來說沒有發(fā)生任何改變。
然而在Windows下，這種問題就比較討厭，特別是程序路徑前面帶著個C:\Program Files\的時候……
Gilles 70票
這都是有歷史原因在里面的，部分上是因為這樣做在當時更有效。
Multics
Multics是我所知的歷史上第一個采用“層階樹狀文件結構”的操作系統(tǒng)，一個目錄里還嵌著子目錄這種機制。引用R. C. Daley和P. G. Neumann的《通用輔助文件存儲(A General-Purpose File System For Secondary Storage)》一文中的話：
論文第二部分闡述了一種“層階樹狀文件結構”的文件系統(tǒng)，對于操作系統(tǒng)來說，它非常高效。這種結構兼顧了可靠性和靈活性……
為了便于理解，我們可以把這種結構想象成一棵樹，文件的樹，其中有一些目錄其實也是文件。但是有一個例外的目錄，它自身的指針只指向一個單一的，確定的目錄，那就Root目錄。它沒有明確地被其他目錄所指，Root目錄只是隱式地代表一個虛擬的分支，我們稱這個分支結構為“文件系統(tǒng)”。
在任何時候，用戶都處于一個目錄下面，我們稱它為“工作目錄(working directory)”，用戶可以通過指定入口訪問工作目錄下面的文件，而且多個用戶可以同時工作在同一個工作目錄之下。
在其他各個方面，Multics追求的是靈活性，用戶只需工作在整個文件系統(tǒng)的一條分支上，其他的不用管，但還能保證用目錄管理文件的便捷性。目錄還被用來控制訪問權限——目錄的READ屬性允許用戶訪問目錄中的文件，而EXECUTE屬性允許用戶修改目錄中的文件(這個特性被后來的unix系統(tǒng)繼承下來)。
Multics還遵循了“單一存儲對象池”的設計原則，但是論文沒有在這方面展開。“單一存儲對象池”對于當時的硬件條件來說非常合適，那時候沒有可移動的硬盤，起碼是沒有人關心這個問題。Multics確實有一個備用的備份存儲池，但對于用戶來說，它是不存在的。
Unix
Unix系統(tǒng)深受Multics的影響，但是比起Multics的“靈活”，Unix更專注于加強系統(tǒng)的“簡潔”。
“單一目錄樹層級”的文件系統(tǒng)就很適合Unix系統(tǒng)。就和Multics一樣，存儲池的細節(jié)經常不需要用戶關心，但是后來出現了可拆卸的硬盤，Unix通過mount和umount兩個命令把對存儲設備的操作暴露給用戶(只有“管理員權限”的用戶才能執(zhí)行這樣的操作)。在《Unix分時系統(tǒng)設計(The Unix Time-Sharing System)》一文中，Dennis Ritchie和Ken Tompson解釋道：
雖然系統(tǒng)根目錄一般都在同一個存儲設備上，但是對于其他分支目錄則未必要這樣做。出于兩種考慮，我們需要mount命令完成存儲設備掛載的工作：普通文件的文件名一致性，和文件所在的存儲設備可能有其獨立的文件存儲結構。通過mount命令，可以把之前的一個文件，替換成一個可移動存儲設備上的完整的目錄結構，事實上，mount命令把文件層級的某一部分，通過引用外部數據，替換成一個新的結構。這樣對于之前整個文件系統(tǒng)來說，沒有發(fā)生任何改變。
其實，拿我們的系統(tǒng)安裝過程舉例，root目錄一直在我們的硬盤上占了一小塊地方，但其他用戶數據在不同的硬盤上，通過mount機制，按序列加載組成一個初始化的系統(tǒng)。一個“可掛載”的系統(tǒng)，完全是通過讀寫特殊文件完成的。各種應用可以創(chuàng)建自己的文件系統(tǒng)，或者簡單地從他處拷貝一份。(注：上面這段文字的中心思想：在UNIX中，一切都是文件。)
“層階樹狀文件系統(tǒng)”還有一個優(yōu)勢，就是可以把管理存儲設備的復雜任務交給內核處理，這就意味著內核雖然越來越復雜，但是對于建立其上的應用來說，其結果就是保持簡潔，因為內核已經把臟活累活都包了，大部分應用都不用關心這部分細節(jié)，這是一種更加自然的設計。
Windows
Windows系統(tǒng)流淌著兩支古老血脈：設計運行在VAX微機上的VMS操作系統(tǒng)，和早期Intel微機(如8080、Z80)上運行的CP/M操作系統(tǒng)。
VMS有一個分布式的層級文件系統(tǒng)，叫做Files-11。在Files-11中，一個文件的完整路徑包括一個“節(jié)點名稱”、一個關聯(lián)的用戶賬戶、設備名稱、目錄樹、文件名和文件類型，以及版本號。VMS有強大的Logical Names功能，這個功能允許自定義“快捷方式”到指定的路徑，所以用戶不需要在意目錄的“真實”路徑。
CP/M是為了64KB的內存和軟盤系統(tǒng)設計的。為了一切從簡，所以從誕生起，它就沒有“目錄”這個概念，但是文件是通過引用“驅動器位置”來訪問的，比如A:或者B:。
MSDOS 1.0繼承了CP/M的這個特性，所以當MSDOS 2.0引入“目錄”的概念以后，為了兼容1.0也在路徑前保留了“盤符”字符，而斜杠“/”符號是原來VMS和CP/M系統(tǒng)中表示“命令參數開始”的符號，所以后來的DOS以及Windows必須區(qū)分，并采用反斜杠“\”符號作為路徑分隔符。
Windows繼承了DOS和VMS的習慣，雖然已經意義不大，但是依舊保留著“盤符”的傳統(tǒng)。如今，在Windows底層采用的是UNC路徑(通用命名規(guī)則即\servername\sharename的規(guī)范)，但這只是一些高級Windows用戶需要知道的功能，Windows現在確實可以通過“重解析點”(Reparse Points)來掛在存儲設備(所以不需要C:這樣的盤符了)。
