第9章笔记：I/O、文件与持久化

本章要解决的问题

沿程序真实运行路径学习I/O、文件与持久化，始终区分抽象接口、实现状态和可观测证据。 本章七课是一条连续推理链，不是七个标题。先确定上一课输出怎样成为下一课输入，再记录对象、事件、状态和证据。

七课连接

• 设备寄存器与驱动：关系 MMIO\ read/write；练习为为《设备寄存器与驱动》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 MMIO\ read/write 复算关键量；边界为不能把《设备寄存器与驱动》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《轮询、中断与DMA》。
• 轮询、中断与DMA：关系 produced=handled+buffered+dropped；练习为为《轮询、中断与DMA》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 produced=handled+buffered+dropped 复算关键量；边界为不能把《轮询、中断与DMA》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《文件描述符与打开文件》。
• 文件描述符与打开文件：关系 fd\to open\ file；练习为为《文件描述符与打开文件》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 fd\to open\ file 复算关键量；边界为不能把《文件描述符与打开文件》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《目录、inode与路径解析》。
• 目录、inode与路径解析：关系 path\to inode；练习为为《目录、inode与路径解析》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 path\to inode 复算关键量；边界为不能把《目录、inode与路径解析》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《缓冲、缓存与刷盘》。
• 缓冲、缓存与刷盘：关系 dirty\to flush\to stable；练习为为《缓冲、缓存与刷盘》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 dirty\to flush\to stable 复算关键量；边界为不能把《缓冲、缓存与刷盘》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《崩溃一致性与日志》。
• 崩溃一致性与日志：关系 WAL:log\ before\ data；练习为为《崩溃一致性与日志》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 WAL:log\ before\ data 复算关键量；边界为不能把《崩溃一致性与日志》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《文件系统恢复实验》。
• 文件系统恢复实验：关系 replay(log,disk)；练习为为《文件系统恢复实验》构造一条最短可运行轨迹，逐步记录输入状态、系统动作和输出状态，并用关系 replay(log,disk) 复算关键量；边界为不能把《文件系统恢复实验》在语言、ABI、ISA、微体系结构、内核或设备层的对象混成一个‘系统自动完成’，必须声明位宽、权限、时序和失败后的可见状态；连接说明：承接前一课的状态或契约；本节结果会进入《线程与共享状态》。

章内学习法

先闭卷画一条最短执行轨迹，再为每个箭头标主体和所属层；随后逐式复算，运行本章代码实验四组测试，并增加一个越界、权限、冲突、乱序或故障输入。只要实际值与模型不同，就保存首个偏差，不用后续噪声替代根因。

错题与复习

把错误归入分层混淆、位宽/单位、状态跳步、事件顺序、权限遗漏、并发交错、故障恢复或观察窗八类。一周后更换参数重做阶段卷；能向同学从现象讲到机制、公式、实验和边界，才算学会。