WinFS

Architecture of the WinFS Stack

WinFS不是实体文件系统；相反，它在NTFS文件系统之上提供系统化的数据模型建构能力。它仍使用NTFS在实体文件中保存其数据[11]。WinFS使用从SQL Server 2005[22]衍生的关联式引擎来提供数据关系机制。WinFS存放区仅是已设置FILESTREAM属性的SQL Server数据库（.MDF）文件[23]。这些文件是保存在磁盘区根目录下名为“System Volume Information”的文件夹（此文件夹具有限制的访问权）下的"WinFS"子文件夹中，其名称为这些存放区的GUID。[23]

WinFS 堆栈的底层是WinFS Core，它会与文件系统交互并提供文件访问与寻址能力[7]。关联式引擎使用WinFS内核服务来提供结构化的存放区与其他服务（例如：锁定将使用哪个WinFS运行阶段来实作该功能。WinFS运行阶段会公开服务（例如：同步处理与规则），其可用于同步处理WinFS存放区或在发生特定事件时运行特定动作[7]。

WinFS是以服务的方式运行，此服务会运行三个处理进程[24] - 装载关联式数据存放区的WinFS.exe、装载索引编制与查找引擎的WinFSSearch.exe以及与底层文件系统交互的WinFPM.exe (WinFS File Promotion Manager)。您可以利用一组.NET Framework API来撰写程序以访问其功能，这些.NET Framework API可让应用程序定义自订数据类型、定义数据之间的关系、保存与截取信息，以及实作高端搜索[5][7]。接着应用程序可以汇整数据，并将数据呈现给用户。

WinFS将数据保存在关联式存放区中，这些存放区会公开为虚拟位置，称为“存放区”[11]。WinFS存放区是通用存放库，任何应用程序都可以在其中保存数据，以及中继数据、数据关系与结构描述。WinFS运行阶段本身可以套用特定的数据关系；例如，若图片的“subject”属性与连络人的“name”属性相同，则WinFS可以在该连络人与该图片之间创建关联[25]。数据之间的关系也可以由其他应用程序或用户指定[26] 。

WinFS提供一致性的存放区，但无法定义将保存于存放区之数据的格式。但是，它支持以应用程序支持的特定格式写入数据。前提是应用程序必须提供结构描述，以定义解译文件格式的方式[5]。例如，您可以添加结构描述以让WinFS知道如何读取（甚至是进一步搜索或分析）特定文件格式，例如PDF文件。通过使用结构描述，任何应用程序都可以读取由其他应用程序所创建的数据，而且不同的应用程序也可以通过共用结构描述以其他应用程序支持的格式来写入数据[26]。

您可以在一部电脑上创建多个WinFS存放区[26]。这样可以独立保存不同类别的数据，例如，您可以将公司文档与私人文档保存在不同的存放区中。根据缺省，WinFS只提供一个存放区，其名称为“DefaultStore”[11]。WinFS存放区是公开为壳层（shell）对象（类似虚拟文件夹），此对象会动态产生存放区中的项目清单，并以文件夹查看方式呈现这些项目。利用壳层对象也可以搜索数据存放区中的信息[11]。

数据单位是以WinFS项目的方式保存在WinFS存放区中[5][26]。WinFS项目与内核数据项目亦包含数据项目与其他数据之关联的信息。此“关联”是以逻辑链接的方式保存。链接指的是目前的项目与哪些数据项目关联。换句话说，链接是用以指定数据与其他数据项目的关系。链接实体上是以链接识别码来保存，此识别码指定数据关联的名称与用途，例如，“所属类型”或“组成要素”[5]。链接识别码是保存为数据项目的属性（attribute）。具有相同链接识别码的所有对象将被视为相关对象[5]。您必须事先将XML结构描述（定义将保存在WinFS中之数据项目的结构）提供给WinFS运行阶段[5]。在WinFS的Beta 1版本中，您必须先将结构描述组件添加到GAC，才能开始使用结构描述。

WinFS模型数据会使用数据项目、其关联、延伸（extension）与规则来规范其使用方式[7]。WinFS必须知道数据项目的类型与结构，才能将数据项目中保存的信息提供给要求该信息的应用程序。这是通过使用结构描述来完成。对于即将保存在WinFS中的每种数据项目类型，您必须提供对应的结构描述，以定义数据的类型、结构与关联。这些结构描述是使用XML来定义[5]。

预先定义的WinFS结构描述不仅包含文档、电子邮件、约会、工作、媒体、音频、视频等的结构描述；也包含系统结构描述，其中包括组态、程序与其他系统相关数据[7]。如果要让应用程序在WinFS中保存数据，但不想与其他应用程序共用该数据的结构，或这些数据可跨系统提供，则可以针对个别应用程序定义自订结构描述[7]。

WinFS Type Hierarchy

文件系统与WinFS之间最大的差异在于WinFS知道其所保存之每个数据项目的类型。类型会指定数据项目的属性（property）。WinFS类型系统与.NET Framework的类别与继承概念紧密关联。通过延伸与嵌套化任何预先定义的类型，即可创建新类型[5]。

WinFS提供四种预先定义的基础类型– Items、Relationships、ScalarTypes与NestedTypes[5]。Item是可保存的基础数据对象，而Relationship则是两个数据项目之间的关系或链接。因为所有WinFS项目都必须具有类型，保存之项目的类型会定义其属性（property）。Item的属性可以是ScalarType（定义属性可包含之信息的最小单位）或NestedType（多个ScalarTypes和/或NestedTypes的集合）。所有WinFS类型都以.NET CLR 类别的方式提供[26]。

任何以数据单位（例如：连络人、影像、视频或文档等）所代表的对象都可以保存在WinFS存放区中做为Item类型的特殊项[26]。根据缺省，WinFS为文件、连络人、文档、图片、音频、视频、连络人与邮件提供Item类型。文件Item可以保存任何一般数据，这在文件系统中是保存为文件。但除非为文件提供高端结构描述（通过将它定义为特殊化的Item），WinFS将无法访问其数据。此类文件Item仅能支持与其他Item相关联[5]。

Defining a new Type

开发人员可以扩充这些类型或基础类型Item，以为其自订数据提供类型。Item中包含的数据是以属性或实际保存数据的字段来定义。例如，连络人Item可能包含类型为ScalarType的Name字段，以及类型为NestedType（进一步由两个ScalarType组成）的Address字段。为定义此类型，会扩充基础类别Item，而且会添加必要字段至该类别[5]。NestedType字段可定义为包含两个ScalarType字段的另一个类别。一旦定义类型，就必须定义结构描述以表示每个字段的原始类型，例如Name字段的类型是String、Address字段是自订的Address类别，每个字段的类型都是String。WinFS支持的其他原始类型包括Integer、Byte、Decimal、Float、Double、Boolean与DateTime等[5]。结构描述也会定义哪些字段为必要字段，哪些字段为选用字段[27]。系统会使用以此方式定义的连络人Item来保存有关连络人的信息，方式是填入属性字段并予以保存。首次保存时只需要填入标示为必要的字段。[26]其他字段可在稍后由用户填入，或完全不填入。若需要添加多个字段（例如：“上次交谈日期”），只要视需要简单地扩充此类型即可。您可以使用相同的方式定义其他数据的Item类型。

Relationships

WinFS会为所有已定义的Item创建数据表[27]。为Item定义的所有字段会构成数据表的数据栏，而每个对应Item的Item实体则会保存为数据表的数据列。当数据表中的某些字段参照某些其他数据表中的数据时，即表示这些数据表之间有特定的关系存在。关系的结构描述会指定相关的数据表有哪些，以及关系的种类与名称。WinFS运行阶段负责管理关系结构描述[26]。所有Item都会公开为.NET CLR 对象，此对象具有统一的接口，可让应用程序轻松访问字段中保存的数据。因此，任何应用程序都可以截取具有任何Item类型的对象，而且可以使用该对象中的数据，而不需要了解字段中保存之数据的实际结构[5]。

WinFS类型是公开为.NET类别，它可以具现化为.NET对象。通过设置属性即可在这些类型中保存数据。完成之后，它们变会永久保存至WinFS存放区。使用ItemContext类别即可访问WinFS存放区。ItemContext允许以交易式方式访问WinFS存放区，例如，从将ItemContext对象绑定到存放区到因为全部成功而关闭或所有变更都已复原。当数据发生变更时，它们不会写入到磁盘；而是会写入到内存内的记录。只有当连接关闭时，变更才会以批量方式写入磁盘。这样可协助优化磁盘I/O[9]。下列代码片段会创建连络人并保存在WinFS存放区中。

 //Connect to the default WinFS store
 using(ItemContext ic = ItemContext.Open())
 {
     //Create the contact and set the data in appropriate properties
     ContactEAddress contact = new ContactEAddress();

     //Name is a ComplexType
     contact.Name = new PersonName();                  
         contact.Name.Displayname = "Doe, John";
         contact.Name.FirstName = "John";
         contact.Name.LastName = "Doe";

     //Telephone number is a ComplexType
     contact.TelephoneNumber = new TelephoneNumber();  //ComplexType
         contact.TelephoneNumber.Country = CountryCode.Antarctica;
         contact.TelephoneNumber.Areacode = 4567;
         contact.TelephoneNumber.Number = 9876543210;

     //Age is a SimpleType
     contact.Age = 111;

    //Add the object to the user's personal folder.
    //This relates the item with the Folder pseudo-type, for backward
    //compatibility, as this lets the item to be accessed in a folder 
    //hierarchy for apps which are not WinFS native.
    Folder containingFolder = UserDataFolder.FindMyPersonalFolder();
    containingFolder.OutFolderMemberRelationship.AddItem(ic, contact);

    //Find a document and relate with the document. Searching begins by creating an
    //ItemSearcher object. Each WinFS type object contains a GetSearcher() method
    //that generates an ItemSearcher object which searches documents of that type.
    using(ItemSearcher searcher = Document.GetSearcher(ic))
    {
         Document d = searcher.Find(@"Title = 'Some Particular Document'");
         d.OutAuthoringRelationship.AddItem(ic, contact);
    }
    //Since only one document is to be found, the ItemContext.FindOne() method
    //could be used as well.

    //Find a picture and relate with it
    using(ItemSearcher searcher = Picture.GetSearcher(ic))
    {
         Picture p = searcher.Find(@"Occasion = 'Graduation' and Sequence = '3'");
         p.OutSubjectRelationship.AddItem(ic, contact);
    }

    //Persist to the store and close the reference to the store
    ic.Update();
    ic.Close();
 }