Честно говоря ... на этот вопрос есть много ответов ... слишком много, чтобы перечислять здесь. Во многом это зависит от типа файловой системы ... и ОС, которая ее читает ... а также от того, какие функции файловой системы включены.
Каждая файловая система имеет своего рода "базу данных", как вы описали, чтобы перевести имя / путь в одно или несколько мест на диске. Как работает эта "база данных", это то, что отличает каждую файловую систему. Некоторые методы лучше для некоторых задач, чем другие. Некоторые являются более восстанавливаемыми и избыточными в случае сбоя ... некоторые строго ориентированы на скорость и почти не восстанавливаются в случае одного сбоя.
В зависимости от операционной системы и типа файловой системы "база данных" может быть частично или даже полностью загружена в ОЗУ, чтобы ускорить процесс определения местоположения на диске. Некоторые файловые системы используют связанные списки и b-деревья или другие типы упорядоченных деревьев, чтобы быстро находить файлы. Журналирование также может значительно ускорить процессы чтения / записи (при условии правильных условий). Есть даже файловые системы (в основном проприетарные), которые действительно являются базой данных.
Настоящий вопрос ... Почему вы хотите знать ... и что вы пытаетесь достичь? Если вы хотите получить более конкретные ответы ... дайте больше подробностей о том, о какой ОС / платформе / файловой системе вы говорите.