简述分布式文件系统HDFS的体系结构和工作流程，并介绍各主要模块的功能。

HDFS是一个分布式文件系统，由Apache Hadoop项目开发。它的主要设计目标是能够在普通硬件上运行，并能够处理大规模的数据集。下面是HDFS的体系结构和工作流程，以及各主要模块的功能：

**体系结构**

HDFS的体系结构主要由以下三个部分组成：

1. NameNode：负责管理文件系统的命名空间，维护文件和目录的元数据信息，以及控制客户端的文件访问请求。

2. DataNode：负责管理文件系统的数据存储，存储实际的文件块数据，并负责处理客户端的读写请求。

3. 客户端：通过与NameNode和DataNode进行交互，实现对文件系统的读写操作。

**工作流程**

HDFS的工作流程如下：

1. 客户端向NameNode发起文件读写请求。

2. NameNode检查请求合法性，如果请求合法，则返回一个包含文件块位置信息的数据流给客户端。

3. 客户端根据返回的文件块位置信息，向相应的DataNode发起读写请求。

4. DataNode处理客户端的读写请求，并返回相应的数据块给客户端。

5. 客户端对数据块进行处理，完成读写操作。

6. 客户端向NameNode发送完成请求，NameNode更新文件的元数据信息。

**各主要模块的功能**

1. NameNode：管理文件系统的命名空间，维护文件和目录的元数据信息，控制客户端的文件访问请求。主要功能包括文件系统的命名空间管理、元数据管理、数据块分配、数据块复制管理、故障处理等。

2. DataNode：管理文件系统的数据存储，存储实际的文件块数据，并负责处理客户端的读写请求。主要功能包括数据块存储、数据块复制、心跳检测、块报告、数据完整性检测等。

3. 客户端：通过与NameNode和DataNode进行交互，实现对文件系统的读写操作。主要功能包括文件读写请求的发起、数据块位置信息的获取、数据块的读写等。

总之，HDFS是一个高度可扩展的分布式文件系统，其体系结构和工作流程都非常清晰和简单，各模块的功能也分工明确，这些都为其高效地处理大规模数据集提供了基础。