Что такое файл и файловая система

Что такое файл и файловая система

Вся информация в компьютере хранится в файлах, с которыми и работает операционная система.

Файл (file) — это поименованная последовательность байтов, место постоянного хранения различных видов информации.

Файлы организованы в каталоги, также называемые директориями (directory) или папками (folder). Каталог — это файл, который хранит сведения о других файлах: имя, размер, дату создания, адрес файла на диске.

Любой каталог может содержать произвольное число подкаталогов, в каждом из которых могут храниться файлы и другие каталоги.

На каждом диске существует главный или корневой каталог, в котором располагаются все остальные каталоги, называемые подкаталогами и некоторые файлы. Таким образом, создается иерархическая структура(рис. 10.8). Каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь, называется текущим.

Файлы и каталоги являются самыми важными объектами файловой системы. Файловая система — регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях. Она определяет формат физического хранения файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимально возможный размер файла, набор атрибутов файла.

Рис. 10. 8. Иерархическая структура файлов

В каждом каталоге (разветвлении) может быть много различных файлов и каталогов. В этом смысле каталог выполняет две важные функции: в каталоге хранятся файлы и каталог соединяется с другими каталогами, как ветвь дерева соединяется с другими ветвями. Каждый каталог может содержать множество каталогов, но сам должен быть потомком только одного каталога.

При входе в систему пользователь оказывается в своей домашней директории, в которой он может создавать файлы, удалять их и копировать. Имя, которое дается каталогу или файлу при его создании, не является полным. Полным именем является его путевое имя. В ОС Windows путевое имя состоит из имен всех каталогов, образующих путь к файлу от вершины дерева. Эти имена отделяются друг от друга символами "косая черта" (, "слеш"). Путевые имена даются и файлам. Фактически имя, которым система обозначает файл, представляет собой комбинацию имени файла с именами каталогов, образующих путь от корневого каталога до каталога данного файла.

Путь может быть абсолютным и относительным. Абсолютный путь — это полное имя файла или каталога, начинающееся символом корневого каталога. Относительный путь начинается символом текущего (рабочего) каталога и представляет собой обозначение пути к файлу относительно рабочего каталога. Так, в момент написания данного фрагмента текста абсолютный путь доступа к файлу имел следующий вид: G:УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫИнформатика школьнаяОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ (ДЛЯ ОБУЧАЛОК) – рис. 10.9.

Рис. 10. 9. Окно Windows на момент написания текста

Способ, которым данные организованы в байты, называется форматом файла. Для того чтобы прочесть файл, например, электронной таблицы, необходимо знать, каким образом байты представляют числа (формулы, текст) в каждой ячейке; чтобы прочесть файл текстового редактора, надо знать, какие байты представляют символы, а какие шрифты или поля, а также другую информацию.

Все файлы условно можно разделить на две части — текстовые и двоичные.

Текстовые файлы — наиболее распространенный тип данных в компьютерном мире. Для хранения каждого символа чаще всего отводится один байт, а кодирование текстовых файлов выполняют с помощью специальных кодировочных таблиц.

Но чисто текстовые файлы встречаются все реже. Люди хотят, чтобы документы содержали рисунки и диаграммы и использовали различные шрифты. В результате появляются форматы, представляющие собой различные комбинации текстовых, графических и других форм данных.

Двоичные файлы, в отличие от текстовых, не так просто просмотреть и в них, обычно, нет знакомых нам слов — лишь множество непонятных символов. Эти файлы не предназначены непосредственно для чтения человеком. Примерами двоичных файлов являются исполняемые программы и файлы с графическими изображениями.

Каждый файл на диске имеет обозначение (полное имя), которое состоит из 2 частей: имени и расширения, разделенных точкой.

Читайте также:  Что можно создать на python

Расширение имени файла — необязательная последовательность символов, добавляемых к имени файла и предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Это один из распространённых способов, с помощью которого пользователь или программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.

В ранних операционных системах длина расширения была ограничена тремя символами, в современных операционных системах это ограничение отсутствует.

Операционная система или менеджер файлов могут устанавливать соответствия между расширениями файлов и приложениями.

Когда пользователь открывает файл с зарегистрированным расширением, автоматически запускается соответствующая этому расширению программа. Некоторые расширения показывают, что файл сам является программой. Зачастую расширение файла отображается для пользователя пиктограммой (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Расширение файла в графическом интерфейсе ОС Windows отображается пиктограммой.

Наиболее часто встречающиеся расширения:

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 382 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Все программы и данные хранятся в долговременной памяти компьютера в виде файлов.

Файл — это программа или данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти.

Файл обязательно имеет имя, формат которого определяется используемой файловой системой. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее тип файла. Имя файла может иметь до 255 символов, из которых обычно 3 символа отводится под расширение. Расширение файла задается приложением, в котором этот файл создается, оно же вызывается при активизации файла. Приложение, с которым связан файл, можно изменить (например, файлы архивов с расширением zip можно связать с различными архиваторами).

Некоторые типы файлов и расширений

bmp, gif, png, jpg

Файл имеет определенный объем, дату и время создания, а также набор атрибутов:

«Только для чтения» (от англ. Read-only) — файл с таким атрибутом доступен операционной системе и приложениям только для чтения, т.е. в него нельзя вносить какие-либо исправления;

  • ? «Скрытый» (от англ. Hidden) — файл с данным атрибутом не выводится при показе содержимого папок;
  • ? «Системный» (от англ. System) — файлы с таким атрибутом относятся к системным файлам операционной системы, которые нельзя удалять или изменять;
  • ? «Архивный» (от англ. Archive) — этот атрибут указывает программам архивации файлы, предназначенные для резервного копирования.

Файловые системы. Полная информация о кластерах, которые занимают файлы, содержится в таблице размещения файлов FAT. В целях более надежного сохранения информации о размещении файлов таблица FAT хранится на носителе информации в двух идентичных копиях. Количество ячеек FAT соответствует количеству кластеров на диске, а значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е. последовательности адресов кластеров, в которых хранятся файлы.

FAT32. Файловая система выделяет 32 бита для хранения адреса кластера, соответственно она может адресовать 232 = 4 294 967 296 кластеров. Объем кластера по умолчанию составляет 8 секторов (4 Кбайт) и поэтому FAT32 может использоваться для носителей информации объемом:

4 Кбайт х 4 294 967 296 = 17 179 869 184 Кбайт = 16 777 216 Мбайт = = 16 384 Гбайт = 16 Тбайт.

Таким образом, FAT32 может использоваться для жестких дисков самого большого объема.

NTFS. Файловая система позволяет устанавливать различный объем кластера (от 512 байт до 64 Кбайт, по умолчанию 4 Кбайта). NTFS по сравнению с FAT32 увеличивает надежность и эффективность использования дискового пространства. Предоставляет доступ к политикам безопасности (разграничения доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей).

NTFS использует систему журналирования для повышения надежности файловой системы. Журналируемая файловая система хранит список изменений, которые она будет проводить с файловой системой перед фактической записью изменений. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой «журналом», или «логом». Как только изменения файловой системы внесены в журнал, журналируемая файловая система применяет эти изменения к файлам.

Читайте также:  Как из окружности сделать шестиугольник

Имена дисков и логических разделов дисков в операционной системе Windows. В операционной системе Windows каждый диск или логический раздел диска имеет логическое имя, обозначаемое латинскими буквами со знаком двоеточие: С:, D:, Е: и т.д. — жесткие диски и их логические разделы. Устройства со съемными носителями А: —

дисковод гибких дисков, далее дисководы оптических и USB-дисков. Для каждого диска и логического раздела диска можно ввести название.

Рис. 6.36. Диски в операционной системе Windows

Папкой верхнего уровня для диска является корневая папка, которая обозначается добавлением к имени диска косой черты «», например, обозначение корневой папки флеш-диска выглядит так:

Форматирование дисков. В качестве примера рассмотрим форматирование диска. Для того чтобы на диске можно было хранить файлы, диск должен быть предварительно отформатирован. В процессе форматирования на диске выделяются концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора. Каждой дорожке и каждому сектору присваивается свой порядковый номер.

В процессе форматирования диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Если провести аналогию диска с книгой, то область хранения файлов соответствует содержанию книги, а каталог — ее оглавлению. Книга состоит из страниц, а диск — из секторов. Оглавление книги содержит название параграфа и его начальную страницу, а каталог диска содержит имя файла и указание на номер его начального сектора на диске (а также объем файла, дату и время его создания).

Рано или поздно начинающий пользователь компьютера сталкивается с таким понятием, как файловая система (ФС). Как правило, впервые знакомство с данным термином происходит при форматировании носителя информации: логические диски винчестера и подключаемые носители (флешки, карты памяти, внешний жесткий диск).

Перед форматированием операционная система Windows предлагает выбрать вид файловой системы на носителе, размер кластера, способ форматирования (быстрое или полное). Давайте разберемся, что же такое файловая система и для чего она нужна?

Что такое файловая система?

Вся информация записывается на носитель в виде файлов, которые должны располагаться в определенном порядке, иначе операционная система и программы не смогут оперировать с данными. Этот порядок и организует файловая система с помощью определенных алгоритмов и правил размещения файлов на носителе.

Когда программе требуется файл, записанный на диске, ей нет необходимости знать, как и где он хранится. Все, что от программы требуется – это знать имя файла, его размер и атрибуты, чтобы передать эти данные файловой системе, которая обеспечит доступ к нужному файлу. То же самое происходит и при записи данных на носитель: программа передает информацию о файле (имя, размер, атрибуты) файловой системе, которая сохраняет его по своим определенным правилам.

Для лучшего понимания представьте библиотекаря, который выдает клиенту книгу по ее названию. Или в обратном порядке: клиент сдает прочитанную книгу библиотекарю, который размещает ее обратно на хранение. Клиенту совсем нет необходимости знать, где и как хранится книга, это обязанность служащего заведения. Библиотекарь знает правила каталогизации библиотеки и согласно этим правилам разыскивает издание или размещает его обратно, т.е. выполняет свои служебные функции. В данном примере библиотека – это носитель информации, библиотекарь – файловая система, клиент – программа.

Основные функции файловой системы

Основными функциями файловой системы являются:

  • размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
  • определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
  • создание, чтение и удаление файлов;
  • назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
  • определение структуры файла;
  • поиск файлов;
  • организация каталогов для логической организации файлов;
  • защита файлов при системном сбое;
  • защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.
Читайте также:  Как найти обратный элемент по модулю

к оглавлению ↑

Организация информации в файловой системе

Информация, записываемая на жесткий диск или любой другой носитель, размещается в нем на основе кластерной организации. Кластер представляют собой своего рода ячейку определенного размера, в которую помещается весь файл или его часть.

Если файл имеет размер кластера, то он занимает только один кластер. Если размер файла превышает размер ячейки, то он размещается в нескольких ячейках-кластерах. Причем свободные кластеры могут находиться не рядом с другом, а быть разбросанными по физической поверхности диска. Такая система позволяет наиболее рационально использовать место при хранении файлов. Задача файловой системы — разложить файл при записи по свободным кластерам оптимальным образом, а также собрать его при чтении и выдать программе или операционной системе.

Виды файловых систем

В процессе эволюции компьютеров, носителей информации и операционных систем возникало и пропадало большое количество файловых систем. В процессе такого эволюционного отбора, на сегодня для работы с жесткими дисками и внешними накопителями (флешки, карты памяти, внешние винчестеры, компакт диски) в основном используются следующие виды ФС:

Последние две системы предназначены для работы с компакт дисками. Файловые системы Ext3 и Ext4 работают с операционными системами на основе Linux. NFS Plus – это ФС для операционных систем OS X, используемых в компьютерах фирмы Apple.

Файловые системы NTFS и FAT32

Самое большое распространение получили файловые системы NTFS и FAT32 и это не удивительно, т.к. они предназначены для операционных систем Windows, под управлением которых работает подавляющее большинство компьютеров в мире.

Сейчас FAT32 активно вытесняется более продвинутой системой NTFS по причине ее большей надежности к сохранности и защите данных. К тому же последние версии ОС Windows просто не дадут себя установить, если раздел жесткого диска будет отформатирован в FAT32. Программа установки потребует отформатировать раздел в NTFS.

Файловая система NTFS поддерживает работу с дисками объемом в сотни терабайт и размером одного файла до 16 терабайт.

Файловая система FAT32 поддерживает диски до 8 терабайт и размер одного файла до 4Гб. Чаще всего данную ФС используют на флешках и картах памяти. Именно в FAT32 форматируют внешние накопители на заводе.

Однако ограничение на размер файла в 4Гб на сегодня уже является большим минусом, т.к. в связи с распространением высококачественного видео, размер файла с фильмом будет превышать это ограничение и его будет невозможно записать на носитель.

Поделиться.

Еще по теме:

  • Как выделить файлы и папки Выделение файлов и папок в операционной системе – одна из самых распространенных операций. Необходимость в данной операции возникает при копировании, перемещении, архивировании, удалении […]
  • Архивация файлов средствами Windows Чтобы уменьшить размеры файла или всех файлов, находящихся в папке, их можно сжать или по-другому – архивировать. Обычно эта методика применяется в тех случаях, когда файлы пересылаются по […]
  • Что такое буфер обмена? Практически все компьютерные чайники, сталкиваясь с понятием «буфер обмена» с трудом понимают, что это такое и какая от него польза. Услышанные от более продвинутых пользователей такие […]
  • Доступ к недавно открывавшимся файлам и папкам Если нужно найти файл, открыть его и продолжить работу с недавно открывавшимся файлом, воспользуйтесь возможностью быстрого доступа, предоставляемой Windows. Откройте меню кнопки «Пуск» и […]
  • Организация данных в Windows Грамотная организация данных заключается в упорядочение файлов путем их хранения в отдельных папках. В Windows файлы и папки упорядочиваются определенным образом. С помощью заранее […]

Один комментарий

Пример с библиотекой помог вникнуть в суть, но с основными функциями опять поплыл. Может 61 летнему чайнику они не нужны наверно?

Ссылка на основную публикацию
Что такое медиана числового ряда
Среднее арифметическое ряда чисел – это сумма данных чисел, поделенная на количество слагаемых. Среднее арифметическое называют средним значением числового ряда....
Что делать если игры не скачиваются
Play Market — официальный магазин приложений для Андроида и главный источник загрузки новых игр и программ на смартфоны и планшеты...
Что делать если заглючил планшет
Если завис планшет леново, самсунг, асус, престижио, дигма и так далее, да еще и в самое неподходящее время радости конечно...
Что такое номер ssid
Компьютеры и телефоны уже давно прочно вошли в нашу жизнь. Помимо смартфонов и ноутбуков, существуют еще десятки устройств, которые имеют...
Adblock detector