Файловая система

Файл – это любой набор информации, сохраненный на диске под собственным именем. Файлом могут быть программы, тексты, рисунки, наборы данных и т.п. Файлы хранятся на диске в виде иерархической древовидной структуры.

Диски обозначаются буквами латинского алфавита и знаком двоеточия. Жесткий диск может быть разбит на несколько логических дисков, которые обозначаются буквами С:, D:, E: и т.д.

По существу папка представляет собой особый тип файла, в котором содержится информация о находящихся в ней файлах и папках.

Адрес указывает на расположение файла или папки в файловой системе. Он начинается с имени диска, а затем записывается последовательность названий папок. Имя диска называют корневым каталогом . Адрес имеет еще одно название «полный путь».

Формат записи адреса: Имя диска:\Папка1\Папка2\ .

Полное имя файла состоит из имени файла и полного пути. Каждый файл, хранящийся в компьютере, имеет уникальное полное имя. В одной папке не может быть двух файлов с одинаковыми именами, в разных папках это допустимо.

Запись файлов на диск производится частями. Наименьшее место, которое могут занимать на диске записываемые данные, составляет один кластер – это минимальный адресуемый элемент диска. Кластер может состоять из одного или нескольких секторов. Объем сектора составляет 512 байт.

Система организации хранения файлов называется файловой системой . Windows поддерживает три файловые системы: FAT16 (или просто FAT), FAT32 и NTFS. Выбор файловой системы осуществляется при установке Windows и форматировании диска.

При форматировании на диске выделяется системная область, которая состоит из трех частей: загрузочного сектора, таблицы размещения файловой и корневого каталога.

В загрузочном секторе (Boot Record) хранятся данные о формате диска и его файловой системе.

В корневом каталоге содержится перечень файлов, находящихся на диске. Запись о файле содержит имя файла, адрес первого кластера, объем файла, а также время и дату его создания.

Таблица размещения файлов (File Allocation Table, сокращенно FAT) содержит описание порядка расположения всех файлов в кластерах данного диска, а также информацию о дефектных участках диска. Количество ячеек FAT-таблицы соответствует количеству кластеров на диске, а значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е. последовательность адресов кластеров, в которых хранятся файлы. Порядковый номер ячейки FAT-таблицы соответствует адресу кластера.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой, - это название файла и его расширение.

Расширение в имени файла служит для обозначения его типа. По расширению файла ОС определяет программу. С помощью которой был создан файл. Некоторые расширения показывают, что файл является программой.

Файлы программ называются исполняемыми файлами. Они имеют расширение com или exe .

В имени файла запрещено использование следующих служебных символов: \ / : * ? “ < > |.

Имеются некоторые отличия в задании имен файлов в ОС MS DOS и Windows. В MS DOS длина имени не должна превышать 8 символов, в Windows – 256 символов. В MS DOS нельзя использовать символы русского алфавита и пробелы, а в Windows можно.

Для обозначения группы файлов применяются шаблоны, в которых используются подстановочные символы. Звездочка (*) обозначает любое количество любых символов, вопросительный знак (?) – один любой символ. Например, шаблон p* означает, что имя файла начинается на букву р, шаблон р???л – что в имени файла между буквами р и л находятся три любых знака, а шаблон *.txt обозначает все файлы с расширением txt.

В некоторых программах используется знак вертикальной черточки (|), обозначающий исключение некоторых шаблонов. Например, *.*|*.bak означает все файлы, кроме файлов с расширением bak.

Имена файлов.

Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов. Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. Например, Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.

При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.

Длинные имена поддерживаются не только новыми файловыми системами, но и новыми версиями хорошо известных файловых систем. Например, в ОС Windows 95 используется файловая система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации эквивалентных коротких имен, при реализации нового варианта FAT важной задачей была задача хранения длинных имен при условии, что принципиально метод хранения и структура данных на диске не должны были измениться.

Обычно разные файлы могут иметь одинаковые символьные имена. В этом случае файл однозначно идентифицируется так называемым составным именем, представляющем собой последовательность символьных имен каталогов. В некоторых системах одному и тому же файлу не может быть дано несколько разных имен, а в других такое ограничение отсутствует. В последнем случае операционная система присваивает файлу дополнительно уникальное имя, так, чтобы можно было установить взаимно-однозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы. Примером такого уникального имени файла является номер индексного дескриптора в системе UNIX.

Все современные файловые системы поддерживают многоуровневое именование файлов за счет поддержания во внешней памяти дополнительных файлов со специальной структурой - каталогов. Каждый каталог содержит имена каталогов и/или файлов, содержащихся в данном каталоге. Таким образом, полное имя файла состоит из списка имен каталогов плюс имя файла в каталоге, непосредственно указывающем на данный файл. Разница между способами именования файлов в разных файловых системах состоит в том, с чего начинается эта цепочка имен.

Имеются два крайних варианта. Во многих системах управления файлами требуется, чтобы каждый архив файлов (полное дерево справочников) целиком располагался на одном дисковом пакете (или логическом диске, разделе физического дискового пакета, представляемом с помощью средств операционной системы как отдельный диск). В этом случае полное имя файла начинается с имени дискового устройства, на котором установлен соответствующий диск. Такой способ именования используется в файловых системах фирмы DEC, очень близко к этому находятся и файловые системы персональных компьютеров. Можно назвать эту организацию поддержанием изолированных файловых систем.

Другой крайний вариант был реализован в файловых системах операционной системы Multics. Эта система заслуживает отдельного большого разговора, в ней был реализован целый ряд оригинальных идей, но мы остановимся только на особенностях организации архива файлов. В файловой системе Miltics пользователи представляли всю совокупность каталогов и файлов как единое дерево. Полное имя файла начиналось с имени корневого каталога, и пользователь не обязан был заботиться об установке на дисковое устройство каких-либо конкретных дисков. Сама система, выполняя поиск файла по его имени, запрашивала оператора об установке необходимых дисков. Такую файловую систему можно назвать полностью централизованной.

Конечно, во многом централизованные файловые системы удобнее изолированных: система управления файлами принимает на себя больше рутинной работы. Но в таких системах возникают существенные проблемы, если кому-то требуется перенести поддерево файловой системы на другую вычислительную установку.

Процессы в ОС UNIX.

Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппарат­ной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы перепи­сываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке С, и перекомпилируется при переходе на другую платформу.

Внастоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс операционных систем ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семействоUNIX , разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продуктыNovell и корпорацииIBM .

UNIX - многопользовательская, многозадачная операционная система, кото-рая включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высо-кую мобильность и легкую переноси­мость прикладных программ на компьютеры различной архитек­туры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (то есть система особенно эффектив­на для специалистов - прикладных программистов). Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкциониро-ванного доступа; реализация многозадачной обра­ботки в режиме разделения времени ; переносимость системы путем написания основной части на языке С.

Недостатком системы UNIX является большая ресурсоемкость, которая для неболь­ших однопользовательских систем на базе персональных компь­ютеров чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы, прежде всего, на большие локальные (корпоративные ) и глобальные сети , объеди­няющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важней­шее значение имеет машинонезависимость операционной системы.

Компромиссное решение применено в файловых системах ОС UNIX. На базовом уровне в этих файловых системах поддерживаются изолированные архивы файлов. Один из этих архивов объявляется корневой файловой системой. После запуска системы можно "смонтировать" корневую файловую систему и ряд изолированных файловых систем в одну общую файловую систему. Технически это производится с помощью создания в корневой файловой системе специальных пустых каталогов. Специальный системный вызов mount ОС UNIX позволяет подключить к одному из этих пустых каталогов корневой каталог указанного архива файлов. После монтирования общей файловой системы именование файлов производится так же, как если бы она с самого начала была централизованной. Если учесть, что обычно монтирование файловой системы производится при раскрутке системы, то пользователи ОС UNIX обычно и не задумываются об исходном происхождении общей файловой системы.

Файл может иметь кулевую длину и фактически создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе - это одна из функций операционной системы. Даже когда мы создаем файл, работая в какой-то прикладной программе, в общем случае для этой операции привлекаются средства операционной системы.

По способам именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя. До появ­ления операционной системы Windows 95 общепринятым способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3. Согласно этому соглашению, принятому в MS-DOS, имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение - 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита.

Соглашение 8.3 не является стандартом, и потому в ряде случаев отклонения от правильной формы записи допускаются как операционной системой, так и ее при­ложениями. Так, например, в большинстве случаев система «не возражает» против использования некоторых специальных символов (восклицательный знак, символ подчеркивания, дефис, тильда и т.п.), а некоторые версии MS-DOS даже допускают использование в именах файлов символов русского и других алфавитов. Сегодня имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются «короткими».

Основным недостатком «коротких» имен является их низкая содержательность. Далеко не всегда удается выразить несколькими символами характеристику файла, поэтому с появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов.

«Длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \/:*?«<>|. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Расширением имени счита­ются все символы, идущие после последней точки, их может быть и больше трех.

Введение длинных имен потребовало внесения изменений в организацию файло­вых систем на основе FAT. Появился термин VFAТ, обозначающий файловую сис­тему на основе FAT с поддержкой длинных имен. Файловая система NTFS поддер­живает длинные имена с самого начала.

Наряду с «длинным» именем операционные системы семейства Windows создают также и короткое имя файла - оно необходимо для возможности работы с данным файлом на рабочих местах с устаревшими операционными системами.

Использование «длинных» имен файлов в операционных системах семейства Windows имеет ряд особенностей.

1. Если «длинное» имя файла включает пробелы, то в служебных операциях его надо заключать в кавычки. Рекомендуется не использовать пробелы, а заме­нять их символами подчеркивания.

2. В корневой папке диска (на верхнем уровне иерархической файловой струк­туры) нежелательно хранить файлы с длинными именами. В файловых систе­мах на основе FAТ количество единиц хранения в этой папке ограничено. Чем длиннее имена, тем меньше файлов можно разместить в корневой папке.

3. Кроме ограничения на длину имени файла (256 символов) существует гораздо более жесткое ограничение на длину полного имени файла (в него входит путь доступа к файлу, начиная от вершины иерархической структуры). Полное имя не может быть длиннее 260 символов.

4. В длинных именах файлов разрешается использовать символы любых алфавитов, в том числе и русского, но если документ готовится для передачи, с заказ­чиком (потребителем документа) необходимо согласовать возможность воспроизведения файлов с такими именами на его оборудовании.

5. Прописные и строчные буквы в именах не различаются операционной системой. Однако символы разных регистров отображаются операционной системой. Если для наглядности желательно использовать прописные буквы, это можно делать.

Расширение имени файла – это последовательность символов, предназначенных для идентификации типа файла. Расширение отделяется точкой от имени файла и обычно состоит из трех, реже – четырех символов.В ранних операционных системах расширения файлов, обозначающие их тип, использовались мало. По существу, операционные системы MS-DOS ана­лизировали только расширения.ВАТ (пакетные файлы с командами MS-DOS), .EXE, .COM (исполнимые файлы программ) и.SYS (системные файлы конфигурации). В современных операционных системах любое расширение имени файла может нести информацию для операционной системы.

Обычно расширение имени является сокращением английских слов, описывающих тип файла: DOC-файлы, ТХТ-файлы.

Примеры расширений имени файлов:

DOC (англ, document) -документ с форматированием текста, в ча­стности созданные программой WordPad или Word;

ТХТ - файлы простого текста (в так называемой кодировке ASCII), в которых шрифт и абзацы имеют одинаковый вид, не форма­тируются, нет рисунков; в частности, это файлы, созданные програм­мой Блокнот;

ЕХЕ - файл программы (от англ, executable -«исполняемый»). Операционная система при попытке удаления файла с рас­ширением ехе предупреждает, что файл является программой, и без него не все будет работать;

МРЗ, WAV - звуковые файлы;

AVI - аудио- и видеофайлы;

TTF, FON - файлы шрифта;

ZIP, RAR - файлы сжатого архива;

1NI - файл настройки (инициализации) конкретной программы;

HTM, HTML- файлы веб-странии Интернета;

GIF, JPG, BMP, TIFF - графические файлы с рисунками;

Операционные системы семейства Windows имеют средства для регистрации свойств типов файлов по расширению их имени, поэтому во многих случаях выбор расширения имени файла не является частным делом пользователя.

Операционная система хранит ассоциации расширений файлов в списке, который пополняется после установки новой программы, работающей с файлами конкретного типа. Например, расширение.doc означает: открывать документ с помощью программы Word или, если программа Word не установлена, с помощью программы WordPad.

Windows-приложения, обычно, пред­лагают выбрать только основную часть имени и указать тип файла, а соответ­ствующее расширение имени приписывают автоматически.

Здравствуйте, читатели сайта IT-уроки! Сегодня вас ждёт урок с маленьким, но важным секретом. А относится этот секрет к правильным именам файлов.

Почему-то начинающим пользователям никто не говорит, как лучше называть файлы . Но незнание простого правила может стоить немало нервов и времени.

Этот урок будет очередным шагом в повышении безопасности и надежности хранения данных.

Как правильно называть файлы?

Всегда сохраняйте новую версию файла с новым именем.

Но чтобы не наводить беспорядок, новое имя должно быть похоже на старое (на основе старого). Отсюда дополнение к рекомендации:

К имени новой версии файла добавляйте номер.

Иногда важна не только версия, но и нужно знать дату, когда вы внесли изменения. В этом случае:

К имени файла можно добавить дату в формате ГОД-МЕСЯЦ-ДЕНЬ.

Почему именно в таком виде? Всё просто, в проводнике файлы будут сортироваться в правильном порядке (по дате и версии).

На рисунке ниже названия файлов одного из IT-уроков:

Да, у вас будет целый набор файлов с похожими именами, и это именно то, что нам нужно. Сейчас объясню на примере:

Пример третий (хорошо)

Вы набираете текст в документе (отчет/доклад/диплом/резюме) и периодически сохраняете его под новым именем : «Отчет 01» , через полчаса «Отчет 02» , на следующий день «Отчет 03» и так далее.

Что делать, если на следующий день вы изменили часть текста и сохранили документ как «Отчет 04» , а потом решили восстановить старый вариант (как в первом примере с Пушкиным)? Просто откройте «Отчет 03» и скопируйте нужный текст в новую версию.

Правильно, «Отчет 05» ! Быстро учитесь 🙂

Пример четвертый (отлично)

Есть документы, для которых немалую роль играет дата их создания, например, резюме. В этом случае вы можете создать файл «Моё резюме 20140108» . После следующего изменения вы сохраните его как «Моё резюме 20140201» .

Возможно, вам понадобится создать несколько версий документа в один день, поэтому лучше добавлять и дату, и номер версии: «Моё резюме 20140201-02» .

Кажется, хватит примеров.

Заключение

Сегодня мы с вами разобрались, как лучше называть файлы. Было много примеров и описаний, поэтому подведу итог в виде вот такой формулы с правильными именами:

P.S. Следующий урок будет самым важным в этой серии, не пропустите! Подписаться на новости сайта можно по этой ссылке или с помощью специальной формы ниже.

Копирование запрещено , но можно делиться ссылками.

Информация во внешней памяти (т.е. кроме ОЗУ и ПЗУ) хранится в файлах.

Файл – это поименованная определенным образом часть памяти. Это объем внешней памяти, предназначенный для хранения однотипной памяти.

Раньше называть файл можно было только латинскими буквами и цифрами, без использования знаков препинания и суммарно не более 8-ми символов.

Сейчас почти все ограничения сняты.

После имени файла идет расширение (необходимо для определения типа, формата файла). Точка входит в него. Все вместе (именование + точка + расширение) называется полным именем файла.

Расширение позволяет определить, является ли этот файл исполняемым (программой) или статичной (-стической?) информацией (текстом, музыкой, картинкой).

Исполняемые типы:

*.exe (execute) – выполняемые программы для DOS и Windows.

*.COM (compact) – простой тип исполняемого файла для DOS, но можно выполнять и на Windows.

*.bat (batch file) - текстовый файл в MS-DOS, или Windows, содержащий последовательность команд, предназначенных для исполнения командным интерпретатором.

Спецификация – путь к полному имени файла.

Получается исходя из иерархической структуры (папок, директорий).

Директория (каталог, папка) – поименованная определенным образом часть памяти, в которой находятся имена других файлов и каталоги более высоких уровней вложенности.

Жесткий диск может быть разбит на множество логических дисков (С:, D:, E: и т.д.).

С:\имя папки 1-го уровня\2-го\3-го\...\...\......\*.*

К файлу можно также привязаться с помощью пиктограммы, ярлыка, а не только вписывая путь в командную строку.

Файловая структура памяти.

Вопрос 1. Файловая система. Организация работы с файлами и каталогами.

Хранение информации во внешней памяти.

ОС обеспечивает хранение информации во внешней памяти (на дискетах, винчестере и лазерных дисках) в виде файлов.

Файл (file) – поименованная область памяти, в которой хранится различная информация: текстовая, графическая, звуковая, видеоизображение - данные и программы.

Типы файлов

1. Текстовый

2. Звуковой

3. Графический

4. Файлы видео

5. Числовой

6. Программный

Имя файла

Полное имя файла необходимо для точного указания места расположения файла. Состоит из двух частей, разделённых точкой:

Собственное имя [.Расширение]

Например , документ 1.doc.

Собственное имя может содержать:

1. От 1 до 8 символов (для MS-DOS)

2. От 1 до 255 символов (для W-95).

В состав собственного имени файла могут входить:

1. Строчные и прописные латинские буквы (для MS-DOS), а также русские буквы (для Windows).

3. Некоторые служебные символы:

В имени файла нельзя использовать символы: / \ * ? : | “ < >

Расширение (необязательно) - указывает на тип файла, который определяется информацией, в нём хранящейся. Начинается с точки, содержит от 1 до 3-х символов.

РАСШИРЕНИЯ

1. Текстовые файлы: .txt, .doc и др.

2. Графические файлы: .bmp, .pcx, .gif и др.

3. Звуковые файлы: .wav, .mid, .snd и др.

4. Файлы видео: .avi, .gtw и др.

5. Числовые файлы: .bin

6. Программные файлы: .bat, .com, .exe.

Для того чтобы организовать быстрый поиск нужного файла на диске, файлы объединяются в группы – папки (каталоги). Каждая папка имеет уникальное имя. Требования к именам папок те же, что и к именам файлов. Расширение в имени каталога (папки) не используется. Файлы и папки образуют “дерево” папок, в котором каждый файл и папка имеет своё место (уровень). Для того, чтобы определить точное местоположение файла, следут знать имя диска, на котором он находится (A:, C: и т.д. ), и последовательность папок, которые надо открыть на пути к той папке, в которой находится файл.

Дерево папок.

Главная Папки Папки Папки Папки ФАЙЛЫ

Папка I уровня II уровня III уровня YI уровня