Создание и именование файлов и каталогов

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА ПК.

Файловая система (ФС) − это способ организации хранения данных на внешних ЗУ в виде совокупности файлов и каталогов.

Файл − это последовательность однотипных данных, размещенная на внешнем ЗУ, рассматриваемая в процессе пересылки и обработки как единое целое и доступная по имени. Другими словами, файл − это поименованная область на внешнем носителе.

Каталог (папка, директория) − это специальный файл, который содержит в себе сведения о зарегистрированных в нем объектах файловой системы (файлах и подкаталогах).

Организация файловой системы.

Следует различать физическую и логическую структуру внешних ЗУ. Например, элементами физической структуры гибкого магнитного диска (дискеты) являются поверхность, дорожка (трек), сектор; жесткого магнитного диска (винчестера) − поверхность, цилиндр, сектор. Т.о., наименьшей физической единицей дискового пространства является сектор. Размер сектора фиксирован и равен 512 байт (0,5 Кбайт).

Элементами логической структуры диска являются:

стартовый сектор (BOOT);
FAT (File Allocation Table − таблица размещения файлов);
корневой каталог;
область данных.

Три первых элемента составляют системную область диска.

Информация, записанная на диск, хранится в области данных, которая представляет собой совокупность пронумерованных кластеров. Кластер является наименьшей единицей хранения данных. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.

Файлы хранятся на диске в фрагментированном состоянии, причем не всегда в смежных кластерах. Для восстановления файла из его фрагментов и используется таблица FAT. FAT-таблица хранит информацию о том, в каком месте диска записан тот или иной файл. Поскольку нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования надежности, и она существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами операционной системы. FAT-таблица представляет собой схему области данных, в которой указывается состояние каждого кластера:

· свободный кластер;

· дефектный кластер;

· кластер занят файлом − указывается номер следующего кластера этого файла или признак конца файла.

Основные виды файловых систем, поддерживаемые операционной системой Windows: FAT16, FAT32, NTFS.

FAT16 реализует 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов и позволяет сохранять не более 65 536 записей (2¹⁶) о местоположении единиц хранения данных. Размер кластера в FAT16 составляет от 1 до 128 секторов (от 0,5 до 64 Кбайт). Это не вполне рациональный расход дискового пространства, поскольку последний фрагмент файла образуется некий остаток, нерационально расходующий целый кластер. Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью FAT16, весьма значительны и могут составлять от 25% до 40% полной емкости диска, в зависимости от среднего размера хранящихся файлов. С дисками же размером более 2 Гбайт файловая система FAT16 вообще работать не может.

FAT32обеспечивает более совершенную организацию файловой системы − с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов. Размер кластера в FAT32 составляет от 1 до 64 секторов (от 0,5 до 32 Кбайт).

Начиная с Windows 2000, поддерживается новая версия файловой системы − NTFS (New Technology File System). Достоинствами NTFS являются: возможность восстановления данных; автоматическое сжатие данных; защита от неавторизированного доступа к содержимому файлов и др.

Для поддержки файловой системы CD-ROM в Windows используется система CDFS; для накопителей CD-ROM и DVD − система UFD (Universal Disk Format).

Обслуживание файловой структуры

Несмотря на то что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической (древовидной) системы файлов и каталогов − пользователю так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции происходящие под управлением операционной системы:

создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
переименование файлов и каталогов (папок);
копирование и перемещение файлов между внешними ЗУ компьютера и между каталогами (папками) одного носителя;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов.

Создание и именование файлов и каталогов

Все объекты ФС имеют имена, причем для разных операционных систем приняты разные правила именования объектов ФС. Правила именования определяют:

символы, разрешенные в написании имени;
максимально возможную длину имени;
синтаксические правила записи имени.

В качестве имен реальных (физических) носителей принято использовать буквы латинского алфавита.

Например: A и B − гибкие магнитные диски (дискеты); C − жесткий магнитный диск (винчестер); D − оптический диск (если он есть); E − флэш-накопитель и т.д.

Часто жесткий магнитный диск разбивают на несколько логических дисков. Логический диск − это виртуальный диск на реальном физическом диске. Например, если жесткий диск разбит на два логических диска, то их имена будут соответственно C и D. В этом случае оптический диск будет именоваться следующей буквой − Е. Пользователь работает с логическими дисками как с отдельными носителями, хотя на самом деле логический диск является частью физического диска.

Имя файла − это обозначение файла, состоящее из набора разрешенных символов. Имя файла включает в себя собственно имя и расширение имени, разделяемые точкой. Расширение имени файла − это набор символов, который указывает на тип данных, хранящихся в файле. По расширению операционная система определяет программу, которая нужна для обработки файла. Существует ряд стандартных, общепринятых расширений, например:

.com, .exe − программные (исполнимые) файлы;

.sys − системные файлы;

.bas − программа, написанная на языке программирования Basic;

.pas − программа, написанная на языке программирования Pascal;

.txt − текстовый файл;

.doc − файл-документ текстового процессора Word;

.xls − электронная таблица Excel;

.bmp, .pcx, .gif, .tif, .jpg − файлы, созданные в растровых графических редакторах;

.arj, .zip, .rar − архивные файлы (архивы);

.wav − музыкальный файл стандартного формата;

и др.

Различают: короткое имя файла − длиной не более 8 символов; длинное имя файла − длиной до 256 символов. Современные операционные системы работают и с короткими, и с длинными именами 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.

Любая операционная система допускает обращение к группе файлов. Для этого нужно указать групповое имя файлов (шаблон файлов, маску файлов). В маске файлов используют 2 специальных символа:

* − обозначает любое количество любых разрешенных символов (или их отсутствие);

? − обозначает один, любой из разрешенных символов (или его отсутствие).

Например:

*.* − любые файлы (файлы с любым именем и любым расширением);

а*.* − файлы с любым расширением, имя которых начинается с буквы а;

р???.txt − текстовые файлы, имя которых начинается с буквы р и имеет длину не более 4-х символов.

Каталоги (папки) — важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много. Файлы объединяются в каталоги по любому общему признаку, заданному их создателем (по типу, по принадлежности, по назначению, по времени создания и т. п.). При регистрации файла в каталог записывается следующая информация:

имя и расширение файла;
атрибуты файла;
дата и время создания (модификации) файла;
номер первого кластера файла (точка входа в файл);
размер файла (в байтах);
код циклического контроля (CRC-код).

Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры является корневой каталог. Он имеет ряд особенностей:

не имеет имени, т.к. его имя совпадает с именем самого носителя;
создается операционной системой в процессе форматирования носителя;
не может быть удален пользователем.

Каталог, с объектами которого в текущий момент времени работает пользователь, называется текущим (рабочим, активным) каталогом.

Правила присвоения имени каталогу ничем не отличаются от правил присвоения имени файлу, хотя негласно для каталогов не принято задавать расширения имен.

В иерархических структурах данных адрес объекта задается маршрутом (путем доступа), ведущим от вершины структуры к объекту. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные каталоги разделяются между собой определенным символом. Во многих операционных системах в качестве такого символа используется «\» (обратная косая черта).

Полное имя файла, включающее в себя имена объектов ФС, начиная от вершины ФС (имени носителя), заканчивая собственно именем файла называется спецификацией файла (см. рис.).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: