Файловая структура. Общие сведения

Когда пользователь желает получить доступ к информации, хранящейся в компьютере, он может не иметь никакого представления о том, на каком физическом носителе (жесткий диск, магнитная лентах и т.п.) хранится информация. Также для пользователя не представляет интереса, каким образом расположена информация на физическом носителе. Главное, что ему необходимо знать, – это имя массива с информацией. Такой массив называется файлом.

Файл (file) – это поименованная область на неком носителе информации, в которой хранится отдельный экземпляр информации.

Каждый файл обладает именем и атрибутами. В различных системах правила именования файлов и количество атрибутов разное. Так, в операционной системе DOS использовалось 11 символов для именования файла. Для операционных систем семейства Windows допускалось использование 255 символов.

Имена файлов, как правило, состоят из двух частей, разделенных точкой. Первая часть используется для идентификации файла пользователем. Вторая, необязательная, часть используется для идентификации содержимого файла операционной системой. Она показывает, какая информация (текстовая, графическая и т.п.) хранится в этом файле. Эта часть имени называется расширением файла.

Правила именования файлов, количество атрибутов файлов и прочие аспекты хранения информации на физическом носителе – это компетенция операционной системы. Вернее отдельной ее части, называемой файловой системой.

Таким образом, файловая система – это логическая организация данных на носителе информации, определяющая логическую и физическую структуру файла, его идентификацию и атрибуты, а также алгоритмы распределения файлов по пространству носителя и организации файлов в каталоги.

Как правило, файловая система обеспечивает:

• именование файлов;
• программный интерфейс работы с файлами для приложений;
• отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
• устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
• содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.)

Существующее многообразие носителей информации, а также операционных систем, созданных для разных целей, определяет многообразие файловых систем.

Кроме указанных выше функций файловой системы, в ряде случаев на нее могут возлагаться дополнительные.

1. Разделение прав доступа. Как правило, используется в многопользовательских операционных системах для назначения правил доступа к файлам. Обычно включают в себя такие права, как создание, чтение, запись, удаление и выполнение. В некоторых файловых системах существуют более экзотические права.

2. Шифрование. Используется для защиты информации от считывания в обход прав доступа.

3. Сжатие. С помощью специальных алгоритмов уменьшают объем информации, занимаемой на носителе. При этом уменьшается скорость доступа к файлам за счет времени, потраченного на восстановление информации в первоначальном виде.

4. Циклические файлы. Особенность некоторых файловых систем при достижении определенного размера файла удалять более старые записи, замещая их более новыми.

5. Восстановление удаленных файлов. Во многих файловых системах файл при удалении лишь получает атрибут «удален». Физически информация остается на носителе до тех пор, пока не будет перезаписана, что позволяет восстановить файл.

Также различают два вида файловых систем по способу организации файлов.

Одноуровневая – файлы записываются последовательно один за одним. Используется обычно при записи информации на магнитные ленты.

Многоуровневая – древовидный способ организации файлов на диске. При этом существуют специальные файлы, называнные каталогами (directory, папка), назначение которых – регистрация в них файлов (в том числе и других каталогов). Таким образом, каталог – это раздел файловой системы, содержащий имена файлов и каталогов и сведения об их размещении на носителе информации.

Наличие поддержки каталогов в операционной системе позволяет выстроить иерархическую (многоуровневую) организацию размещения файлов на носителе. В этом случае файлы, имеющие одинаковую природу (файлы операционной системы, документы, офисные программы, игровые программы, результаты расчетов, домашние задания, рисунки и т.д.), размещаются в отдельных каталогах. Такая структура хранения информации позволяет уверенно ориентироваться в принадлежности той или иной информации, особенно если учесть, что на современных носителях информации могут храниться тысячи, а то и десятки тысяч файлов! Работа с информацией была бы значительно затруднена, если бы она была беспорядочно размещена на носителе.

13.2. Контрольные вопросы и задания

1. Сформулируйте понятие файла.

2. Из каких частей может состоять полное имя файла?

3. Что такое файловая система?

4. Что входит в основные функции файловой системы?

5. Какие вы знаете дополнительные функции файловой системы?

6. Что собой представляет иерархическая система хранения файлов?

7. Назовите известные вам файловые системы.

Поиск по сайту: