Файловая система

Файлом называется логически связанная совокупность данных или программа, записанная в виде поименованной области на устройстве хранения. Файловая система (ФС) является составной частью любой операционной системы и отвечает за организацию хранения и доступа к информации на каких-либо носителях. В широком смысле понятие «файловая система» включает:

совокупность всех файлов на диске;

наборы служебных структур данных, используемых для управления файлами (атрибуты файлов, каталоги, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске и т.д.);

набор функций по управлению файлами (создание, удаление, чтение, запись, установка атрибутов и уровней доступа, поиск и т.д.).

Различие между файловыми системами заключается, в основном, в способах распределения дискового пространства между файлами и организации на диске служебных областей. Например, MS DOS под­держивает ФС FAT 16, Windows 2000/XP - FAT 16, FAT32 и NTFS, OS/2 -FAT 16 и HPFS. Современные операционные системы стремятся обеспе­чить пользователя возможностью работать одновременно с несколькими файловыми системами. В большинстве из них реализован механизм их переключения (File System Switch, FSS), позволяющий поддерживать различные типы ФС. В соответствии с таким подходом информация о файловых системах и файлах разбивается на две части - зависимую и не зависимую от ФС. FSS обеспечивает интерфейс между ядром и файловой системой, транслируя запросы ядра в операции конкретной файловой системы. Структура ФС определяет удобство работы, скорость доступа к файлам, надежность хранения данных и т.д.

Файловая система имеет два уровня организации: логический и физический. На логическом уровне описывается относительное место­положение файлов в компьютере. Файловая система большинства ОС имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет каталогов, содержащих информацию о зарегистрированных в них фай­лах и каталогах более низкого уровня. Под каталогом в ФС понимается, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений; с другой стороны, каталог- это файлособого вида, содержащий системную информацию (справочник дескрипторов) о зарегистрированных в нем файлах и других каталогах со ссылками на их расположение. Дескриптор файла содержит информацию об именифайла, дате и времени создания или последнего обращения к файлу, размере файла, атрибутах и начальном адресе его размещения на диске. На каждом диске имеется один главный (корневой) каталог. Каталоги, входящие в корневой, называются подкаталогами 1 -го уровня, входящие в состав подкаталога 1 -го уровня - подкаталогами 2-го уровня и т.д. Такая организация файловой системы удобна для сортировки информации по различным темам. Разбиение на подкаталоги зависит от желания пользо­вателя грамотно управлять компьютером. Иерархическое строение диска можно представить в виде дерева подкаталогов, а место расположения файла описывается путем к нему. Путь к файлу - это последовательность символов, начинающаяся с имени дисковода, корневого каталога и по­следующих подкаталогов вплоть до каталога, содержащего необходимый файл. Имена подкаталогов отделяются друг от друга символом «\» (об­ратная косая черта, или обратный слэш). Например, c:\lesson\editor\lex\lex. ехе - это путь к файлу lex.exe, расположенному в подкаталоге lex под­каталога editor подкаталога lesson корневого каталога диска с:

Имена файлов состоят из двух частей: собственного имени (обычно ассоциируется с содержимым файла) и расширения имени (указывающего на тип файла). Расширение может отсутствовать, и тогда имя совпадает с собственным именем. Тип файла используется для определения его принадлежности к какой-то группе с общими свойствами и для указа­ния на обрабатывающую его программу. Существует непосредственная связь между расширением и внутренним форматом файла, а также при­ложением, для которого он предназначен. Ниже перечислены наиболее распространенные расширения и типы файлов:

.com,.exe (command, execution) - готовые к исполнению програм­мы;

.sys (system) - системные файлы, драйверы устройств;.dll (dynamic link library) - файлы динамически подгружаемых би­блиотек;

.bat (batch) - пакетные командные файлы;.inf (information) - информационный файл;.doc - документ текстового редактора (чаще всего MS Word);.rtf (rich text format) - текстовый документ с элементами формати­рования;

.txt,.asc - текстовый документ без элементов форматирования (файлформата ASCII);

.xls - файлэлектронных таблиц MS Excel;

.mdb (Microsoft data base) - файлы базы данных MS Access;

.ppt - файлпакета подготовки презентаций MS PowerPoint;

.cdr- файлвекторной графики программы Corel Draw;

.wmf (Windows metafile) — векторный графический файл;

.bmp (bit map) - файлрастрового рисунка;

.bas - программана языке Бейсик и др.

Правила записи имен файлов различаются в разных ОС. Например, первоначально появившееся в MS DOS правило «8.3» предполагало следующее: собственное имя файла содержит от 1 до 8 символов, а рас-

ширение от 1 до 3 символов. Расширение (если оно имеется) отделяется от собственного имени точкой. Таким образом, имя файла имеет длину от 1 до 12 символов (например, otchet.txt, game.exe, proba.c). В состав собственного имени и расширения могут входить строчные и пропис­ные латинские буквы, цифры, а также некоторые служебные символы: дефис (минус), знак подчеркивания (_), знак доллара ($), номер(#), знак амперсанда (&), символ @ (в разговорной речи именуемый «собака»), восклицательный знак (!), знак процента (%), тильда (~), круглые и фи­гурные скобки 0 {} -

В ОС Windows, OS/2 и некоторых других общая длина имени файла может достигать 255 символов, включая знаки пробела и символы на­циональных алфавитов. При использовании имени, имеющего пробелы, в качестве параметра операции оно заключается в кавычки.

Имя и тип не обеспечивают всех потребностей, которые возникают при работе с файлами. Чтобы указать их отличительные особенности, используют так называемые атрибуты. К основным атрибутам фай­лов относятся: А - архивный; R — только для чтения; S - системный; Н — скрытый. Атрибут А присваивается файлу для того, чтобы программы резервного копирования включили его в список для создания архивных копий. Файлы «только для чтения» защищены от изменения и случай­ного стирания. Системные файлы обеспечивают работу операционной системы. Имена скрытых файлов и их характеристики при просмотре каталогов в обычном режиме на экран не выводятся.

Для обращения к группе файлов можно использовать символы под­становки «*» и «?». Знак звездочки в имени файла указывает, что с этой позиции и до конца имя может состоять из любых символов. Например: *.txt для операционной системы означает, что будут обрабатываться файлы с любым именем, которые имеют тип.txt. Запись *.* определяет все файлы, находящиеся в текущем каталоге. Знак вопроса (?) в имени файла означает, что на его месте может находиться любой допустимый символ.