Тема 2.3. Файл и файловая система
Файл (англ. file —папка) — это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.
Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.
Файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.
Функции файловой системы:
Сохранение информации на внешних носителях
Чтение информации из файлов
Удаление файлов, каталогов
Переименование файлов
Копирование файлов и др.
Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях — магнитных дисках или CD-ROM. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока — 512 байт.
Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге — оглавлении файлов.
Каталог (англ. directory — справочник, указатель) — объект в файловой системе, упрощающий организацию файлов. Каталог — поименованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов.
Типичная файловая система содержит большое количество файлов, и каталоги помогают упорядочить её путём их группировки.
Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.
Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Пример такой структуры — на рис.6.
Рис.
7. Дерево каталогов на диске
Что происходит, когда пользователь подает операционной системе команду "открыть файл ...", в которой указано имя файла и имя каталога, в котором размещён этот файл?
Для выполнения этой команды драйвер файловой системы обращется к своему справочнику, выясняет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска.
При выполнении команды "сохранить файл" драйвер файловой системы ищет на диске незанятые блоки, отмечает их, как распределённые для вновь созданного файла, и передаёт драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.
Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.
Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные справочные таблицы, служащие для повышения скорости работы драйвера файловой системы.
К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры.
Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др.
Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д.
Типы файловых систем:
FAT16 – старая файловая система. Она не подходит для дисков большого объема, но ее понимают все операционные системы.
FAT32 – более новая система. Работает с дисками до 2000 Гб=2терабайт.
NTFS – эта файловая система доступна только ОС Windows NT, 2000, XP. Она работает с дисками объем которых более 2 Тб. Это используется теми людьми, которые с помощью компьютера обрабатывают огромные видеофайлы или создают базы данных всероссийского масштаба. Система защищена от сбоев. При выключении питания ошибки не возникают. Из ОС Windows 95, 98, Me диски будут не доступны (невидимы).