Типи файлів
Файлові системи підтримують функціонально різні типи файлів, у число яких, зазвичай, входять звичайні файли, файли-каталоги, спеціальні файли, іменовані конвеєри, відображувані на згадку файли та ін.
Звичайні файли, або просто файли, містять інформацію довільного характеру, яку заносить у них користувач або яка утвориться в результаті роботи системних і користувальницьких програм. Більшість сучасних ОС (наприклад, UNIX, Windows, OS/2) ніяк не обмежує і не контролює вміст і структуру звичайного файлу. Зміст звичайного файлу визначається додатком, який з ним працює. Наприклад, текстовий редактор створює текстові файли, що складаються з рядків символів, представлених у якому-небудь коді. Це можуть бути документи, вихідні тексти програм та ін. Текстові файли можна прочитати на екрані й роздрукувати на принтері. Двійкові файли не використовують коди символів, вони часто мають складну внутрішню структуру, код, який виконується, наприклад, програми або архівні файли. Всі ОС повинні вміти розпізнавати хоча б один тип файлів – їхні власні файли, що виконуються.
Каталоги – це особливий тип файлів, які містять системну довідкову інформацію про набір файлів, згрупованих користувачами за якою-небудь неформальною ознакою (наприклад, в одну групу поєднуються файли, що містять документи одного договору, або файли, що становлять один програмний пакет). У багатьох ОС у каталог можуть входити файли будь-яких типів, у тому числі інші каталоги, за рахунок чого утвориться деревоподібна структура, зручна для пошуку. Каталоги встановлюють відповідність між іменами файлів і їхніми характеристиками, використовуваними файловою системою для керування файлами. У число таких характеристик входить, зокрема, інформація (або покажчик на іншу структуру, що містить ці дані) про тип файлу й розташування його на диску, правах доступу до файлу і датах його створення та модифікації. У всіх інших відношеннях каталоги розглядаються файловою системою як звичайні файли.
Спеціальні файли – це фіктивні файли, асоційовані із пристроями введення-виведення, які використовуються для уніфікації механізму доступу до файлів і зовнішніх пристроїв. Спеціальні файли дозволяють користувачеві виконувати операції введення-виведення за допомогою звичайних команд запису у файл або читання з файлу. Ці команди обробляються спочатку програмами файлової системи, а потім на деякому етапі виконання запиту перетворяться операційною системою в команди керування відповідним пристроєм.
Ієрархічна структура файлової системи
Користувачі звертаються до файлів за символьними іменами. Однак людська пам’ять обмежує кількість імен об’єктів, до яких користувач може звертатися за іменем. Ієрархічна організація простору імен дозволяє значно розширити ці межі. Саме тому більшість файлових систем має ієрархічну структуру, в якій рівні утворюються за рахунок того, що каталог нижчого рівня може входити в каталог вищого рівня (рис. 1).
Рис. 1. Ієрархія файлових систем: а - однорівнева організація; б - дерево; в - мережа
Граф, що описує ієрархію каталогів, може бути деревом або мережею. Каталоги утворять дерево, якщо файлу дозволено входити тільки в один каталог (рис. 1, б), і мережу – якщо файл може входити відразу в кілька каталогів (рис. 1, в). Наприклад, в MS-DOS і Windows каталоги утворять деревоподібну структуру, а в UNIX – мережеву. У деревоподібній структурі кожний файл є аркушем. Каталог самого верхнього рівня називається кореневим каталогом, або коренем (root).
При такій організації користувач звільнений від запам’ятовування імен усіх файлів, йому досить приблизно уявляти, до якої групи може бути віднесений той або інший файл, щоб шляхом послідовного перегляду каталогів знайти його. Ієрархічна структура зручна для багатокористувальницької роботи: кожний користувач із своїми файлами локалізується у своєму каталозі або піддереві каталогів, і разом з тим усі файли в системі логічно зв’язані.
Окремим випадком ієрархічної структури є однорівнева організація, коли всі файли входять в один каталог (рис. 1, а).