16. Организация хранения информации. Структура файловой системы. Понятие диска, файла, папки. Типы файлов

.

Файловая система англ. file system — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла папки, максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе например, жёстком диске.

С точки зрения операционной системы ОС, весь диск представляет собой набор кластеров как правило, размером 512 байт и

больше[1]. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Файл — поименованная область на магнитном диске, где могут долговременно храниться проги, обрабатываемая информация. Файл имеет имя, зарегистрированное в папке каталоге файлов. Имя файла состоит из собственного имени и расширениятип файла отделяются точкой. Тип файла определяет какого рода информация хранится на файле, какой прогой файл создан, какая его внутренняя организация и как он может быть использован. Программные файлы имеют тип com или exe, пакетные командные файлы — bat. Папка — доступна пользователю, она сама представляет собой файл, ее можно хранить в др. папке. К файловой системе имеет доступ любая прикладная программа. Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних носителях определяет удобство работы, скорость доступа к данным. То же,что директория и каталог объекты в файловой системе

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД англ. hard magnetic disk drive, HDD, HMDD, жёсткий диск, в компьютерном сленге винчестер — запоминающее устройство устройство хранения информации произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

Оптический диск англ. optical disc — собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.

Типы файлов

В различных операционных иили файловых системах могут быть реализованы различные типы файлов; кроме того, реализация различных типов может различаться.

-Обыкновенный файл — файл, позволяющий операции чтения, записи, перемещения внутри файла

-Каталог англ. directory — алфавитный справочник или директория — файл, содержащий записи о входящих в него файлах. Каталоги могут содержать записи о других каталогах, образуя древовидную структуру.

-Жёсткая ссылка англ. hardlink, часто используется калька хардлинк — в общем случае, одна и та же область информации может иметь несколько имён. Такие имена называют жёсткими

ссылками хардлинками. После создания хардлинка сказать где настоящий файл, а где хардлинк невозможно, так как имена равноправны. Сама область данных существует до тех пор, пока существует хотя бы одно из имён. Хардлинки возможны только на одном физическом носителе.

-Символьная ссылка симлинк, софтлинк — файл, содержащий в себе ссылку на другой файл или директорию. Может ссылаться на любой элемент файловой системы, в том числе, и расположенный на другом физическом носителе.

17. Основные операции с файлами и папками. Средства работы с папками и файлами: ярлык, системная папка Корзина, буфер обмена.

Операции с файлом

Условно можно выделить два типа операций с файлом — связанные с его открытием, и выполняющиеся без его открытия. Операции первого типа обычно служат для чтениязаписи информации или подготовки к записичтению. Операции второго типа выполняются с файлом как с объектом файловой системы, в котором файл является мельчайшей единицей структурирования.

Операции, связанные с открытием файла

В зависимости от операционной системы те или иные операции могут отсутствовать.

Обычно выделяют дополнительные сущности, связанные с работой с файлом:

- хэндлер файла, или дескриптор описатель. При открытии файла в случае, если это возможно, операционная система возвращает число или указатель на структуру, с помощью которого выполняются все остальные файловые операции. По их завершению файл закрывается, а хэндлер теряет смысл.

-файловый указатель. Число, являющееся смещением относительно нулевого байта в файле. Обычно по этому адресу осуществляется чтениезапись, в случае, если вызов операции чтениязаписи не предусматривает указание адреса. При выполнении операций чтениязаписи файловый указатель смещается на число прочитанных записанных байт. Последовательный вызов операций чтения таким образом позволяет прочитать весь файл не заботясь о его размере.

-файловый буфер. Операционная система иили библиотека языка программирования осуществляет кэширование файловых операций в специальном буфере участке памяти. При закрытии файла буфер сбрасывается.

- режим доступа. В зависимости от потребностей программы, файл может быть открыт на чтение иили запись. Кроме того, некоторые операционные системы иили библиотеки предусматривают режим работы с текстовыми файлами. Режим обычно указывается при открытии файла.

- режим общего доступа. В случае многозадачной операционной системы возможна ситуация, когда несколько программ одновременно хотят открыть файл на запись иили чтение. Для регуляции этого существуют режимы общего доступа, указывающие на возможность осуществления совместного доступа к файлу например, файл в который производится запись может быть открыт для чтения другими

программами — это стандартный режим работы log-файлов.

Операции

- Открытие файла обычно в качестве параметров передается имя файла, режим доступа и режим совместного доступа, а в качестве значения выступает файловый хэндлер или дескриптор, кроме того обычно имеется возможность в случае открытия на запись указать на то, должен ли размер файла изменяться на нулевой.

-Закрытие файла. В качестве аргумента выступает значение, полученное при открытии файла. При закрытии все файловые буферы сбрасываются.

- Запись — в файл помещаются данные.

- Чтение — данные из файла помещаются в область памяти.

- Перемещение указателя — указатель перемещается на указанное число байт вперёдназад или перемещается по указанному смещению относительно началаконца. Не все файлы позволяют выполнение этой операции например, файл на ленточном накопителе может не уметь перематываться назад.

-Сброс буферов — содержимое файловых буферов с незаписанной в файл информацией записывается. Используется обычно для указания на завершение записи логического блока для сохранения данных в файле на случай сбоя.

- Получение текущего значения файлового указателя.

Операции, не связанные с открытием файла

Операции, не требующие открытия файла оперируют с его внешними признаками — размером, именем, положением в дереве каталогов. При таких операциях невозможно получить доступ к содержимому файла, файл является минимальной единицей деления информации.

В зависимости от файловой системы, носителя информации, операционной системой часть операций может быть недоступна.

Список операций с файлами

-Открытие для изменения файла

- Удаление файла

-Переименование файла

- Копирование файла

-Перенос файла на другую файловую системуноситель информации

- Создание симлинка или хардлинка

-Получение или изменение атрибутов файла

Операции с файлами и папками

Копирование и перемещение

1 способ. Разместить на рабочем столе два окна: источник и приемник копирования. Выделить в окне-источнике необходимые значки. Несколько значков выделяются при нажатой клавише Ctrl. Перетащить мышью выделенные значки в окно-приемник, указав на любой из выделенных значков. При одновременно нажатой клавише Ctrl происходит копирование, без нее — перемещение элементов при условии, что папки находятся на одном диске.

2 способ. Выделить копируемые элементы. Выбрать меню ПравкаКопировать Вырезать. При выборе Вырезать произойдет перемещение. Открыть папку-приемник. Выбрать меню ПравкаВставить.

Удаление файлов и папок

Удаление файлов выполняется выбором элементов и нажатием клавиши Delete. При этом отмеченные элементы перемещаются в специальную папку — Корзину. При очистке корзины происходит уничтожение файлов. Существует еще операция

стирания файлов, когда специальными служебными программами кластеры, в которых содержались стираемые файлы, заполняются случайными данными.

Групповые операции с файлами

Если требуется выполнить операцию копирования или удаления с большим количеством файлов одновременно, то выделять их удерживая Ctrl не очень удобно. Можно выделить целую группу подряд идущих значков, щелкнув по первому их них и при нажатой клавише Shift — по последнему. Однако, в этом случае требуется определенным образом упорядочить значки. Для этого следует открыть папку с файлами и обратиться к меню ВидУпорядочить значки. Существует 4 способа упорядочивания значков в папке: по имени, по типу, по размеру, по дате. Например, необходимо скопировать все файлы с расширением .txt. В этом случае следует упорядочить значки по типу, после чего все файлы типа .txt будут сгруппированы вместе и использовать клавишу Shift для их выделения. Аналогичный прием применяется для выделения старых файлов упорядочение по дате, маленьких упорядочение по размеру и в других стандартных ситуациях.

Если в окне не показана полная информация о файлах расширение, объем и дата создания, следует обратиться к меню окна папки ВидТаблица и в окне будут выведены все характеристики файлов.

Переименование файлов и папок.

Переименование файла или папки выполняется либо через меню Переименовать, вызываемого щелчком правой кнопки мыши на соответствующем значке, либо щелчком по имени выделенного значка.

Замечание. Удаление или переименование невозможно, если указанный файл уже открыт каким-либо приложением.

Ярлык — является указателем на объект. Ярлык — это специальный файл, в котором содержится ссылка на представленный им объект информация о месте расположения объекта на жестком диске. Двойной щелчок мыши по ярлыку позволяет запустить открыть представляемый им объект. При его удалении сам объект не стирается, в отличие от удаления значка. Достоинство ярлыков в том, что они обеспечивают быстрый доступ к объекту из любой папки, не расходуя на это памяти. Отличить ярлык от значка можно по маленькой стрелке в левом нижнем углу пиктограммы.

Корзина — Периодически возникает потребность в удалении устаревших папок и фалов для освобождения места на диске.Windows позволяет удалять файлы и папки, помещая описание их в специальную системную папку — Корзина. В папке Корзина файлы хранятся, пока они не будут удалены из Корзины или Корзина не будет полностью очищена. Для удаления папокфайлов следует их выделить, а затем выбрать команду удалить в контекстном меню или Файл — Удалить, либо нажать на кнопку Delete. Система запросит подтверждение на удаление. Если требуется восстановить удаленные папкифайлы из Корзины, то надо открыть папку Корзина, помещенную обычно на

Рабочем столе, выделить файл или папку, выбрать в Контекстном меню Восстановить или выполнить команду Файл — Восстановить. Файлы будут восстановлены в тех папках, в которых они были удалены. Следует иметь в виду, что давно удаленные файлы могут быть изъяты из Корзины автоматически, поскольку ее размер ограничен. Поэтому надо быть внимательным, выполняя операцию удаления.

Буфер обмена — специальная область оперативнойвнутренней памяти, обслуживаемая системой, предназначена для передачи данных между приложениямифрагментов текста, графики и т.д.. Буфер обмена пытается обеспечить совместимость форматов, при передачи фрагмента текста между родственными приложениями. Для передачи данных через буфер необходимо скопировать выделенный фрагмент документа в буфер, затем перейти к другому приложению, установить курсор в место вставки и вставить фрагмент из буфера. Данные в буфере хранятся до тех пор, пока туда не будет помещен другой фрагмент документа. В буфер обмена можно помещать полноэкранное изображениеPrintScreen или изображение активного окна Alt + PrintScreen, что позволяет использовать из при подготовке документов.