Файлы прямого и последовательного доступа

Данные, содержащиеся в файле, имеют некоторую логическую структуру. Эта структура используется программой, которая будет работать с этим файлом. Например, чтобы текст был выведен на экран, текстовый редактор должен выделить отдельные слова, строки, абзацы. Поддержание структуры данных может быть возложено на приложение либо выполняться файловой системой.

В первом случае ФС представляет файл как неструктурированную последовательность данных. Приложение структурирует полученные данные, руководствуясь собственной логикой. Эта модель, в соответствии с которой содержимое файла представляется потоком байт, используется в большинстве современных ОС.

Другая модель файла — структурированный файл, в настоящее время используется редко. ФС видит файл как упорядоченную последовательность логических записей.

Логическая запись является наименьшим элементом данных, которым оперирует программист при обмене с внешним устройством. Операционная система обеспечивает программисту доступ к отдельной логической записи.

Файловая система использует два способа доступа к логическим записям.

1. Последовательный доступ. ФС позволяет читать и записывать логические записи последовательно.

2. Прямой доступ. ФС позиционирует файл на запись или чтение с указанным номером записи.

Типы файлов

ФС поддерживают функционально различные типы файлов.

1. Обычные файлы. Содержат произвольную информацию. Их заполняет пользователь или системные и прикладные программы. Обычные файлы разделяют на следующие типы:

· текстовые — состоят из строк символов, их можно прочитать на экране, распечатать на принтере;

· двоичные — не используют коды символов, содержат исполняемый код программы, архивный файл.

2. Каталоги. Содержат системную справочную информацию о наборе файлов. Каталоги устанавливают соответствие между именами файлов и их характеристиками.

3. Специальные файлы. Это фиктивные файлы, связанные с устройствами ввода-вывода. Позволяют выполнять операции ввода-вывода, используя команды чтения или записи в файл. Эти команды обрабатываются ФС, затем ОС преобразует их в команды управления устройством.

Операции с файлами

Файловая система обеспечивает основные операции над файлами: открытие, копирование, перемещение, объединение, удаление, закрытие. Открытие файла сопровождается копированием учетной информации о файле в оперативную память, подготовкой буферов и каналов для передачи информации.

Доступ к файлу — это установление связи с файлом для записи и чтения. Информация о файле хранится в каталогах. Сам файл хранится на диске без всякой справочной информации. Каталог — справочник файлов с указанием их положения на диске. Во многих ОС принята иерархическая структура каталогов. На каждом диске имеется единственный главный корневой каталог (обозначается символом “/”), создается при форматировании диска, имеет ограниченный объем и не может быть удален. В корневой каталог входят другие каталоги и файлы. Каталоги организованы как системные файлы. В каталогах хранятся записи о файлах и каталогах нижнего уровня. Переход в каталог нижнего уровня организован последовательно через соподчиненные каталоги. Нельзя перейти из главного каталога сразу к каталогу 4-го уровня, нужно пройти через все предыдущие каталоги. Этот принцип организации доступа к файлу является основой ФС. ФС управляет размещением и доступом к файлам и каталогам на диске.