7. Логічна організація файлу

У загальному випадку дані, що містяться у файлі, мають якусь логічну структуру. Ця структура є базою при розробці програми, призначеної для обробки цих даних. Наприклад, щоб текст міг бути правильно виведений на екран, програма повинна мати можливість виділити окремі слова, рядки, абзаци тощо. Ознаками, що відокремлюють один структурний елемент від іншого, можуть служити певні кодові послідовності або просто відомі програмі значення зсувів цих структурних елементів відносно початку файлу. Підтримка структури даних може бути або цілком покладеною на додаток, або в тому чи іншому ступені цю роботу може взяти на себе файлова система.

У першому випадку, коли всі дії, пов’язані із структуризацією та інтерпретацією вмісту файлу, повністю відносяться до ведення додатка, файл представляється ФС неструктурованою послідовністю даних. Додаток формулює запити до файлової системи на введення-виведення, використовуючи загальні для всіх додатків системні засоби, наприклад, указуючи зсув від початку файлу і кількість байт, які необхідно рахувати або записати. Потік байтів, який надходить до додатка, інтерпретується відповідно до закладеної у програмі логіки. Наприклад, компілятор генерує, а редактор зв’язків сприймає цілком певний формат об’єктного модуля програми. При цьому формат файлу, у якому зберігається об’єктний модуль, відомий тільки цим програмам.

Модель файлу, відповідно до якої вміст файлу представляється неструктурованою послідовністю (потоком) байт, стала популярною разом з ОС UNIX, а тепер вона широко використовується в більшості сучасних ОС, у тому числі – у Windows NT/2000. Неструктурована модель файлу дозволяє легко організувати поділ файлу між декількома додатками: різні додатки можуть по-своєму структурувати і інтерпретувати дані, що містяться у файлі.

Інша модель файлу, що застосовувалася в ОС OS/360, DEC RSX і VMS, а в цей час використовується досить рідко, – це структурований файл. У цьому випадку підтримку структури файлу доручають файловій системі. Файлова система сприймає файл як упорядковану послідовність логічних записів. Додаток може звертатися до ФС із запитами на введення-виведення на рівні записів, наприклад “зчитати запис 25 з файлу FILE.DOC”. ФС повинна мати інформацію про структуру файлу, достатню для того, щоб виділити будь-який запис. ФС надає додатку доступ до запису, а вся подальша обробка даних, які містяться в цьому записі, виконується додатком. Розвитком цього підходу стали системи керування базами даних (СУБД), які підтримують не тільки складну структуру даних, але й взаємозв’язки між ними.

2. Фізична організація файлової системи

Уявлення користувача про файлову систему як про ієрархічно організовану множину інформаційних об’єктів має мало загального з порядком зберігання файлів на диску. Файл, що має образ цільного, неперервного набору байт, насправді дуже часто розкиданий “шматочками” по всьому диску, причому ця розбивка ніяк не пов’язана з логічною структурою файлу, наприклад, його окремий логічний запис може бути розташований у несуміжних секторах диска. Логічно об’єднані файли з одного каталогу зовсім не зобов’язані сусідити на диску. Принципи розміщення файлів, каталогів і системної інформації на реальному пристрої описуються фізичною організацією файлової системи. Очевидно, що різні файлові системи мають різну фізичну організацію.