Классификация файловых систем
По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории.
Для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 и др. Поскольку доступ к дискам в разы медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Для этого применяется либо журналирование, например в ext3, ReiserFS, JFS, NTFS, XFS, либо механизм soft updates и др. Журналирование широко распространено в Linux, применяется в NTFS. Soft updates — в BSD системах.
Для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.
Для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, HFS, UDF и др.
Виртуальные файловые системы: AEFS и др.
Сетевые файловые системы: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS и др.
Для флэш-памяти: YAFFS, ExtremeFFS, exFAT.
Немного выпадают из общей классификации специализированные файловые системы: ZFS (собственно файловой системой является только часть ZFS), VMFS (т. н. кластерная файловая система, которая предназначена для хранения других файловых систем) и др.
Задачи файловой системы
Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:
именование файлов;
программный интерфейс работы с файлами для приложений;
отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).
В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».
Файл (англ. file — скоросшиватель) — концепция в вычислительной технике: сущность, позволяющая получить доступ к какому-либо ресурсу вычислительной системы и обладающая рядом признаков:
фиксированное имя (последовательность символов, число или что-то иное, однозначно характеризующее файл);
определённое логическое представление и соответствующие ему операции чтения/записи.
Может быть любой — от последовательности бит(хотя читаем именно байтами, а точнее словами-группами из байт, по четыре, по восемь, по шестнадцать) до базы данных с произвольной организацией или любым промежуточным вариантом; многомерной базой данных, строго упорядоченной.
Первому случаю соответствуют операции чтения/записи потока и/или массива (то есть последовательные или с доступом по индексу), второму — команды СУБД. Промежуточные варианты — чтение и разбор всевозможных форматов файлов.
В информатике используют следующее определение: файл — поименованная последовательность байтов.
Работа с файлами реализуется средствами операционных систем.
Имена как у файлов имеют и обрабатываются похожим образом:
области данных (необязательно на диске);
устройства (как физические, порты например; так и виртуальные);
потоки данных (Именованный канал);
сетевые ресурсы, сокеты;
объекты операционной системы.
Файлы первого типа исторически возникли первыми и распространены наиболее широко, поэтому часто «файлом» называют и область данных, соответствующую имени.
Фа́йловая систе́ма (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.
Практически всегда файлы на дисках объединяются в каталоги.В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Ещё более сложная структура применяется в NTFS и HFS. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные только для чтения, системный, но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для NTFS и HFS то, что хранится в файле, — это всего лишь один из его атрибутов.
Если следовать этой логике, один файл может содержать несколько вариантов содержимого. Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом программа). Такая организация типична для HFS на Macintosh.
Расширение файла - это часть имени файла, которое отделяется от основного имени точкой. Прежде всего, по расширению можно понять какое содержимое находится в файле: музыка, видео, изображение, база данных или архив. Например, в файле "filename.txt" расширение ".txt" указывает на то, что это текстовый документ, который можно открыть, например, в блокноте. Каждый файл создан какой-то программой и для чего-то предназначен. Форматов файлов существует тысячи, но лишь небольшую часть из них удается напрямую открыть какой-либо программой. Иногда по каким-либо причинам открыть файл просто необходимо. Но где взять информацию что это за файл и какое именно приложение необходимо использовать для его открытия? Для этого и создан наш сайт.
16.ФАЙЛ — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти ПК. Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.В широком смысле понятие "файловая система" включает:совокупность всех файлов на диске,наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Файловая структура операционной системы – это способ размещения файлов на дисках.
Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другомэлектронном 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.
При сложной, древовидной структуре файлов на диске для указания файла уже недостаточно задать только его имя: одноименные (и притом различные по содержанию) файлы могут фигурировать в нескольких каталогах. Для точной идентификации файла необходимо, кроме имени, указать его местоположение - цепочку подчиненных каталогов. Такая цепочка называется маршрутом, или путем, по файловой системе. Маршрут может использоваться как префикс к имени файла, отделяемый от собственно имени файла тем же разделителем \ . В любой момент времени системе известен текущий маршрут на каждом из накопителей, который может быть изменен соответствующей командой пользователя; один из накопителей является рабочим (текущим). Если имя накопителя при указании файла опущено, то подразумевается текущий накопитель. Если маршрут начинается со знака \ , то местоположение файла вычисляется от корня данного накопителя, если нет (в частности, когда маршрут опущен) - то от текущего маршрута данного накопителя. В последнем случае текущий маршрут и префикс имени файла, объединенные через символ \ , дают точное местонахождение файла.
Полным, или абсолютным, называется имя файла, содержащее все директории до корня файловой систем. Полное имя файла в Windows-системах состоит из буквы диска, после которого ставится двоеточие и обратная наклонная черта (обратный слеш), затем через обратные слеши перечисляются подкаталоги, в конце пишется имя файла. Пример:C:\Windows\System32\calc.exeПолное имя файла (включая расширение) в Windows может содержать до 260 символов, данное значение определено константой MAX_PATH в Windows API; например максимально допустимое полное имя файла на диске C будет таким «C:\<256 символов>NULL». Однако юникодные версии некоторых функций позволяют использовать имена файлов, содержащие до 32000 символов, такие имена начинаются с префикса «\\?\». Пример:\\?\C:\Windows\System32\calc.exe
При использовании префикса «\\?\» необходимо указывать абсолютный путь к файлу, относительные пути не допускаются. При использовании относительных путей максимальное полное имя файла ограничено константой MAX_PATH (260 символов). Полное имя может включать следующие компоненты:протокол или способ доступа (http, ftp, file и т. п.);имя или адрес компьютера, узла сети (wikipedia.org, 207.142.131.206, \\MYCOMPUTER, SYS: и т. п.);устройство хранения, диск (C:, /, SYSLIB и т. п.);путь к каталогу (/usr/bin, \TEMP, [USR.LIB.SRC] и т. п.);собственно имя файла, которое может содержать его расширение (.txt, .exe, .COM и т. п.);версия или номер ревизии
Для многих форматов файлов существуют опубликованные спецификации, в которых подробно описана структура файлов данного формата, то, как программы должны кодировать данные для записи в этот формат и как декодировать их при чтении. Большинство таких спецификаций свободно доступны, некоторые распространяются за плату.Иногда компании могут считать определённые форматы файлов своей коммерческой тайной и не публиковать их. Хорошо известный пример — форматы файлов пакета Microsoft Office. В некоторых случаях компания, выпустившая приложение, просто не считает нужным тратить время на написание подробной спецификации.Если спецификация формата недоступна, то для обеспечения совместимости программы с данным форматом приходится заниматься обратной разработкой. В большинстве или во всех странах форматы файлов не защищены законами об авторских правах. Однако в некоторых странах патентами могут быть защищены алгоритмы, используемые для кодирования данных в какой-либо формат. Например, в широко распространённом формате GIF использовался патентованный алгоритм (срок действия патентов в разных странах истек в 2003-2004 гг.), что привело к разработке альтернативного формата PNG.
Шаблон имени файла часто употребляется в командах для обозначения сразу нескольких файлов или для сокращения записи имен файлов. В шаблонах часто употребляется знак *, обозначающий любое число любых символов, которые допускаются в именах и типах файлов. Кроме того, в шаблонах используется вопросительный знак, который позволяет "замаскировать" любой одиночный символ в имени или типе файла.Примеры шаблонов:PR*.* - все файлы с именами, начинающимися с PR;*.EXE - все файлы типа EXE;*.* - все файлы текущего каталога;*. - все файлы, у которых отсутствует тип;???.BAS - все файлы типа BAS с не более, чем трехбуквенными именами;A?.* - все файлы, имена которых начинаются с A и состоят из одной или двух букв.
17. . Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:- прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.; - системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копии используемой информации, выдачу справочной информации о компьютера, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;- Вспомогательное ПО (инструментальные системы и утилиты) Понятно, что грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т. е. программа прикладного характера.
Прикладное ПО. Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы: подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;подготовки документов типографского качества – издательские системы, обработки табличных данных – табличные процессоры; обработки массивов информации – системы управления базами данных.
Прикладная программа – это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п.. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.
Наиболее часто используемые типы прикладных программ.
Графические редакторы позволяют создавать и редактировать картинки на экране компьютера. Как правило, пользователю предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а так же выводить полученные картинки в таком виде, чтобы они быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора или издательской системы.Системы деловой и научной графики позволяют наглядно представлять на экране различные данные и зависимости. Системы деловой графики дают возможность выводить на экран различные виды графиков и диаграмм ( гистограммы, круговые и секторные диаграммы и т.д. )Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами – базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записи, составление отчетов и т.д. С такими СУБД легко могут работать пользователи даже не высокой квалификации, так как все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств.Табличные процессоры обеспечивают работу с большими таблицами чисел. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находится числа, пояснительные тексты формулы для расчета значения в клетки по имеющимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблице различные графики и т.д. Многие из них предоставляют и дополнительные возможности. Некоторые из них расширяют возможности по обработке данных – трехмерные таблицы, создание собственных входных и выходных форм, макрокоманд, связь с базами данных и т.д. Но большинство дополнений носят декоративный характер – включение звуковых эффектов, создание слайд-шоу, здесь фантазия разработчиков неисчерпаема.Системы автоматизированного проектирования ( САПР ) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера.
Интегрированные системы – сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности.Бухгалтерские программы – предназначены для ведения бухгалтерского учета, подготовки финансовой отчетности и финансового анализа деятельности предприятий. Из-за не совместимости отечественного бухгалтерского учета с зарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественные бухгалтерские программы. Некоторые из них предназначены для автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета - начисление заработной платы, учета товаров, материалов на складах и т.д.
Программы-оболочки. Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS.Многие пользователи настолько привыкли к удобствам, предоставляемым своей любимой программой-оболочкой, что чувствуют себя без нее «не в своей тарелке». Наиболее популярными программами-оболочками являются Norton Commander, Xtree Pro Gold, PC Shell из комплекта PC Tools. В состав операционной системы MS DOS, начиная с версии 4.0, также входит собственная программа-оболочка Shell (впрочем, не очень популярная).Операционные оболочки, в отличие от обычных программ-оболочек, не только дают пользователю более наглядные средства для выполнения часто используемых действий, но и предоставляют новые возможности для запускаемых программ. Чаще всего это: графический интерфейс, т.е. набор средств для вывода изображений на экран и манипулирования ими, построения меню, окон на экране и т.д.; мультипрограммирование, т.е. возможность одновременного выполнения нескольких программ ;расширенные средства для обмена информацией между программами.Операционные оболочки упрощают создание графических программ, предоставляя для этого большое количество удобных средств, и расширяют возможности компьютера. Но платой за это являются повышенные требования к ресурсам. Так, для эффективной работы c Microsoft Windows необходим компьютер АТ/386, имеющий 4 Мбайта оперативной памяти. Наиболее популярной программой-надстройкой является Microsoft Windows, иногда используется Desq View и значительно реже – другие оболочки (GEM, Geo Works и др.).
Вспомогательные программы (утилиты)
К системным программам можно также отнести большое количество так называемых утилит, т.е. программ вспомогательного назначения. Ниже мы кратко опишем некоторые разновидности этих программ. Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы Norton Utilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities. Программы - упаковщики позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ – упаковщиков очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее хранить на дискетах, предварительно сжатые программами – упаковщиками . Следует заметить , что различные упаковщики не совместимы друг с другом – архивный файл , созданный одним упаковщиком , чаще всего нельзя прочесть другим.Программы для создания резервных копий информации на дисках позволяют быстро скопировать информацию, имеющуюся на жестком диске компьютера, на дискеты или кассеты стримера.Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения вирусом.Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера ( количество памяти, ее использование, типы дисков и так далее ), а также проверить работоспособность устройств компьютера ( прежде всего жестких дисков).Программы динамического сжатия дисков позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают в ее исходном виде.Программы для автономной печати позволяют распечатывать файлы на принтере параллельно с выполнением другой работы на компьютере.
Системы программирования. Даже при наличии десятков тысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, чего не делают ( или делают, но не так ) имеющиеся программы. В этих случаях следует использовать системы программирования, т.е. системы для разработки новых программ. Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки программ. В них входят:компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу машинных кодах, или интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение текста программы на языке программирования высокого уровня;библиотеки программ, содержащие заранее подготовленные программы, которыми могут пользоваться программисты;различные вспомогательные программы, например отладчики, программы для получения перекрестных ссылок и т.д.
Системы программирования, прежде всего, различаются, естественно, по тому, кокой язык программирования они реализуют. Среди программистов пишущих программы для персональных компьютеров, наибольшей популярностью пользуются языки Си, Си++, Паскаль, Бейсик.
18. Систе́мное програ́ммное обеспе́чение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д. Программное обеспечение (ПО) - это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.
Различают системное и прикладное ПО. Схематически программное обеспечение можно представить так:
Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).
Базовое ПО включает в себя:
операционные системы;
оболочки;
сетевые операционные системы.
Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):
диагностики;
антивирусные;
обслуживания носителей;
архивирования;
обслуживания сети.
Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.
Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя:
текстовые процессоры;
табличные процессоры;
базы данных;
интегрированные пакеты;
системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
экспертные системы;
обучающие программы;
программы математических расчетов, моделирования и анализа;
игры;
коммуникационные программы.
Требования: Поддерживаемые операционные системы:
Microsoft Windows 98
Microsoft Windows 2000 Professional (SP4)
Microsoft Windows 2000 Server (SP4)
Microsoft Windows Server 2003 (SP1)
Microsoft Windows XP Professional (SP2)
Microsoft Windows XP Home Edition (SP2)
Microsoft Windows Vista
Для работы программы необходимо:
Процессор Intel Pentium III 1.4 ГГц, или Intel Pentium IV 1.4 ГГц , или сходный по характеристикам.
20 МБ свободного места на жестком диске для установки программы; не менее 100 МБ свободного места на жестком диске для размещения данных (для организаций с числом сотрудников порядка 1000 человек - от 200 МБ).
256 МБ оперативной памяти (1 ГБ рекомендуется).
Монитор SVGA либо higher-resolution монитор, минимальное необходимое разрешение 1024 x 768 (рекомендуется 1280 x 1024).
CD-ROM (DVD-ROM) - для установки программы с диска.
Наличие манипулятора мышь, либо аналогичного устройства.
19. Инструмента́льное програ́ммное обеспе́чение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, в отличие от прикладного и системного программного обеспечения.
Системы программирования
К этой категории относятся программы, предназначенные для разработки программного обеспечения:
ассемблеры — компьютерные программы, осуществляющие преобразование программы в форме исходного текста на языке ассемблера в машинные команды в виде объектного кода.
трансляторы - программы или технические средства, выполняющее трансляцию программы.
компиляторы — Программы, переводящие текст программы на языке высокого уровня, в эквивалентную программу на машинном языке.
интерпретаторы — Программы (иногда аппаратные средства), анализирующие команды или операторы программы и тут же выполняющие их
компоновщики (редакторы связей) — программы, которые производят компоновку — принимают на вход один или несколько объектных модулей и собирают по ним исполнимый модуль.
препроцессоры исходных текстов — это компьютерные программы, принимающие данные на входе и выдающие данные, предназначенные для входа другой программы, например, такой, как компилятор
Отла́дчик (debugger)- является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе.
текстовые редакторы — компьютерные программы, предназначенные для создания и изменения текстовых файлов, а также их просмотра на экране, вывода на печать, поиска фрагментов текста и т. п.
специализированные редакторы исходных текстов — текстовые редакторы для создания и редактирования исходного кода программ. Специализированный редактор исходных текстов может быть отдельным приложением, или быть встроен в интегрированную среду разработки (IDE).
библиотеки подпрограмм — сборники подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения.
Редакторы графического интерфейса
Перечисленные инструменты могут входить в состав интегрированных сред разработки