Компьютер служит для хранения, преобразования и визуализации информации, которая хранится на диске в виде отдельных файлов. Файл - поименованная область памяти, расположенная на внешнем носителе (дискета, жесткий диск, CD). Можно дать и другое определение: файл - это участок внешнего носителя, где хранятся данные.
В файле могут храниться самые разнообразные данные: текст, результаты расчетов, графические изображения, картинки, игры, программы - машинные инструкции в двоичном коде. Каждый файл имеет имя, которое состоит из двух частей, разделенных точкой. В состав имени файла входят:
Собственно имя файла длиной не более восьми символов под управлением DOS и не более 255 символов под управлением Windows;
- точка ;
- расширение имени файла , указывающее тип информации,хранящейся в файле; расширение имени файла может быть любым удобным пользователю или вообще отсутствовать. Однако существуют и стандартные расширения. Например, файлы с расширениями exe и com - это готовые к выполнению программы в машинных кодах (инструкциях), которые можно непосредственно запускать на выполнение. Файл с расширением bat - это командный файл, назначение которого заключается в выполнении группы команд MS-DOS, хранящихся в нем в виде текста. Расширения pas, с, cpp, bas, for обычно содержатся в именах файлов с текстами программ на соответствующих языках программирования - Object Pascal, C, C++, Бейсик, Фортран. Файлы с текстовой информацией обычно имеют расширение txt . Файлу, созданному с помощью текстового редактора WORD, будет присвоено расширение doc . Расширение xls присваивается файлам, созданным с помощью электронных таблиц EXCEL. Файлы изображений можно отличить по расширениям gif, pcx, pic , музыкальные файлы - по расширениям mp3 и wav , а расширения avi и dat соответствуют файлам с видео информацией. Файлы гипертекстовых страниц, загруженных из глобальной сети Интернет, содержат в своих именах расширения htm и html .
В имени файла и расширении нельзя использовать следующие символы: \ /, : * ? > < | ". Кроме того, ряд имен файлов задействован для служебных целей: prn (имя зарезервировано для принтера), com1, com2, com3, com4 (имена зарезервированы для четырех последовательных портов), lpt1, lpt2 (имена двух параллельных портов, к ним обычно подключаются принтеры), con(устройство консоль, клавиатура при вводе, дисплей при выводе), nul (фиктивное устройство) . Не используйте их по другому назначению никогда, даже если затем идет расширение. Имена типа CON.TXT урезаются до CON и воспринимаются как имя устройства
Для определения месторасположения файла необходимо указать имя диска, на котором он находится. Имя диска состоит из двух символов: латинской буквы, определяющей имя диска, и символа":". Первый дисковод для дискет имеет имя А: , второй (если он имеется) - имя В: . Жесткий диск обычно разделен на несколько логических дисков, первый из которых имеет имя С: , второй - D: и т.д. Последующие буквы предназначены для указания имен CD приводов.
Таким образом, запись A:format.com обозначает, что на дискете имеется выполняемый файл с именем format.com .
На дисках могут храниться тысячи и десятки тысяч файлов. Очень сложно помнить назначение каждого из них. В связи с этой проблемой при разработке идеологии файловой системы было введено понятие каталога (папки).
Каталог (папка) - группа файлов, объединенных по какому-то логическому принципу.
Если речь идет о файле, хранящемся на определенном диске, то, кроме имени диска необходимо знать, где именно на диске находится файл. Он может располагаться непосредственно на диске или быть помещен в один из каталогов этого диска. Внутри каталога, кроме отдельных файлов, могут находиться и другие каталоги. Рассмотрим пример. Пусть на диске D: есть каталоги TP (здесь находятся файлы, необходимые для работы с системой программирования ТУРБО ПАСКАЛЬ), каталог PCX (программы работы с графическими изображениями), каталог STUD (каталог студенческих работ) и файлы abc.pas и rc.pcx . Внутри каталога ТР есть каталоги BGI и BIN . Внутри каталога STUD есть файл abc.pas (рис. 2.1).
Итак, есть два файла с именем abc.pas . Как понять, о каком из них идет речь? Для этого, кроме имени диска, необходимо указать имя каталога, в котором находится файл:
D:\STUD\abc.pas - файл abc.pas , находящийся на диске D: в каталоге STUD ;
D:\abc.pas - файл abc.pas , находящийся непосредственно на диске D: .
А для того, чтобы обратиться к файлу turbo.exe , необходимо указать, что этот файл находится на диске D: в каталоге ТР , в подкаталоге BIN , т.е. необходимо знать путь к этому файлу. Следовательно, если мы знаем имя файла и путь к нему, то можем записать полное имя файла .
 |
Например, полное имя файла trip.chr , - D:\TP\BGI\trip.chr .
При работе на ПК часто возникает необходимость перехода из одного каталога в другой. Каталог, в котором мы сейчас находимся, называется текущим. Если указано только имя файла, то речь идет о файле из текущего каталога. Чтобы обратиться к файлу из другого каталога, необходимо указать полное имя файла. Например, запись D:trip.chr означает обращение к файлу из текущего каталога диска D: , а - D:\STUD\abc.pas - к файлу, который находится в каталоге, не являющемся текущим. Если же во время работы мы не войдем ни в один каталог диска, то говорят, что мы находимся в головном каталоге диска . Для указания головного каталога необходимо после имени диска указать символ "\" (C:\;D:\) . D:\rc.pcx и D:\abc.pas - файлы, находящиеся в головном каталоге диска D:.
Во всех рассмотренных выше примерах речь шла об обращении к одному файлу. Как поступить, если надо обратиться к группе файлов? Нет смысла обращаться к каждому файлу в отдельности, потому что есть возможность обращения к группе файлов одного вида. Для этого используют специальные символы подстановки (маски) - *и?.
Знак вопроса заменяет в имени файла один символ. Например, E:a?.pas (все файлы текущего каталога диска E: с расширением pas , имя файла состоит из двух символов и начинается с символа a); a??b.txt (все файлы с расширением txt , первый символ имени файла a , последний - символ b , длина имени файла 4 символа, файлы находятся в текущем каталоге текущего диска).
Символ * можно использовать для замены нескольких символов. Его можно применить для замены как одного, так и всех символов имени файла и его расширения. Начиная с той позиции, в которой вводится звездочка, она заменяет все оставшиеся символы. Например: D:\TP\*.txt (все файлы с расширением txt , находящиеся в каталоге TP диска D: ); C:R*.pas (все файлы с расширением pas, имена которых начинаются с символа R , находящиеся в текущем каталоге диска С:); D:\abc.* (все файлы с именем abc корневого каталога диска D: ).
Тема: «Объекты файловой системы»
Цели урока:
Сформировать представление о файле, как объекте.
Сформировать представление об имени файла как о средстве обозначения этого объекта;
Познакомить учащихся с присваиванием имени некоторых файлов;
Сформировать представление о расширении имен файлов.
Рассмотреть основные категории файлов.
Педагогические задачи урока:
Научить выполнять стандартные действия с фалами и папками с помощью команд меню и панели инструментов, систематизировать технологические приемы работы в операционной среде.
Требования к уровню усвоения учебного материала после завершения урока:
Иметь представление о том, что ФАЙЛ – это информация, хранящаяся в долговременной памяти как единое целое и обозначенная именем.
Иметь представление о том, что имя файла состоит из двух частей. Имя файлу придумывает тот, кто его создает. Расширение обычно автоматически задается программой, в которой создается файл, и указывает на тип файла.
Понимать, что все файлы хранятся в определенной системе: в папках, которые в свою очередь, могут быть вложены в другие папки и так далее.
Ключевые понятия: файл, имя файла, папка
План урока:
Организационный момент (1- 2 мин).
Новый материал по теме в виде эвристической беседы (9-12 минут).
Физминутка (2-3 мин).
Компьютерный практикум (10 мин).
Обобщение и подведение итогов.
Домашнее задание (2 -3 мин)
Все программы и данные в памяти компьютера и на дисках хранятся в виде файлов. Файл – это информация, хранящаяся в долговременной памяти как единое целое и обозначенное именем.
Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения.
Имя файлу придумывает тот, кто его создает. В ОС Windows имя файла может иметь до 255 символов, в нем могут использоваться буквы латинского и русского алфавитов и некоторые другие символы. Имя файла не должно включать следующие символы:
/ \ ; * ? ‘’ |
Расширение обычно автоматически задается программой, в которой вы работаете, и указывает на тип файла (хотя пользователь может задавать и нетрадиционные расширения). Оно говорит пользователю и компьютеру о том, какая информация хранится в файле, и какой программой был создан этот файл. Чаще всего расширение состоит из трех букв латинского алфавита. От имени расширение отделяется точкой.
Существует большое количество типов файлов:
Исполнимые – файлы, содержащие готовые к исполнению программы; их можно узнать по расширениям com, exe;
Текстовые документы – имеют расширения txt, doc, rtf;
Графические – файлы, содержащие изображения; их расширения – bmp, jpg и др.
На жестком диске одного компьютера может храниться огромное количество файлов – десятки и даже сотни тысяч. Чтобы не возникало путаницы, все файлы хранятся в определенной системе: в папках, которые, в свою очередь, могут содержаться в других папках (быть вложенными) и так далее. Пусть на жестком диске компьютера записано несколько игр. Игра представляет собой набор файлов. Каждая игра хранится в отдельной папке, при этом все папки с играми для удобства могут быть вложены в одну общую папку с именем Игры.
Системы хранения файлов напоминает хранение большого количества книг в библиотеке:
Папку открывают двойным щелчком на её значке. Двойным щелчком на значке файлы открывают соответствующий файл.
Во время работы на компьютере чаще всего проводятся такие операции с файлами, как модификация, копирование, удаление, перемещение. Здесь также можно провести аналогию с книгами в библиотеке:
При работе с файлами не следует:
Удалять файл, точно не выяснив, обязательно ли это следует делать.
Давать файлу имя, которое не поясняет его содержание.
Сохранять файл в той папке, где его потом будет трудно найти.
Удалять или перемещать файлы, находящиеся в папках прикладных программ – это может привести к тому, что программы перестанут работать.
Вывод:
Файл – это информация, хранящаяся в долговременной памяти как единой целое и обозначенная именем.
Имя файла состоит из двух частей. Имя файлу придумывает тот, кто его создает. Расширение обычно автоматически задается программой, в которой создается файл, и указывает на тип файла.
Чтобы не возникло путаницы, все файлы хранятся в определенной системе: в папках, которые в свою очередь, могут вложенными в другие папки и так далее.
Вопросы и задания:
Что такое файл?
Из каких частей состоит имя файла?
Какие правила записи имени файла следует соблюдать?
Опишите систему хранения файлов на диске.
Какие операции можно совершать с файлами?
Каких действий следует избегать при работе с файлами?
Компьютерный практикум:
Теперь мы умеем:
Открывать и закрывать папки;
Упорядочивать содержимое папки – файлы и вложенные папки.
Рано или поздно начинающий пользователь компьютера сталкивается с таким понятием, как файловая система (ФС). Как правило, впервые знакомство с данным термином происходит при форматировании носителя информации: логические диски и подключаемые носители (флешки, карты памяти, внешний жесткий диск).
Перед форматированием операционная система Windows предлагает выбрать вид файловой системы на носителе, размер кластера, способ форматирования (быстрое или полное). Давайте разберемся, что же такое файловая система и для чего она нужна?
Вся информация записывается на носитель в виде , которые должны располагаться в определенном порядке, иначе операционная система и программы не смогут оперировать с данными. Этот порядок и организует файловая система с помощью определенных алгоритмов и правил размещения файлов на носителе.
Когда программе требуется файл, записанный на диске, ей нет необходимости знать, как и где он хранится. Все, что от программы требуется – это знать имя файла, его размер и атрибуты, чтобы передать эти данные файловой системе, которая обеспечит доступ к нужному файлу. То же самое происходит и при записи данных на носитель: программа передает информацию о файле (имя, размер, атрибуты) файловой системе, которая сохраняет его по своим определенным правилам.
Для лучшего понимания представьте библиотекаря, который выдает клиенту книгу по ее названию. Или в обратном порядке: клиент сдает прочитанную книгу библиотекарю, который размещает ее обратно на хранение. Клиенту совсем нет необходимости знать, где и как хранится книга, это обязанность служащего заведения. Библиотекарь знает правила каталогизации библиотеки и согласно этим правилам разыскивает издание или размещает его обратно, т.е. выполняет свои служебные функции. В данном примере библиотека – это носитель информации, библиотекарь – файловая система, клиент – программа.
Основные функции файловой системы
Основными функциями файловой системы являются:
- размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
- определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
- создание, чтение и удаление файлов;
- назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
- определение структуры файла;
- организация каталогов для логической организации файлов;
- защита файлов при системном сбое;
- защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.
Информация, записываемая на жесткий диск или любой другой носитель, размещается в нем на основе кластерной организации. Кластер представляют собой своего рода ячейку определенного размера, в которую помещается весь файл или его часть.
Если файл имеет размер кластера, то он занимает только один кластер. Если размер файла превышает размер ячейки, то он размещается в нескольких ячейках-кластерах. Причем свободные кластеры могут находиться не рядом с другом, а быть разбросанными по физической поверхности диска. Такая система позволяет наиболее рационально использовать место при хранении файлов. Задача файловой системы — разложить файл при записи по свободным кластерам оптимальным образом, а также собрать его при чтении и выдать программе или операционной системе.
Виды файловых систем
В процессе эволюции компьютеров, носителей информации и операционных систем возникало и пропадало большое количество файловых систем. В процессе такого эволюционного отбора, на сегодня для работы с жесткими дисками и внешними накопителями (флешки, карты памяти, внешние винчестеры, компакт диски) в основном используются следующие виды ФС:
- FAT32
- ISO9660
Последние две системы предназначены для работы с компакт дисками. Файловые системы Ext3 и Ext4 работают с операционными системами на основе Linux. NFS Plus – это ФС для операционных систем OS X, используемых в компьютерах фирмы Apple.
Самое большое распространение получили файловые системы NTFS и FAT32 и это не удивительно, т.к. они предназначены для операционных систем Windows, под управлением которых работает подавляющее большинство компьютеров в мире.
Сейчас FAT32 активно вытесняется более продвинутой системой NTFS по причине ее большей надежности к сохранности и защите данных. К тому же последние версии ОС Windows просто не дадут себя установить, если раздел жесткого диска будет отформатирован в FAT32. Программа установки потребует отформатировать раздел в NTFS.
Файловая система NTFS поддерживает работу с дисками объемом в сотни терабайт и размером одного файла до 16 терабайт.
Файловая система FAT32 поддерживает диски до 8 терабайт и размер одного файла до 4Гб. Чаще всего данную ФС используют на флешках и картах памяти. Именно в FAT32 форматируют внешние накопители на заводе.
Однако ограничение на размер файла в 4Гб на сегодня уже является большим минусом, т.к. в связи с распространением высококачественного видео, размер файла с фильмом будет превышать это ограничение и его будет невозможно записать на носитель.
Поделиться.Структура компьютера (ФС)? Такие машины есть практически в каждой крупной компании, не говоря уже о рядовых потребителях. Сегодня у каждой третьей или даже второй семьи точно есть такая техника, причем даже не в одном экземпляре.
Пожалуй, молодое поколение может догадываться, о чем собственно идет речь. Но люди постарше, молодость которых проходила в окружении другой техники, могут не знать. А между тем интерес к компьютерам стали проявлять и они.
Определение файла
Работой любого компьютера руководит операционная система, без которой невозможно его использовать по прямому предназначению. Для понимания того, что представляет собой ФС, необходимо вникнуть в суть другого термина - файла. С английского слово file переводится как "папка" и означает именованную область данных диска либо любого другого носителя информации. Также можно дать и такое определение файла: это - последовательность определенного количества байтов, причем его длина произвольная.
Как понять файловую структуру персонального компьютера наиболее адекватно, и о каких данных идет речь? Обычно любая хранимая или обрабатываемая информация - это:
- электронные документы;
- изображения;
- программное обеспечение;
- музыкальные композиции;
- видеоконтент и прочее.
Однако всю эту информацию необходимо как-то упорядочить, что делается для удобства в отношении пользователя. Но это относится не только к файлам. К примеру, все мы храним обувь в отдельности от одежды. То же самое применимо и к продуктам, ведь никто не хранит обувь рядом с ними?! Поэтому мы прибегаем к двум проверенным способам:
- сортировка;
- группировка.
Что касается файлов, то здесь используется 2 способ. За что и отвечает операционная система. Но действует она посредством файловой системы или структуры.
Что понимать под файловой системой?
По сути, файловая система является частью операционной системы. Именно благодаря ей есть возможность проводить различные операции с цифровой информацией: давать имена файлам или менять их название, а также удалять их, перемещать и совершать прочие действия. В этом как раз и заключается суть того, что такое файловая структура компьютера. Ответ на этот вопрос вы найдете далее.
Иногда из-за какого-то программного сбоя информация может быть утеряна, и тогда данный ресурс позволяет восстановить ее. Проще говоря, файловая структура или скорее система выступает в качестве основного инструмента для работы с цифровыми данными.
Для группировки файлов создаются так называемые каталоги, которые по-простому именуются как папки. Это своего рода контейнеры, внутри которых размещена вся хранимая информация и другие каталоги. Они создаются посредством самой файловой системы.
Если необходимо проделать какое-либо действие над файлом (открыть, переместить и так далее), то операционная система обращается как раз к файловой системе. Именно последняя и производит необходимые манипуляции. Теперь можно сформировать более понятное определение файловой системы. Это - организационный процесс хранения данных на каком-нибудь носителе.
Однако при покупке нового жесткого диска на него нельзя сразу же записать какую-нибудь информацию. Дело в том, что там отсутствует сама структура файловой системы компьютера, она создается только после процесса форматирования. К слову сказать, если на носителе уже присутствуют файлы, то данная процедура удаляет все полностью, поэтому нужно быть внимательным.
Функциональность ФС
Файловая система выполняет несколько полезных функций:
- Может определить месторасположение файла, а также его имя, формат, размер и параметры.
- Определение порядка хранения информации на носителе.
- Хранение служебной информации (дефектные области диска).
- Определение количества файлов в каталоге.
- Определяет максимальную длину для имен файлов и каталогов.
- Организация устойчивости системы к вероятным сбоям в питании, а также аппаратным и программным ошибкам.
- Определение безопасности хранения данных и осуществление быстрого доступа к ним.
А так как для хранения информации используются преимущественно жесткие диски, то организационный порядок определяется как раз в отношении их разделов (томов).
Иерархия
Файловая структура компьютера имеет вид дерева. Внимательный пользователь может заметить, что вся хранимая информация на компьютере, а именно на жестком диске, напоминает иерархическую структуру.
То есть внутри одного каталога может быть другой, внутри которого, в свою очередь, еще один и так далее. Все это позволяет организовать рабочий порядок, и пользователи знают, что и где находится.
Те каталоги, которые размещены внутри других - это, по сути, те же самые папки, которым можно также назначить имена. Только у них не записываются последние три (или более) буквы. Обычно это характерно для файлов, и такое расширение имени определяет их тип. Папка же вмещает в себя данные самого разного типа, а поэтому нет необходимости в ее расширении имени.
Конечно, это сделать никто не запретит, но здесь не будет никакого смысла. Кроме того, папка со значением exe, к примеру, "Фильмы.exe" в большинстве случаев указывает на присутствие вируса - в этом случае не рекомендуется открывать ее.
Атрибуты файлов
Для облегчения работы с файловой структурой персонального компьютера предусмотрены специальные параметры, называемые атрибутами. То есть это - положжения, которые определяют правила просмотра или редактирования данных. В зависимости от этого существует 4 типа основных атрибутов:
- Read only - только для чтения (R).
- System - системный (S).
- Hidden - скрытый (H).
- Archive - архивный (A).
Параметр R - его смысл можно понять из его русского названия. То есть это относится к режиму редактирования: если у файла активирован такой атрибут, то попытки изменить его не увенчаются успехом. Также его невозможно уничтожить. Поэтому данный параметр актуален для локальных сетей, где доступ к данным есть у большинства пользователей в пределах этой сети.
Атрибут S указывает на принадлежность файлов к операционной системе, и их наличие необходимо для стабильной работы. В связи с этим, при попытке удалить или переместить такие данные (что нежелательно), система задаст вопрос, действительно ли пользователь желает выполнить операцию. Тем не менее, некоторые вирусы способны маскироваться таким образом, что плохо сказывается на файловой структуре для хранения информации в компьютере.
Параметр H при активации скрывает файлы с виду. Это актуально для наиболее важных системных данных, которые можно удалить случайно.
Атрибут A указывает, что файл сжат.
Разновидности файловой системы
Существует несколько типов файловых систем, между которыми рядовой пользователь не найдет видимых различий. А между тем каждой разновидности присущи свои характеристики. Файловые системы подразделяются в зависимости от предназначения:
- для жестких дисков;
- для магнитных носителей;
- для оптических носителей;
- для виртуальной среды;
- сетевые.
Наибольшее распространение получили следующие файловые системы:
- EXFAT.
- NTFS.
Среди них есть те, что уже устарели, а другие еще используются. При этом у каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Стоит рассмотреть их чуть более подробно.
EFS
Полностью звучит так: Encrypting File System. Данная файловая структура операционной системы персонального компьютера наиболее предпочтительна в силу того, что все данные располагаются в зашифрованном виде. Благодаря этому этот тип широко распространен и работает с операционными системами всего семейства Windows.
Шифрование задается просто. Для этого нужно зайти в свойства файла, нажать на кнопку «Другие», найти пункт «Шифровать содержимое для защиты данных» и поставить рядом галочку. После этого нажать «Приметить» и «ОК». Помимо этого, можно указать кому разрешен доступ к зашифрованному файлу.
Universal Disk Format или UDF
Данная файловая система предназначена для носителей информации, в частности оптических дисков. Поддерживается операционной системой Windows XP и старше. Имеет свои особенности: длина имени файлов не превышает 255 символов (ASCII-кодировка) или 127 (Unicode-кодировка).
Что касается регистра, то он может быть как нижним, так и верхним. При этом максимальная длина пути составляет 1023 символа.
EXFAT
Что такое файловая структура компьютера EXFAT? Преимущественно она используется для переносных накопителей информации (флешки). Это своего рода посредник между Windows и Linux, который ответственен за преобразование файлов из одной системы в другую. В Windows Vista и Windows 7 можно отформатировать накопители посредством стандартного инструмента.
EXT
Данная файловая система разрабатывалась специально для тех операционных систем, которые основаны на ядре Linux. Первые разработки были представлены на суд пользователей в 1992 году. На сегодняшний день уже имеется несколько версий:
- ext2;
- ext3;
- ext3cow;
- ext4.
Последняя система является самой усовершенствованной и новой, а потому и актуальной. Современные дистрибутивы Linux как раз используют ext4. Понять, что такое файловая структура компьютера, можно и на примере прочих, более известных систем, о которых речь пойдет ниже.
FAT
Теперь подошла очередь для узнаваемых систем, среди которых FAT. Система была создана в конце прошлого столетия, а за ее разработку ответственны Билл Гейтс и Марк МакДональд. В силу своей простоты она используется во многих флеш-накопителях и в настоящее время.
Существуют несколько ее разновидностей:
- FAT12.
- FAT16.
- FAT32.
Между собой они отличаются разрядностью, то есть количеством бит, которое отводится для хранения одного кластера. Соответственно чем выше разрядность, тем больший объем может поддерживать система FAT. Самая первая ее версия поддерживала небольшой объем данных по современным меркам - всего лишь 2 Гб. Соответственно, для разделов или дисков с большим объемом она не подходит, а потому быстро устарела.
В отношении же FAT32 речь идет уже о 127 гигабайтах, в чем ее максимальный размер для диска. И в настоящее время в большинстве случаев как раз она и используется.
NTFS
Что такое файловая структура компьютера NTFS? Эта самая популярная на сегодня система, которую начала разрабатывать компания Microsoft, известная нам по серии операционных систем Windows. Главное ее качество заключается в том, что в случае произошедшего сбоя операционной системы, все данные будут сохранены, поскольку подобная разновидность способна самовосстанавливаться.
Также есть и другая особенность - ее структура представлена в виде определенной таблицы. Первые 16 данных в реестре - это сама файловая система. Каждый байт - это тоже своего рода таблица, где содержится зеркальный файл с расширением MFT, а также данные регистрации, которые понадобятся в случае восстановлении информации. Помимо них, здесь есть и сведения касательно самого файла с его данными, который был сохранен на жестком диске.
Впервые система NTFS была представлена в 1993 году одновременно с выходом Windows NT 3.1. Если сравнивать с другой разновидностью - FAT, то здесь можно найти немалое количество улучшений. К примеру, теперь практически нет ограничений в отношении размеров жесткого диска или его разделов. Также стали поддерживаться некоторые полезные функции: жесткие ссылки, шифрование, сжатие.
В заключение
Теперь, зная определение, что такое файловая структура компьютера, любой пользователь сможет выбрать для себя подходящий вариант, который его больше устроит. Каждая из описанных систем обладает своими особенностями, что и определило для некоторых из них дальнейшую судьбу.
Какие-то уже больше не используются. Связано это главным образом, с тем, что объем данных постоянно увеличивается. И если ранее вполне хватало 80-100 Гб, то теперь это мизерное количество. Сейчас счет ведется уже на терабайты.
Файловая система позволяет систематизировать программы и данные и организовать упорядоченное управление этими объектами.
На операционные системы персональных компьютеров наложила глубокий отпечаток концепция файловой системы, лежащей в основе ОС Unix. В ОС Unix подсистема ввода-вывода унифицирует способ доступа как к файлам, так и к периферийным устройствам. Под файлом при этом понимают набор данных на диске, терминале или каком-либо другом устройстве.
Файловая система — это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Файловая система позволяет работать с файлами и директориями (каталогами) независимо от их содержимого, размера, типа и т. д.
Файловая система – это система управления данными.
Система управления данными – система, пользователи которой освобождаются от большинства операций по физическому манипулированию файлами и могут сосредоточить внимание главным образом на логических свойствах данных.
Файловые системы ОС создают для пользователей некоторое виртуальное представление внешних запоминающих устройств, позволяя работать с ними не на низком уровне команд управления физическими устройствами, а на высоком уровне наборов и структур данных.
Файловая система (назначение):
- скрывает картину реального расположения информации во внешней памяти;
- обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации компьютера (логический уровень работы с файлами);
- обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными.
Файловая структура
Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой. Развитые операционные системы имеют иерархическую — многоуровневую файловую структуру, организованную в виде дерева.
Используется древовидная структура каталогов – дерево каталогов . Заимствована у Unix. Иерархическая структура – структура системы, части (компоненты) которой связаны отношениями включения или подчинения.
Иерархическая структура изображается ориентированным деревом, в котором вершины соответствуют компонентам, а дуги – связям.
дерево каталогов диска G
Ориентированное дерево – это граф с выделенной вершиной (корнем), в котором между корнем и любой вершиной существует единственный путь. При этом возможны два варианта ориентации: либо все пути ориентированы от корня к листьям, либо все пути ориентированы от листьев к корню.
Деревья используются при описании и проектировании иерархических структур.
Корень – начальная позиция, листья – заключительная позиция.
Разделы
Любой жесткий или магнитооптический диск в процессе форматирования можно разделить на несколько частей и работать с ними как с отдельными (самостоятельными) дисками. Эти части называются разделами или логическими дисками . Разбиение диска на несколько логических дисков может быть необходимо из-за того, что ОС не могут работать с дисками, размер которых превышает определенную величину. Очень удобно хранить данные и пользовательские программы отдельно от системных программ (ОС), ведь ОС может «слететь с компьютера».
Раздел – область диска. Под логическим диском(разделом) в компьютере понимается любой носитель информации, с которым операционная система работает как с единым целым объектом.
Имя диска – обозначение логического диска; запись в корневом каталоге.
Логические диски (разделы) обозначаются латинскими буквами A, B, C, D, E, … (32 буквы от A до Z).
Буквы A, B зарезервированы для обозначения дискет.
С – жесткий диск, обычно с которого производится загрузка ОС.
Остальные буквы – логические диски, компакт-диски и т.д. Максимальное количество логических дисков для ОС Windows – бесконечное.
В таблице разделов указывается расположение начала и конца этого раздела и число секторов в этом разделе (место и размер).
Файловая структура логического диска
Чтобы обратиться к информации на диске, находящейся в файле, надо знать физический адрес первого сектора (№ поверхности + № дорожки + № сектора), общее количество кластеров, занимаемое данным файлом, адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер одного кластера
Элементы файловой структуры:
стартовый сектор (начальной загрузки, Boot-сектор);
таблица размещения файлов (FAT – File Allocation Table);
корневой каталог (Root Directory);
область данных (оставшееся свободным дисковое пространство).
Boot -сектор
Boot -сектор – первый (начальный) сектор диска. Находится на 0- стороне, 0-дорожке.
Boot-сектор содержит служебную информацию:
размер кластера диска (кластер – блок, объединяющий в группу несколько секторов для сокращения размера FAT-таблицы);
местоположение FAT-таблицы (в вoot-секторе находится указатель на то, где расположена FAT-таблица);
размер FAT-таблицы;
количество FAT-таблиц (всегда есть как минимум 2 копии таблицы для обеспечения надежности и безопасности, т.к. разрушение FAT ведет к потере информации и трудно восстанавливается);
адрес начала корневой директории и ее максимальный размер.
В вoot-секторе находится блок начальной загрузки (загрузчик) – загрузочная запись Boot Record.
Загрузчик – обслуживающая программа, которая помещает выполняемую программу в оперативную память и приводит ее в состояние готовности к исполнению.
FAT (таблица размещения файлов)
FAT (File Allocation Table) – таблица размещения файлов. В ней определено, какие участки диска относятся к каждому файлу.Область данных диска представлена в ОС как последовательность пронумерованных кластеров.
FAT – это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных.
Структура таблицы размещения файлов:
FAT состоит из элементов длиной 16 /32/64 бита. Всего в таблице может быть до 65520 таких элементов, каждый из них (кроме первых двух) соответствует кластеру диска. Кластер является той единицей, в которой распределяется пространство в области данных на диске для файлов и каталогов. Первые два элемента таблицы (с номерами 0 и 1) зарезервированы, а каждый из остальных элементов таблицы описывает состояние кластера диска с тем же номером. Элемент может указывать, что кластер свободен, что кластер дефектный, что кластер принадлежит файлу и является последним кластером в файле. Если кластер принадлежит файлу и не является его последним кластером, то элемент таблицы содержит номер следующего кластера в этом файле.
FAT – крайне важный элемент файловой структуры. Нарушения в FAT могут привести к полной или частичной потери информации на всем логическом диске. Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT. Существуют специальные программы, которые контролируют состояние FAT и исправляют нарушения.
Для разных ОС необходимы разные версии FAT
Windows 95 FAT 16, FAT 32
Windows NT (XP) NTFS
Novell Netware TurboFAT
UNIX NFS,ReiserFS
Логическая структура носителя информации
Займите свое рабочее место за компьютером.
Откройте двойным щелчком левой кнопкой мыши окно Мой компьютер.
Убедитесь, что меню Вид включен флажок Крупные значки.
Дважды щелкните на значке жесткого диска С: и рассмотрите его содержимое.
Найдите папку Мои документы и откройте её двойным щелчком на соответствующем значке.
В папке Мои документы найдите файл Начало.doc. Откройте его двойным щелчком. Прочтите и выполните содержащееся в файле указание (закройте окно щелчком на закрывающей кнопке).
Найдите на Рабочем столе папку Мои документы и откройте её.
Откройте папку 6 класс, вложенную в папку Мои документ. Рассмотрите её содержимое.
Откройте папку Заготовки, вложенную в папку 6 класс. Выполните команду Вид –Таблица. Ознакомьтесь с информацией, приведенной для каждого файла.
Расположите значки файлов в алфавитном порядке. Для этого установите указатель мыши в чистую область окна Заготовки и щелкните правой кнопкой мыши (вызов контекстного меню). Выполните команду (упорядочить значки – по имени).
Расположите значки файлов в порядке возрастания размеров файлов (упорядочить значки по размеру)
Расположите значки по типам файлов.
В папке 6 класс создайте собственную папку, в которой будут храниться все ваши работы. Для этого переведите указатель мыши в чистую область окна 6 класс и щелкните правой кнопкой мыши (вызов контекстного меню). Выполните команду Создать – папку и в качестве имени новой папки введите свою фамилию. Убедитесь, что фамилия написана правильно и нажмите Enter.
Поднимитесь в папку Мои документы. Закройте окно папки Мои документы
