Иерархическая файловая система. Файлы и файловая система. Сравнение файловых систем для Windows
Практическая задание № 9.
Тема: «Работа с файловой структурой»
Цель работы: изучить структуру построения файловой системы, характеристики файла, функции файловой системы, правила создания имени файла.
Файл (от англ.слова file - досье, набор документов) - это определенное количество информации (программы или данные), имеющие имя, хранящиеся в долговременной памяти компьютера.
Файлы могут располагаться как сразу на диске, так и в специальных областях, называемых директориями , каталогами или папками .
Файл – это поименованная область на диске. Каждый файл имеет следующее обозначение:
Имя файла разделено на две части точкой: собственное имя файла (префикс) и расширение (суффикс), определяющее его тип (программа, данные и т.д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а его тип обычно задается программой автоматически.
Полное имя файла строится следующим образом: [имя диска:] [путь\] имя файла. У дисков могут быть имена A:, B: – для гибких дисков (дискет); C:, D:, E: и т.д. вплоть до Z: – для жестких дисков и их логических разделов, электронных (виртуальных) дисков, для лазерных дисков CD-ROM и флешек.
Таблица 1. Расширения в именах файлов
Атрибуты
Характеристики файла, наделяющие файл определенными свойствами. Для наиболее распространенных в настоящее время файловых систем FAT16, FAT32 и NTFS можно выделить следующие файловые атрибуты:
"Только для чтения" (Read-only) - означает, что файл доступен операционной системе только для чтения, т. е. в него нельзя вносить какие-либо исправления. В большинстве случаев это не означает, что исправления внести вовсе невозможно, просто при попытке изменить файл с данным атрибутом пользователю будет показано соответствующее предупреждение.
"Скрытый" (Hidden) - подразумевается, что файл с данным атрибутом не выводится при показе тех или иных списков файлов. В большинстве программ обработку этого атрибута можно настраивать. Например, стандартный "Проводник" Windows позволяет как прятать, так и показывать файлы с атрибутом "скрытый". Во втором случае иконка файла отображается полупрозрачной.
"Системный" (System) - файлы с атрибутом "системный" чаще всего относятся к критичным файлам операционной системы, которые нельзя удалять или изменять. В общем смысле, атрибут "системный" является "утяжеленным" вариантом атрибута "только для чтения", скомбинированным с атрибутом "скрытый". В стандартном "Проводнике" Windows атрибут "системный" отрабатывается аналогично атрибуту "скрытый" - подобные файлы по умолчанию спрятаны от пользователя, но можно и разрешить их показ.
"Архивный" (Archive) - в настоящее время по своему прямому назначению данный файловый атрибут FAT практически не используется. Изначально предполагалось, что этот атрибут будет указывать программам архивации файлы, предназначенные для резервного копирования. Другими словами, программа, осуществляющая резервное копирование файла на жестком диске, должна была сбрасывать атрибут "архивный", а программы, вносящие в последующем в этот файл какие-либо изменения, наоборот, вновь его устанавливать. Таким образом, программа резервного копирования путем проверки данного файлового атрибута могла легко определить, изменялся ли данный файл на жестком диске с момента осуществления предыдущего резервного копирования.
В файловой системе NTFS, применяющейся в современных версиях ОС Windows, помимо уже приведенных атрибутов, в файловых атрибутах хранятся имена файлов, само содержимое файлов, а также множество другой информации. Более того, вдобавок к набору стандартных файловых атрибутов, файловая система NTFS позволяет разработчикам приложений создавать свои собственные атрибуты, с которыми затем могло бы работать их приложение.
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 определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.
Функции файловой системы:
1. Сохранение информации на внешних носителях.
2. Чтение информации из файлов.
3. Удаление файлов, каталогов.
4. Переименование файлов.
5. Копирование файлов и др.
Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указание на начало его размещения на диске.
Одноуровневая файловая система
Таблица 2. Структура записей в каталоге
Иерархическая файловая система
Над файлами могут производиться различные операции:
- Копирование (копия файла помещается из одного каталога в другой)
- Перемещение (сам файл перемещается в другой каталог)
- Удаление (запись о файле удаляется из каталога)
- Переименование (изменяется имя файла) и т.д.
Правила создания имени файла:
Нельзя использовать следующие символы, которые зарезервированы для специальных функций:
? : * / \ “ > < |
Расширение указывает на тип информации, хранящейся в файле (тип файла):
· txt, doc, rtf- текстовые документы
· bmp, jpg, gif - графические файлы
Кроме имени и расширения параметрами файла также являются: размер фала, дата и время создания, значок.
Размер файла свидетельствует о том, сколько информации он содержит и, соответственно, сколько места он занимает на диске. Размер файла выражается в единицах измерения объема информации: байт, Кбайт, Мбайт.
Дaтa и время создания файла. Эти параметры тоже характеризуют файл и записываются по определенным правилам. Например, запись 05.03.97 15:30 означает, что файл был создан 5 марта 1997 года, а время его создания - 15 часов 30 минут. Дата и время регистрируются автоматически операционной системой.
Значок - элементарный графический объект. По значку можно узнать, в какой среде создан файл или какого он типа.
Для систематизации файлов используют папки. Папка - объект среды Windows, предназначенный для объединения других папок и файлов в группы. Имя папки составляется по тем же правилам, что и имена файлов, но они не имеют расширений.
Действия с файлами и папками:
· закрыть;
· открыть;
· переименовать;
· удалить;
· переместить;
· копировать (создать копию).
Ход работы
Задание 1
Определите полный путь к файлам:
Задание 2
Задание 3
Дано дерево иерархической файловой структуры на диске. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными – имена файлов:
Найти ошибки в файловой структуре.
Задание 4
Дано дерево иерархической файловой структуры на диске. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными – имена файлов:
Перечислить каталоги 1-го, 2-го, 3-го уровней, если они есть. Указать пути от корневого каталога к каждому из файлов.
Задание 5
C:\Рисунки\Природа\Небо.bmp
C:\Рисунки\Природа\Снег.bmp
C:\Рисунки\Компьютер\Монитор.bmp
C:\Мои документы\Доклад.doc
Задание 6
Указаны пути от корневого каталога к некоторым файлам, хранящимся на диске.
Отобразить файловую структуру в виде дерева.
C:\Рефераты\Физика\Оптические явления.doc
C:\Рефераты\Информатика\Интернет.doc
C:\Рефераты\Информатика\Компьютерные вирусы.doc
C:\Рисунки\Закат.jpg
C:\Рисунки\ Зима.jpg
1. Какая файловая система используется в Windows?
2. Что такое файл?
3. Как хранятся файлы на диске?
4. Как формируется имя файла?
5. Зачем нужно расширение имени файла?
6. Какие стандартные расширения имен файлов вы знаете и что они означают?
7. Что такое путь к файлу?
8. Какие логические имена дисковых устройств вы знаете?
9. Объяснить термины: каталог, папка, файл, ярлык, иконка, меню?
10. Копирование и перемещение файлов. Как это реализуется в Windows?
11. Как переименовать файл или каталог?
12. Как создать новый файл или каталог?
13. Как удалить с диска файл или каталог?
14. Как просмотреть содержимое файла?
15. Как запустить файл на выполнение?
Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Однако, если файлов очень много, а способности человеческой памяти ограничены, пользователю сложно запомнить все имена файлов и найти нужный файл среди многих сотен файлов. Иерархическая организация пространства имен позволяет значительно упростить эти задачи. Именно поэтому большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня (Рис. 18).
Граф, описывающий иерархию каталогов, может быть деревом или сетью. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог (Рис. 18, в), и сеть - если файл может входить сразу в несколько каталогов (Рис. 18, б). Например, в MS-DOS и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX - сетевую. Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом, или корнем (root).
Рис. 18. Иерархия файловых систем: а)- одноуровневая; б)- сетевая; в)- древовидная
При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех файлов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл, чтобы путем последовательного просмотра каталогов найти его. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы- каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны.
Частным случаем иерархической структуры является одноуровневая организация, когда все файлы входят в один корневой каталог Рис. 18,а.
Имена файлов
Все типы файлов имеют символьные имена. В иерархически организованных файловых системах обычно используются три типа имен файлов: простые, составные и относительные.
Простое , или короткое, символьное имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. Простые имена присваивают файлам пользователи и программисты. В файловой системе FAT длина имен вначале ограничивались схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени), это имя файла кодируется кодами ASCII. В современных файловых системах такое имя называется коротким. Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлам легко запоминающиеся названия, ясно говорящие о том, что содержится в этом файле. Поэтому современные файловые системы поддерживают длинные символьные имена файлов. Имя файла может содержать до 255 символов. Длинное имя кодируется кодом UNICODE. Примеры простых имен файлов: ul.doc; task.exe, лабораторная работа.doc.
В иерархических древовидных файловых системах разным файлам разрешено иметь одинаковые простые символьные имена при условии, что они принадлежат разным каталогам. Для однозначной идентификации файла в таких системах используется полное имя.
Полное имя представляет собой цепочку простых символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корневого каталога до данного файла. Таким образом, полное имя является составным, в котором простые имена отделены друг от друга принятым в ОС разделителем. На Рис.20 в) два файла имеют простое имя main.exe, однако их составные имена \depart\main.ехе и \user\anna\main.exe различаются.
Файл может быть идентифицирован также относительным именем. Относительное имя файла определяется через понятие «текущий каталог». Для каждого пользователя в каждый момент времени один из каталогов файловой системы является текущим, причем этот каталог выбирается самим пользователем. Файловая система фиксирует имя текущего каталога, чтобы затем использовать его как дополнение к относительным именам для образования полного имени файла. При использовании относительных имен пользователь идентифицирует файл цепочкой имен каталогов, через которые проходит маршрут от текущего каталога до данного файла.
Одной из основных задач операционной системы является предоставление удобств пользователю при работе с данными, хранящимися на дисках. Для этого ОС подменяет физическую структуру хранящихся данных некоторой удобной для пользователя логической моделью. Логическая модель файловой системы материализуется в виде дерева каталогов, в символьных составных именах файлов, в командах работы с файлами. Базовым элементом этой модели является файл, который так же, как и файловая система в целом, может характеризоваться как логической, так и физической структурой.
Файл - это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Файлы хранятся в памяти, не зависящей от питания. Однако есть исключения, и одно из них – «электронный диск», структура в оперативной памяти, имитирующая ФС.
Основные цели использования файла:
Долговременное и надежное хранение информации. Долговременность достигается за счет использования ЗУ, не зависящих от питания, а высокая надежность определяется средствами защиты доступа к файлам и общей организацией программного кода ОС, при которой сбои аппаратуры чаще всего не разрушают информацию, хранящуюся в файлах.
Совместное использование информации. Файлы обеспечивают естественный и легкий способ разделения информации между приложениями и пользователями за счет наличия понятного человеку символьного имени и постоянства хранимой информации и расположения файла. Пользователь должен иметь удобные средства работы с файлами, включая каталоги-справочники, объединяющие файлы в группы, средства поиска файлов по признакам, набор команд для создания, модификации и удаления файлов. Файл может быть создан одним пользователем, а затем использоваться совсем другим пользователем, при этом создатель файла или администратор могут определить права доступа к нему других пользователей. Эти цели реализуются в ОС файловой системой.
Файловая система (ФС) - это часть операционной системы, включающая:
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 различные операции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именование и поиск файлов.
Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. Не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и т. д.: все эти функции ФС берет на себя. ФС распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обеспечивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление файлов. Таким образом, ФС играет роль промежуточного слоя, экранирующего все сложности физической организации долговременного хранилища данных, и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а также предоставляя им набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.
Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип - это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС, к числу которых относится, например, MS-DOS. Основные функции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:
Именование файлов;
Программный интерфейс для приложений;
Отображения логической модели ФС на физическую организацию хранилища данных;
Устойчивость ФС к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.
Задачи ФС усложняются в операционных однопользовательских мультипрограммных ОС, которые, хотя и предназначены для работы одного пользователя, но дают ему возможность запускать одновременно несколько процессов. Одной из первых ОС этого типа стала OS/2. К перечисленным выше задачам добавляется новая задача совместного доступа к файлу из нескольких процессов. Файл в этом случае является разделяемым ресурсом, а значит, ФС должна решать весь комплекс проблем, связанных с такими ресурсами. В частности, в ФС должны быть предусмотрены средства блокировки файла и его частей, предотвращения гонок, исключение тупиков, согласование копий и т. п. В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя. Еще более сложными становятся функции ФС, которая работает в составе сетевой ОС.
ФС поддерживают несколько функционально различных типов файлов, в число которых, как правило, входят обычные файлы, файлы-каталоги, специальные файлы, именованные конвейеры, отображаемые в память файлы и другие. Обычные файлы, или просто файлы, содержат информацию произвольного характера. Большинство современных ОС никак не ограничивает и не контролирует содержимое и структуру обычного файла. Содержание обычного файла определяется приложением, которое с ним работает. Например, текстовый редактор создает текстовые файлы, состоящие из строк символов, представленных в каком-либо коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т. п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют коды символов, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например исполняемый код программы или архивный файл. Все ОС должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов - их собственные исполняемые файлы. Каталоги - это особый тип файлов, которые содержат системную справочную информацию о наборе файлов. Во многих ОС в каталог могут входить файлы любых типов, в том числе другие каталоги, за счет чего образуется древовидная структура, удобная для поиска. Каталоги устанавливают соответствие между именами файлов и их характеристиками, используемыми ФС для управления файлами. В число таких характеристик входит, в частности, информация (или указатель на другую структуру, содержащую эти данные) о типе файла и расположении его на диске, правах доступа к файлу и датах его создания и модификации. Во всех остальных отношениях каталоги рассматриваются файловой системой как обычные файлы. Специальные файлы - это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам. Они позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода посредством обычных команд записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются сначала программами ФС, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Современные ФС поддерживают и другие типы файлов, такие как символьные ссылки, именованные конвейеры, отображаемые в память файлы.
Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Способности человеческой памяти ограничивают количество имен объектов, к которым пользователь может обращаться по имени. Иерархическая организация пространства имен позволяет значительно расширить эти границы. Именно поэтому большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня. Граф, описывающий иерархию каталогов, может быть деревом или сетью. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть - если файл может входить сразу в несколько каталогов. Например, в MS-DOS и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX - сетевую. В древовидной структуре каждый файл является листом. Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом, или корнем (root). При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех файлов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны. Частный случай иерархической структуры – одноуровневая организация, когда все файлы входят в один каталог.
Иерархическая структура файловой системы
Большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня.
Граф описывающий иерархию каталогов может быть деревом или сетью. если файлу разрешено входить только в один каталог, файлы образуют дерево. Сеть – файл может входить сразу в несколько каталогов.
Например, в MS – DOC и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX – сетевую.
В древовидной структуре каждый файл является листом . каталог самого верхнего уровня называетсякорневым каталогом или корнем .
Имена файлов
В файловых системах используется три типа имен файлов: простые, составные и относительные.
Простое (короткое, символьное) имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. Эти имена присваивают пользователи с учетом ограничений ОС. Мак в файловой системе FAT длина имени ограничивается схемой 8.3 (8 символов имя, 3-расшинение), а в файловых системах NTFS и FAT32, входящих в состав ОС Windows NT, имя файла может содержать до 255 символов.
В иерархических файловых системах разным файлам разрешено иметь одинаковые простые символьные имена при условии, что они принадлежат разным каталогам.
Для однозначной идентификации в таких системах используется так наз. полное имя.
Полное имя представляет собой цепочку через которые проходит путь от корня до данного файла.
В древовидной файловой системе между файлом и его полным именем имеется взаимно однозначное соответствие один файл – одно полное имя .
В случае сетевой структуры имеет место соответствие: один файл – много полных имен.
Файл может быть также идентифицирован относительным именем. Оно образуется через понятие текущий каталог. ОС фиксирует имя текущего каталога и использует его как «добавку» к полному имени, используя относительное имя. Например. текущий каталог USER относительное имя main.exe. Полное имя USER/main.exe.
Монтирование
Вычислительная система может иметь несколько дисковых устройств. Более того, одни физическое устройство может иметь несколько логических дисков.
Возникает проблема хранения файлов в системе, которая имеет несколько устройств внешней памяти.
Первое решение. На каждом из устройств размещается автономная файловая система. Т.е. имеется два независимых дерева каталогов. Здесь в полное имя файла входит идентификатор соответствующего логического
Второе решение. Файловые системы объединяются в единую файловую систему, которая описывается единым деревом каталогов.
Такая операция наз.монтированием.
При этом ОС выделяет одно дисковое устройство, называемое системным . Пусть имеется де файловые системы, расположенные на разных логически дисках, причем одни из них является системным.
Файловая система. расположенная на системном диске, назначается корневой. для связи иерархий файлов в корневой файловой системе выбирается некоторый существующий каталог. После выполнения монтирования выбранный каталог становится корневым каталогом второй файловой системы. Через этот каталог монтируемая файловая система подсоединяется как поддерево к общему дереву.
Атрибуты файлов
Атрибуты –информация, которая описывает свойства файла. Примеры возможных атрибутов:
· тип файла (обычный файл, каталог, спецфайл);
· владелец файла;
· создатель файла;
· пароль для доступа к файлу;
· информация о разрешенных операциях доступа к файлу;
· времена создания, последнего доступа и последнего изменения;
· текущий размер файла;
· максимальный размер файла;
· признак «только для чтения»;
· признак «скрытый файл»;
· признак «системный файл»;
· признак «архивный файл»;
· признак «двоичный/символьный»;
· признак «временный» (удалить по завершении процесса);
· признак блокирования;
· признак записи в файл;
· указатель на ключевое поле в записи;
· длина ключа.
Конкретный перечень атрибутов определяется спецификой файловой системы.
сделано в MS-DOS
Другим вариантом является размещение атрибутов в специальных таблицах, когда в каталогах содержатся только ссылки на эти таблицы. В такой файловой системе (ОС UNIX) структура каталога очень простая
Индексный дескриптор файла – таблица, в которой сосредоточены значения атрибутов файла. Такая система более гибкая. Файл может быть включен сразу в несколько каталогов.
Все программы и данные хранятся на устройствах внешней памяти компьютера в виде файлов .
Определение. Файл (file – папка ) - это именованная область памяти (последовательность байтов произвольной длины) на диске или другом носителе, хранимая и обрабатываемая как единое целое. Данными, хранящимися в файлах, могут быть тексты, программы, закодированная графическая или звуковая информация и т. д.
Файл имеет имя и атрибуты и характеризуется размером в байтах, датой и временем его создания или последнего изменения .
Примечание.
Имя файла может быть полным и неполным . Полное (составное) имя файла в MS-DOS состоит из двух частей : имени файла ирасширения , отделяемых точкой . Расширение , называемое также типом файла , может отсутствовать, в этом случае имя файла является неполным .
Символы , используемые в имени файла и его расширении, берутся из следующего набора:
Прописные (большие) и строчные (маленькие) буквы латинского алфавита; ;
Символы: - _ $ # & @ ! % () { } ‘ ~ ^
В имени файла может быть от одного до восьми символов а в расширении - от нуля до трех (для операционных систем типа MS DOS ). В ОС Windows эти ограничения менее строгие – имя файла может содержать до 255 символов.
Некоторые из расширений (типов) файлов являются стандартными :
COM - готовый к выполнению файл (1-я разновидность);
EXE - готовый к выполнению файл (2-я разновидность) или исполняемый файл, главный файл любой пользовательской программы;
BAT - командный пакетный файл;
TXT - текстовый файл произвольного типа;
MDB - файл СУБД Access;
XLS – файл электронной таблицы Excel;
DOC - текстовый файл, содержащий документацию по какому-либо программному продукту или файл редактора Microsoft Word;
BMP - графический файл в точечном формате;
ARJ, RAR, ZIP - архивированные файлы и т.д.
Определение. Атрибутом файла называется параметр, определяющий правила просмотра и редактирования его содержимого.
Файл может иметь следующие атрибуты :
R (Read-only) - «только для чтения». При попытке обновить или уничтожить такой файл системными средствами ОС будет выдано сообщение об ошибочных действиях. Атрибут файла устанавливается для защиты файла от случайного изменения или уничтожения.
H (Hidden) - «скрытый файл». При просмотре каталога стандартными средствами ОС сведения о скрытом файле не выдаются.
S (System) - «системный файл». Эти файлы использует операционная система.
A (Archive) - «архивный файл» . Этот атрибут устанавливается при создании каждого нового файла и сбрасывается программными средствами архивации и резервирования.
Определение. Каталогом называется специальный файл, в котором содержаться сведения о других файлах и каталогах, а именно:
Полное имя;
Время и дата создания или последнего изменения;
Размер в байтах;
Атрибуты;
Некоторые другие сведения о файловой структуре диска.
Примечание.
Выражение «файл входит в каталог » или «файл содержится в каталоге » означает, что сведения об этом файле содержатся в данном каталоге (или директории, directory - справочник, указатель).
На магнитном диске всегда существует главный , или корневой каталог , который создается в процессе форматирования диска. Количество файлов, зарегистрированных в корневом каталоге, зависит от типа и емкости диска. Большое количество файлов в корневом каталоге неудобно для пользователя. Кроме того, может возникнуть ситуация, когда емкости главного каталога окажется недостаточно для всех файлов, подлежащих хранению на диске. Поэтому любая ОС предоставляет возможность создавать на диске иерархическую систему каталогов. В этой системе элементами каталога могут быть не только обычные файлы, но и другие подчиненные каталоги (подкаталоги) , которые, в свою очередь, могут включать наряду с файлами подкаталоги более низкого уровня. Количество элементов в подкаталоге ограничено (практически) только емкостью диска. Обычно подкаталоги для краткости называют просто каталогами.
Примечание.
Корневой каталог именуется (обозначается) символом \ (обратный слэш ). Корневой каталог на каждом диске единственный и не может быть удален программными средствами.
Правила именования некорневых каталогов совпадают с правилами именования файлов, однако расширения при этом, как правило, не используются.
Все современные операционные системы обеспечивают создание файловой системы , предназначенной для хранения данных на внешних носителях и обеспечения доступа к ним.
Для носителей с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система , когда корневой каталог представляет собой линейную последовательность имен файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.
Если на носителе хранятся сотни файлов, то для удобства работы с ними используется многоуровневая иерархическая файловая система , имеющая древовидную структуру. Такую систему можно сравнить, например, с оглавлением книги, содержащим разделы, главы, параграфы и пункты.
Примерами файловых систем, используемых в ПК, могут служить системы FAT-16, FAT-32, NTFS (New Technology File System) и др.
Каждый диск имеет свою файловую структуру , которая формируется по следующим правилам:
В разных каталогах у файлов могут быть одинаковые имена, но в одном каталоге имена файлов должны различаться;
На порядок следования файлов и каталогов в каталоге никаких ограничений не накладывается;
Глубина вложенности каталогов ограничивается количеством символов в длине пути каталогов.
Каталоги ОС образуют иерархическую структуру , называемую деревом каталогов , в котором главный каталог образует «корень» дерева (отсюда второе название главного каталога - «корневой» ), а остальные каталоги подобны ветвям .
Примечание.
Если какие-либо файлы и (или) подкаталоги объединены в каталог , то говорят, что они входят (вложены) в этот каталог . Однако, это объединение не означает , что они каким-либо образом сгруппированы в одном месте на диске .
При обращении к файлу необходимо указать путь доступа к нему согласно спецификации , имеющей следующий формат:
[устройство] [путь каталогов] имя файла [. тип]
Квадратные скобки означают, что соответствующую часть формата можно опустить. Часть формата устройство означает носитель, на котором находится файл или куда он записывается. Если носитель не указан, то по умолчанию используется текущее устройство. Путь каталогов задает маршрут от корневого или текущего каталога к файлу.
Определение. Текущее устройство - это устройство (носитель), с которым в настоящий момент работаетпользователь. Его имя является значением по умолчанию для имени устройства в спецификации файла.
Примечание.
Имена каталогов в пути разделяются символом «\ ». Если путь начинается символом «\ », то поиск файла начинается с корневого каталога . Если путь опущен, то подразумевается текущий каталог .
Определение. Текущим называется каталог, который открыт в настоящий момент на текущем устройстве. Иногда используют понятие рабочего каталога , подразумевая под этим текущий каталог текущего устройства . Его имя является значением по умолчанию для имени каталога в спецификации файла.
Жесткий магнитный диск программно может быть разделен на несколько частей, с которыми можно работать как с отдельными дисками. Эти части называются логическими дисками или разделами, каждому из которых, как и отдельному устройству, присваивается имя в виде латинской буквы с символом «:». При этом, как правило, дисковод FDD именуется А:, а разделы HDD – начиная с С: . Другие устройства внешней памяти в составе ПК (CD-ROM, стример и т.д.) получают имена, следующие в алфавитном порядке за именем последнего раздела винчестера. Логический диск (или устройство), с которого производится загрузка операционной системы, называется системным.
