เรียกว่าระบบลำดับชั้นที่ใช้ในการจัดระเบียบไฟล์ โครงสร้างไฟล์ของดิสก์แบบลอจิคัล ระบบไฟล์ในอุปกรณ์ Android

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม หากมีไฟล์จำนวนมากและหน่วยความจำของมนุษย์มีจำกัด ก็เป็นเรื่องยากสำหรับผู้ใช้ในการจดจำชื่อไฟล์ทั้งหมดและค้นหาไฟล์ที่ต้องการจากไฟล์หลายร้อยไฟล์ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซสามารถทำให้งานเหล่านี้ง่ายขึ้นอย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างอยู่ภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า (รูปที่ 18)

กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากอนุญาตให้รวมไฟล์ไว้ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น (รูปที่ 18, c) และเครือข่าย - หากสามารถรวมไฟล์ไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้ (รูปที่ 18, b) ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่าไดเร็กทอรีรากหรือรูท

ข้าว. 18. ลำดับชั้นของระบบไฟล์: ก) - ระดับเดียว; b) - เครือข่าย; c) - เหมือนต้นไม้

เมื่อใช้องค์กรนี้ ผู้ใช้จะไม่ต้องจำชื่อไฟล์ทั้งหมด เขาเพียงแต่ต้องมีความคิดคร่าวๆ ว่าไฟล์ใดสามารถกำหนดให้กับกลุ่มใดได้ เพื่อค้นหาโดยการเรียกดูไดเร็กทอรีตามลำดับ โครงสร้างลำดับชั้นสะดวกสำหรับการทำงานแบบผู้ใช้หลายคน - ผู้ใช้แต่ละคนที่มีไฟล์ของเขาจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในไดเร็กทอรีของตนเองหรือแผนผังย่อยของไดเร็กทอรีและในเวลาเดียวกันไฟล์ทั้งหมดในระบบก็เชื่อมต่อกันแบบลอจิคัล

กรณีพิเศษของโครงสร้างแบบลำดับชั้นคือองค์กรระดับเดียว เมื่อไฟล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไดเร็กทอรีรากเดียว 18 ก.

ชื่อไฟล์

ไฟล์ทุกประเภทมีชื่อสัญลักษณ์ โดยทั่วไประบบไฟล์ที่จัดระเบียบตามลำดับชั้นจะใช้ชื่อไฟล์สามประเภท: แบบง่าย แบบผสม และแบบสัมพันธ์

เรียบง่ายหรือชื่อเชิงสัญลักษณ์สั้นๆ ระบุไฟล์ภายในไดเร็กทอรีเดียว ชื่อธรรมดาถูกกำหนดให้กับไฟล์โดยผู้ใช้และโปรแกรมเมอร์ ในระบบไฟล์ FAT ในตอนแรกความยาวของชื่อถูกจำกัดไว้ที่รูปแบบ 8.3 (อักขระ 8 ตัว - ชื่อนั้นเอง, อักขระ 3 ตัว - นามสกุลของชื่อ) ชื่อไฟล์นี้จะถูกเข้ารหัสด้วยรหัส ASCII ในระบบไฟล์สมัยใหม่ ชื่อนี้เรียกว่าแบบสั้น อย่างไรก็ตาม จะสะดวกกว่ามากสำหรับผู้ใช้ในการทำงานกับชื่อที่ยาว เนื่องจากช่วยให้คุณสามารถตั้งชื่อไฟล์ที่จดจำได้ง่ายซึ่งระบุสิ่งที่มีอยู่ในไฟล์ได้อย่างชัดเจน ดังนั้นระบบไฟล์สมัยใหม่จึงสนับสนุนชื่อไฟล์สัญลักษณ์ที่ยาว ชื่อไฟล์สามารถมีอักขระได้สูงสุด 255 ตัว ชื่อยาวถูกเข้ารหัสเป็น UNICODE ตัวอย่างชื่อไฟล์อย่างง่าย: ul.doc; Task.exe, ห้องปฏิบัติการ work.doc

ในระบบไฟล์แผนผังแบบลำดับชั้น ไฟล์ที่แตกต่างกันจะได้รับอนุญาตให้มีชื่อสัญลักษณ์ธรรมดาเหมือนกัน โดยที่ไฟล์เหล่านั้นอยู่ในไดเร็กทอรีที่แตกต่างกัน เพื่อระบุไฟล์ในระบบดังกล่าวโดยไม่ซ้ำกัน จะใช้ชื่อเต็ม

ชื่อเต็มเป็นสายโซ่ของชื่อเชิงสัญลักษณ์อย่างง่ายของไดเร็กทอรีทั้งหมดซึ่งมีเส้นทางจากไดเร็กทอรีรากไปยังไฟล์นี้ผ่าน ดังนั้น ชื่อเต็มจึงเป็นชื่อผสม ซึ่งชื่อธรรมดาจะถูกแยกออกจากกันโดยตัวคั่นที่ยอมรับในระบบปฏิบัติการ ในรูปที่ 20 c) สองไฟล์มีชื่อธรรมดาว่า main.exe แต่ชื่อประกอบ \depart\main.exe และ \user\anna\main.exe ต่างกัน

ไฟล์ยังสามารถระบุได้ด้วยชื่อที่สัมพันธ์กัน ชื่อญาติ ไฟล์ถูกกำหนดผ่านแนวคิดของ "ไดเร็กทอรีปัจจุบัน" สำหรับผู้ใช้แต่ละราย ณ เวลาใดก็ตาม หนึ่งในไดเร็กทอรีระบบไฟล์คือไดเร็กทอรีปัจจุบัน และไดเร็กทอรีนี้จะถูกเลือกโดยผู้ใช้เอง ระบบไฟล์จับชื่อของไดเร็กทอรีปัจจุบัน เพื่อที่จะสามารถใช้เป็นส่วนเสริมของชื่อที่สัมพันธ์กันเพื่อสร้างชื่อไฟล์แบบเต็มได้ เมื่อใช้ชื่อแบบสัมพันธ์ ผู้ใช้จะระบุไฟล์ตามสายของชื่อไดเร็กทอรีซึ่งมีเส้นทางจากไดเร็กทอรีปัจจุบันไปยังไฟล์ที่กำหนดผ่าน

งานหลักอย่างหนึ่งของระบบปฏิบัติการคือการอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้เมื่อทำงานกับข้อมูลที่เก็บไว้ในดิสก์ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ระบบปฏิบัติการจะแทนที่โครงสร้างทางกายภาพของข้อมูลที่จัดเก็บด้วยโมเดลลอจิคัลที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ โมเดลเชิงตรรกะของระบบไฟล์ถูกทำให้เป็นรูปธรรมในรูปแบบของแผนผังไดเร็กทอรี ในชื่อไฟล์เชิงสัญลักษณ์ และในคำสั่งสำหรับการทำงานกับไฟล์ องค์ประกอบพื้นฐานของโมเดลนี้คือไฟล์ ซึ่งเหมือนกับระบบไฟล์โดยรวม ที่สามารถกำหนดลักษณะได้ทั้งโครงสร้างลอจิคัลและฟิสิคัล

ไฟล์คือพื้นที่ที่ระบุชื่อของหน่วยความจำภายนอกที่สามารถเขียนและอ่านได้ ไฟล์จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำที่ไม่ขึ้นกับพลังงาน อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นอยู่ และหนึ่งในนั้นคือ "ดิสก์อิเล็กทรอนิกส์" ซึ่งเป็นโครงสร้างใน RAM ที่จำลองระบบไฟล์

วัตถุประสงค์หลักของการใช้ไฟล์:

การจัดเก็บข้อมูลในระยะยาวและเชื่อถือได้ ความทนทานเกิดขึ้นได้จากการใช้หน่วยความจำที่ไม่ขึ้นกับพลังงาน และความน่าเชื่อถือสูงถูกกำหนดโดยการปกป้องการเข้าถึงไฟล์และการจัดระเบียบทั่วไปของโค้ดโปรแกรม OS ซึ่งความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่มักไม่ทำลายข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในไฟล์

การแบ่งปันข้อมูล ไฟล์เป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติและง่ายดายในการแบ่งปันข้อมูลระหว่างแอพพลิเคชั่นและผู้ใช้ โดยมีชื่อสัญลักษณ์ที่มนุษย์สามารถอ่านได้ และความสอดคล้องกันในข้อมูลที่จัดเก็บและตำแหน่งไฟล์ ผู้ใช้ต้องมีเครื่องมือที่สะดวกในการทำงานกับไฟล์ รวมถึงไดเร็กทอรีที่รวมไฟล์ออกเป็นกลุ่ม เครื่องมือค้นหาไฟล์ตามลักษณะเฉพาะ และชุดคำสั่งสำหรับการสร้าง แก้ไข และลบไฟล์ ไฟล์สามารถสร้างได้โดยผู้ใช้รายหนึ่ง จากนั้นจึงใช้โดยผู้ใช้รายอื่นโดยสิ้นเชิง และผู้สร้างหรือผู้ดูแลระบบของไฟล์สามารถกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงของผู้ใช้รายอื่นได้ เป้าหมายเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในระบบปฏิบัติการโดยระบบไฟล์

ระบบไฟล์ (FS) เป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการ ได้แก่ :

การรวบรวมไฟล์ทั้งหมดบนดิสก์

ชุดของโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในการจัดการไฟล์ เช่น ไดเร็กทอรีไฟล์ ตัวอธิบายไฟล์ ตารางการจัดสรรพื้นที่ว่างและดิสก์ที่ใช้แล้ว

ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ระบบที่ใช้การดำเนินการต่างๆ กับไฟล์ เช่น การสร้าง การทำลาย การอ่าน การเขียน การตั้งชื่อ และการค้นหาไฟล์

ระบบไฟล์อนุญาตให้โปรแกรมทำชุดการดำเนินการที่ค่อนข้างง่ายเพื่อดำเนินการกับอ็อบเจ็กต์นามธรรมบางตัวที่แสดงถึงไฟล์ ไม่จำเป็นต้องจัดการกับรายละเอียดของตำแหน่งจริงของข้อมูลบนดิสก์ การบัฟเฟอร์ข้อมูล ฯลฯ: FS จะดูแลฟังก์ชันเหล่านี้ทั้งหมด FS จัดสรรหน่วยความจำดิสก์ รองรับการตั้งชื่อไฟล์ แมปชื่อไฟล์ไปยังที่อยู่ที่เกี่ยวข้องในหน่วยความจำภายนอก ให้การเข้าถึงข้อมูล รองรับการแยกไฟล์ การป้องกัน และการกู้คืน ดังนั้น FS จึงมีบทบาทเป็นเลเยอร์ระดับกลาง ปกป้องความซับซ้อนทั้งหมดขององค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว และการสร้างแบบจำลองทางลอจิคัลที่เรียบง่ายกว่าของการจัดเก็บข้อมูลนี้สำหรับโปรแกรม ตลอดจนจัดเตรียมชุดที่ใช้งานง่าย - เพื่อใช้คำสั่งในการจัดการไฟล์

ปัญหาที่แก้ไขโดย FS ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบกระบวนการคำนวณโดยรวม ประเภทที่ง่ายที่สุดคือระบบไฟล์ในระบบปฏิบัติการแบบผู้ใช้คนเดียวและแบบโปรแกรมเดียว ซึ่งรวมถึง MS-DOS เป็นต้น หน้าที่หลักใน FS ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขงานต่อไปนี้:

การตั้งชื่อไฟล์

ส่วนต่อประสานซอฟต์แวร์สำหรับแอปพลิเคชัน

การแมปแบบจำลองเชิงตรรกะ FS เข้ากับองค์กรทางกายภาพของคลังข้อมูล

ความต้านทาน FS ต่อไฟฟ้าขัดข้อง ข้อผิดพลาดด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

งาน FS มีความซับซ้อนมากขึ้นในระบบปฏิบัติการหลายโปรแกรมสำหรับผู้ใช้คนเดียว ซึ่งแม้ว่าจะออกแบบมาสำหรับการทำงานของผู้ใช้รายเดียว แต่ก็ทำให้เขาสามารถรันหลายกระบวนการพร้อมกันได้ หนึ่งในระบบปฏิบัติการประเภทแรกๆ นี้คือ OS/2 งานใหม่ในการแชร์ไฟล์จากหลายกระบวนการจะถูกเพิ่มไปยังงานที่แสดงไว้ด้านบน ไฟล์ในกรณีนี้เป็นทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งหมายความว่า FS จะต้องแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบไฟล์จะต้องมีวิธีการในการบล็อกไฟล์และชิ้นส่วนของไฟล์ ป้องกันการแข่งขัน กำจัดการหยุดชะงัก กระทบยอดสำเนา ฯลฯ ในระบบที่มีผู้ใช้หลายราย งานอื่นจะปรากฏขึ้น: ปกป้องไฟล์ของผู้ใช้รายหนึ่งจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยผู้ใช้รายอื่น ฟังก์ชันของ FS ซึ่งทำงานโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเครือข่ายนั้นมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

FS รองรับไฟล์ประเภทต่างๆ ที่มีฟังก์ชันการทำงานหลายประเภท ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงไฟล์ปกติ ไฟล์ไดเร็กทอรี ไฟล์พิเศษ เนมไปป์ ไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ และอื่นๆ ไฟล์ปกติหรือไฟล์ธรรมดาๆ มีข้อมูลที่มีลักษณะเฉพาะ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ได้จำกัดหรือควบคุมเนื้อหาและโครงสร้างของไฟล์ปกติแต่อย่างใด เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมแก้ไขข้อความจะสร้างไฟล์ข้อความที่ประกอบด้วยสตริงอักขระที่แสดงในโค้ดบางโค้ด สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเอกสาร ซอร์สโค้ดของโปรแกรม ฯลฯ สามารถอ่านไฟล์ข้อความบนหน้าจอและพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ได้ ไฟล์ไบนารีไม่ใช้โค้ดอักขระ และมักมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน เช่น โค้ดโปรแกรมปฏิบัติการหรือไฟล์เก็บถาวร ระบบปฏิบัติการทั้งหมดจะต้องสามารถจดจำไฟล์ได้อย่างน้อยหนึ่งประเภท - ไฟล์ปฏิบัติการของตัวเอง ไดเร็กทอรีเป็นไฟล์ชนิดพิเศษที่มีข้อมูลวิธีใช้ของระบบเกี่ยวกับชุดของไฟล์ ในระบบปฏิบัติการหลายระบบ ไดเร็กทอรีสามารถมีไฟล์ประเภทใดก็ได้ รวมถึงไดเร็กทอรีอื่นๆ ส่งผลให้มีโครงสร้างแบบต้นไม้ที่ง่ายต่อการค้นหา ไดเร็กทอรีสร้างความสอดคล้องระหว่างชื่อไฟล์และคุณลักษณะที่ FS ใช้เพื่อจัดการไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดังกล่าวรวมถึงข้อมูล (หรือตัวชี้ไปยังโครงสร้างอื่นที่มีข้อมูลนี้) เกี่ยวกับประเภทของไฟล์และตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์ สิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ และวันที่สร้างและแก้ไข ในแง่อื่นๆ ทั้งหมด ระบบไฟล์จะถือว่าไดเร็กทอรีเหมือนกับไฟล์ปกติ ไฟล์พิเศษคือไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ I/O ที่ใช้ในการรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอก อนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งปกติสำหรับการเขียนไฟล์หรืออ่านจากไฟล์ คำสั่งเหล่านี้จะถูกประมวลผลก่อนโดยโปรแกรม FS จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอคำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ระบบไฟล์สมัยใหม่ยังสนับสนุนไฟล์ประเภทอื่นๆ เช่น ลิงก์สัญลักษณ์ ไปป์ที่มีชื่อ และไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่อวัตถุที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซช่วยให้เราขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากไฟล์ได้รับอนุญาตให้อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น และจะสร้างเครือข่ายหากไฟล์สามารถอยู่ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้ ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ในโครงสร้างแบบต้นไม้ แต่ละไฟล์จะเป็นใบไม้ ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่าไดเร็กทอรีรากหรือรูท ด้วยองค์กรนี้ผู้ใช้จะเป็นอิสระจากการจดจำชื่อไฟล์ทั้งหมดก็เพียงพอแล้วสำหรับเขาที่จะทราบคร่าวๆ ว่าไฟล์ใดสามารถกำหนดให้กับกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งได้ โครงสร้างลำดับชั้นสะดวกสำหรับการทำงานแบบผู้ใช้หลายคน: ผู้ใช้แต่ละคนที่มีไฟล์ของตนจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในไดเร็กทอรีของตนเองหรือแผนผังย่อยของไดเร็กทอรีและในเวลาเดียวกันไฟล์ทั้งหมดในระบบก็เชื่อมต่อกันแบบลอจิคัล กรณีพิเศษของโครงสร้างแบบลำดับชั้นคือองค์กรระดับเดียว เมื่อไฟล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไดเร็กทอรีเดียว

ไฟล์และระบบไฟล์

โปรแกรมและข้อมูลทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว (ภายนอก) ของคอมพิวเตอร์ในรูปแบบของไฟล์

ไฟล์- นี่คือข้อมูลจำนวนหนึ่ง (โปรแกรมหรือข้อมูล) ที่มีชื่อและจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว (ภายนอก)

ชื่อไฟล์.ชื่อไฟล์ประกอบด้วยสองส่วนที่คั่นด้วยจุด: ชื่อไฟล์จริงและนามสกุลที่กำหนดประเภทของไฟล์ (โปรแกรม ข้อมูล และอื่นๆ) ชื่อจริงของไฟล์ถูกกำหนดโดยผู้ใช้ และโดยปกติแล้วประเภทไฟล์จะถูกตั้งค่าโดยอัตโนมัติโดยโปรแกรมเมื่อถูกสร้างขึ้น (ตาราง 4.2)

ระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันมีรูปแบบชื่อไฟล์ที่แตกต่างกัน ในระบบปฏิบัติการ MS-DOS ชื่อไฟล์จะต้องมีตัวอักษรละติน ตัวเลข และอักขระพิเศษบางตัวไม่เกิน 8 ตัว และนามสกุลประกอบด้วยตัวอักษรละตินสามตัว เช่น: proba.txt

ในระบบปฏิบัติการ Windows ชื่อไฟล์สามารถมีความยาวได้สูงสุด 255 อักขระ และคุณสามารถใช้ตัวอักษรภาษารัสเซียได้ เช่น Information Units.doc

ระบบไฟล์.สื่อบันทึกข้อมูลแต่ละชนิด (ฟล็อปปี้ดิสก์ ฮาร์ด หรือเลเซอร์ดิสก์) สามารถจัดเก็บไฟล์จำนวนมากได้ ลำดับการจัดเก็บไฟล์บนดิสก์จะถูกกำหนดโดยระบบไฟล์ที่ใช้

แต่ละดิสก์แบ่งออกเป็นสองส่วน: พื้นที่จัดเก็บไฟล์และไดเร็กทอรี ไดเร็กทอรีประกอบด้วยชื่อของไฟล์และข้อบ่งชี้ว่าไฟล์เริ่มต้นที่ใดบนดิสก์ หากเราวาดการเปรียบเทียบระหว่างดิสก์และหนังสือ พื้นที่จัดเก็บไฟล์จะสอดคล้องกับเนื้อหา และไดเร็กทอรีจะสอดคล้องกับสารบัญ นอกจากนี้ หนังสือประกอบด้วยหน้าต่างๆ และดิสก์ประกอบด้วยเซกเตอร์

สำหรับดิสก์ที่มีไฟล์จำนวนน้อย (มากถึงหลายโหล) สามารถใช้ได้ ระบบไฟล์ระดับเดียวเมื่อไดเร็กทอรี (สารบัญดิสก์) เป็นลำดับเชิงเส้นของชื่อไฟล์ (ตารางที่ 4.3) แคตตาล็อกดังกล่าวสามารถเปรียบเทียบได้กับสารบัญของหนังสือเด็กซึ่งมีเฉพาะชื่อเรื่องแต่ละเรื่องเท่านั้น

หากมีไฟล์นับร้อยนับพันถูกเก็บไว้ในดิสก์ให้ใช้เพื่อความสะดวกในการค้นหา ระบบไฟล์แบบลำดับชั้นหลายระดับซึ่งมีโครงสร้างเป็นต้นไม้ ระบบลำดับชั้นดังกล่าวสามารถเปรียบเทียบได้ เช่น กับสารบัญของตำราเรียนที่กำหนด ซึ่งเป็นระบบลำดับชั้นของส่วน บท ย่อหน้า และจุดต่างๆ

ไดเร็กทอรีรากเริ่มต้นประกอบด้วยไดเร็กทอรีย่อยของระดับที่ 1 ในทางกลับกัน แต่ละไดเร็กทอรีหลังสามารถมีไดเร็กทอรีย่อยของระดับที่ 2 เป็นต้น ควรสังเกตว่าไฟล์สามารถจัดเก็บไว้ในไดเรกทอรีของทุกระดับได้

ตัวอย่างเช่น ไดเร็กทอรีรากอาจมีไดเร็กทอรีย่อยระดับที่ 1 สองไดเร็กทอรี (Directory_1, Directory_2) และหนึ่งไฟล์ (File_1) ในทางกลับกัน ในไดเร็กทอรีระดับที่ 1 (Directory_1) จะมีไดเร็กทอรีย่อยสองไดเร็กทอรีของระดับที่สอง (Directory_1.1 และ Directory_1.2) และหนึ่งไฟล์ (File_1.1) - รูปที่ 1 4.21.

ระบบไฟล์เป็นระบบจัดเก็บไฟล์และจัดระเบียบไดเร็กทอรี

ลองดูที่ระบบไฟล์แบบลำดับชั้นโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ แต่ละดิสก์มีชื่อลอจิคัล (A:, B: - ฟลอปปีดิสก์, C:, D:, E: และอื่น ๆ - ฮาร์ดและเลเซอร์ดิสก์)

ปล่อยให้ไดเรกทอรีรากของไดรฟ์ C: มีไดเรกทอรีระดับที่ 1 สองรายการ (เกม, ข้อความ) และไดเรกทอรี GAMES มีไดเรกทอรีระดับที่ 2 หนึ่งรายการ (CHESS) ในเวลาเดียวกันในไดเร็กทอรี TEXT จะมีไฟล์ proba.txt และในไดเร็กทอรี CHESS จะมีไฟล์ chess.exe (รูปที่ 4.22)

เส้นทางไปยังไฟล์.จะค้นหาไฟล์ที่มีอยู่ (chess.exe, proba.txt) ในระบบไฟล์แบบลำดับชั้นที่กำหนดได้อย่างไร ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องระบุเส้นทางไปยังไฟล์ เส้นทางไปยังไฟล์ประกอบด้วยชื่อโลจิคัลของดิสก์ที่เขียนผ่านตัวคั่น "\" และลำดับของชื่อของไดเร็กทอรีที่ซ้อนกัน ซึ่งสุดท้ายจะมีไฟล์ที่ต้องการ เส้นทางไปยังไฟล์ข้างต้นสามารถเขียนได้ดังนี้:

บางครั้งเรียกว่าเส้นทางไปยังไฟล์พร้อมกับชื่อไฟล์ ชื่อไฟล์แบบเต็ม.

ตัวอย่างชื่อไฟล์แบบเต็ม:

ด้วย \GAMES\CHESS\chess.exe

การนำเสนอระบบไฟล์โดยใช้อินเทอร์เฟซแบบกราฟิกระบบไฟล์แบบลำดับชั้นของ MS-DOS ที่มีไดเร็กทอรีและไฟล์จะแสดงในระบบปฏิบัติการ Windows ผ่านทางอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกในรูปแบบของระบบลำดับชั้นของโฟลเดอร์และเอกสาร โฟลเดอร์ใน Windows คล้ายคลึงกับไดเร็กทอรี MS-DOS

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างลำดับชั้นของระบบเหล่านี้ค่อนข้างแตกต่างออกไป ในระบบไฟล์แบบลำดับชั้นของ MS-DOS ด้านบนของลำดับชั้นของวัตถุคือไดเรกทอรีรากของดิสก์ซึ่งสามารถเปรียบเทียบกับลำต้นของต้นไม้ที่กิ่งก้าน (ไดเรกทอรีย่อย) เติบโตและบนกิ่งก้านจะมีใบ (ไฟล์) .

ใน Windows ที่ด้านบนของลำดับชั้นโฟลเดอร์คือโฟลเดอร์ เดสก์ทอป- ระดับถัดไปจะแสดงด้วยโฟลเดอร์ คอมพิวเตอร์ของฉัน ถังขยะและ เครือข่าย(หากคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับเครือข่ายท้องถิ่น) - มะเดื่อ 4.23.

2. โดยเลือกรายการเมนูใดรายการหนึ่ง มุมมอง (ไอคอนขนาดใหญ่ ไอคอนขนาดเล็ก รายการ ตาราง)คุณสามารถปรับแต่งรูปแบบการนำเสนอของเนื้อหาโฟลเดอร์ได้

โฟลเดอร์ เครือข่ายมีโฟลเดอร์ของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายท้องถิ่นในปัจจุบัน

โฟลเดอร์ ตะกร้ามีโฟลเดอร์และไฟล์ที่ถูกลบทั้งหมดชั่วคราว หากจำเป็นให้ถอดออกและเก็บไว้ใน รถเข็นโฟลเดอร์และเอกสารสามารถกู้คืนได้

3. หากต้องการลบไฟล์อย่างถาวร คุณต้องป้อนคำสั่ง [File-Emptyถังขยะ]

การดำเนินงานเกี่ยวกับไฟล์ในขณะที่ทำงานกับคอมพิวเตอร์ การดำเนินการต่อไปนี้มักดำเนินการกับไฟล์:

• การคัดลอก (สำเนาของไฟล์ถูกวางไว้ในไดเร็กทอรีอื่น);
• การย้าย (ไฟล์นั้นถูกย้ายไปยังไดเร็กทอรีอื่น);
• การลบ (รายการไฟล์ถูกลบออกจากไดเร็กทอรี);
• การเปลี่ยนชื่อ (การเปลี่ยนชื่อไฟล์)

อินเทอร์เฟซแบบกราฟิกของ Windows ช่วยให้คุณสามารถดำเนินการกับไฟล์โดยใช้เมาส์โดยใช้วิธีลากและวาง (ลากและวาง) นอกจากนี้ยังมีแอปพลิเคชั่นพิเศษสำหรับการทำงานกับไฟล์ที่เรียกว่า ผู้จัดการไฟล์: Norton Commander, Windows Commander, Explorer ฯลฯ

ในบางกรณีจำเป็นต้องทำงานกับอินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง Windows มีโหมดสำหรับการทำงานกับอินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง MS-DOS

อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง

1. ป้อนคำสั่ง [Programs-MS-DOS Session] หน้าต่างแอปพลิเคชันจะปรากฏขึ้น เซสชั่น MS-DOS.

เมื่อระบบแจ้ง คุณสามารถป้อนคำสั่ง MS-DOS จากแป้นพิมพ์ได้ ซึ่งรวมถึง:

• คำสั่งสำหรับการทำงานกับไฟล์ (คัดลอก, เดล, เปลี่ยนชื่อ ฯลฯ );
• คำสั่งสำหรับการทำงานกับไดเร็กทอรี (dir, mkdir, chdir ฯลฯ );
• คำสั่งสำหรับการทำงานกับดิสก์ (ฟอร์แมต, defrag ฯลฯ )

2. มีคำสั่ง MS-DOS มากมาย และแต่ละคำสั่งก็มีรูปแบบและพารามิเตอร์ของตัวเอง ซึ่งค่อนข้างจดจำได้ยาก หากต้องการรับข้อมูลวิธีใช้คำสั่ง คุณต้องป้อนคีย์ /? หลังชื่อคำสั่ง

ตัวอย่างเช่น หากต้องการความช่วยเหลือเกี่ยวกับคำสั่งรูปแบบ ที่พรอมต์ของระบบ คุณจะต้องพิมพ์: C:\WINDOWS>format/?

คำถามที่ต้องพิจารณา

1. องค์ประกอบใดอยู่ด้านบนสุดของลำดับชั้นในระบบไฟล์ MS-DOS ใน Windows GUI?

งานภาคปฏิบัติ

4.11. คัดลอกไฟล์โดยใช้อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่งและตัวจัดการไฟล์

4.12. ดูความจุของดิสก์ในคอมพิวเตอร์ของคุณ รวมถึงปริมาณการใช้และพื้นที่ว่าง

4.13. ทำความคุ้นเคยกับรูปแบบของคำสั่ง dir ดูไดเร็กทอรีรากของไดรฟ์ C

โครงสร้างระบบไฟล์แบบลำดับชั้น

ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้นซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับที่สูงกว่า

กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ หากไฟล์ได้รับอนุญาตให้อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น ไฟล์จะก่อตัวเป็นแผนผัง เครือข่าย - สามารถรวมไฟล์ไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้

ตัวอย่างเช่นใน MS - DOC และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้และใน UNIX - โครงสร้างเครือข่าย

ในโครงสร้างแบบต้นไม้แต่ละแบบ ไฟล์เป็น ใบไม้- ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่า ไดเรกทอรีรากหรือ ราก.

ชื่อไฟล์

ระบบไฟล์ใช้ชื่อไฟล์สามประเภท: แบบธรรมดา แบบผสม และแบบสัมพันธ์

เรียบง่ายชื่อ (สั้นเชิงสัญลักษณ์) ระบุไฟล์ภายในไดเร็กทอรีเดียวกัน ชื่อเหล่านี้ถูกกำหนดโดยผู้ใช้ โดยคำนึงถึงข้อจำกัดของระบบปฏิบัติการ บน Mac ในระบบไฟล์ FAT ความยาวของชื่อจะจำกัดอยู่ที่รูปแบบ 8.3 (ชื่ออักขระ 8 ตัว นามสกุล 3 ตัว) และในระบบไฟล์ NTFS และ FAT32 ที่รวมอยู่ในระบบปฏิบัติการ Windows NT ชื่อไฟล์สามารถมีได้มากถึง 255 ตัวอักษร

ในระบบไฟล์แบบลำดับชั้น ไฟล์ที่แตกต่างกันจะได้รับอนุญาตให้มีชื่อสัญลักษณ์ธรรมดาเหมือนกัน โดยที่ไฟล์เหล่านั้นอยู่ในไดเร็กทอรีที่แตกต่างกัน

เพื่อการระบุที่ชัดเจนในระบบดังกล่าว จะใช้สิ่งต่อไปนี้: เรียกว่า ชื่อเต็ม.

ชื่อเต็มแสดงถึงสายโซ่ที่เส้นทางจากรูทไปยังไฟล์นี้ผ่านไป

ในระบบไฟล์แบบทรี มีการโต้ตอบแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างไฟล์และชื่อเต็มของไฟล์ หนึ่งไฟล์ – หนึ่งชื่อเต็ม.

ในกรณีของโครงสร้างเครือข่ายจะมีการโต้ตอบ: ไฟล์เดียว – ชื่อเต็มมากมาย

ไฟล์ยังสามารถระบุได้ด้วยชื่อที่สัมพันธ์กัน มันถูกสร้างขึ้นผ่านแนวคิดของไดเร็กทอรีปัจจุบัน ระบบปฏิบัติการจะบันทึกชื่อของไดเร็กทอรีปัจจุบันและใช้เป็น "ส่วนเสริม" ของชื่อเต็ม โดยใช้ชื่อแบบสัมพันธ์ ตัวอย่างเช่น. ไดเรกทอรีปัจจุบัน USER ชื่อสัมพันธ์ main.exe ชื่อเต็มคือ USER/main.exe

การติดตั้ง

ระบบคอมพิวเตอร์อาจมีอุปกรณ์ดิสก์หลายตัว นอกจากนี้ อุปกรณ์ฟิสิคัลหนึ่งตัวสามารถมีไดรฟ์แบบลอจิคัลได้หลายตัว

มีปัญหากับการจัดเก็บไฟล์บนระบบที่มีอุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกหลายตัว

การตัดสินใจครั้งแรกอุปกรณ์แต่ละเครื่องโฮสต์ระบบไฟล์อัตโนมัติ เหล่านั้น. มีแผนผังไดเร็กทอรีอิสระสองรายการ ชื่อไฟล์แบบเต็มจะมีตัวระบุของตรรกะที่เกี่ยวข้องในที่นี้

วิธีแก้ปัญหาที่สองระบบไฟล์ถูกรวมเข้าไว้ในระบบไฟล์เดียว ซึ่งอธิบายโดยแผนผังไดเร็กทอรีเดียว

การดำเนินการนี้เรียกว่า การติดตั้ง

ในกรณีนี้ระบบปฏิบัติการจะจัดสรรอุปกรณ์ดิสก์หนึ่งตัวที่เรียกว่า เป็นระบบ- ปล่อยให้มีระบบไฟล์อยู่บนโลจิคัลดิสก์ที่แตกต่างกัน หนึ่งในนั้นคือระบบหนึ่ง

ระบบไฟล์. ซึ่งอยู่บนดิสก์ระบบ ถูกกำหนดให้เป็นดิสก์รูท ไดเร็กทอรีที่มีอยู่ถูกเลือกเพื่อลิงก์ลำดับชั้นของไฟล์ในระบบไฟล์รูท เมื่อการเมาท์เสร็จสมบูรณ์ ไดเร็กทอรีที่เลือกจะกลายเป็นไดเร็กทอรีรากของระบบไฟล์ที่สอง ผ่านไดเร็กทอรีนี้ ระบบไฟล์ที่เมาท์จะถูกแนบเป็นแผนผังย่อยในแผนผังโดยรวม

คุณสมบัติไฟล์

คุณลักษณะ – ข้อมูลที่อธิบายคุณสมบัติของไฟล์ ตัวอย่างของคุณลักษณะที่เป็นไปได้:

· ประเภทไฟล์ (ไฟล์ปกติ, ไดเร็กทอรี, ไฟล์พิเศษ);

· เจ้าของไฟล์;

· ผู้สร้างไฟล์;

· รหัสผ่านสำหรับการเข้าถึงไฟล์

· ข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการเข้าถึงไฟล์ที่ได้รับอนุญาต

· เวลาของการสร้าง การเข้าถึงครั้งล่าสุด และการแก้ไขครั้งล่าสุด

· ขนาดไฟล์ปัจจุบัน

· ขนาดไฟล์สูงสุด;

· สัญญาณแบบอ่านอย่างเดียว

· เครื่องหมาย “ไฟล์ที่ซ่อนอยู่”;

· เครื่องหมาย “ไฟล์ระบบ”;

· ลงชื่อ “ไฟล์เก็บถาวร”;

· แอตทริบิวต์ “ไบนารี่/อักขระ”;

· เครื่องหมาย “ชั่วคราว” (ลบออกเมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการ)

· สัญญาณของการปิดกั้น;

· สัญลักษณ์ของการเขียนลงไฟล์

· ตัวชี้ไปยังฟิลด์สำคัญในเรกคอร์ด

· ความยาวคีย์

รายการแอ็ตทริบิวต์เฉพาะถูกกำหนดโดยข้อมูลเฉพาะของระบบไฟล์

ทำใน MS-DOS

อีกทางเลือกหนึ่งคือการวางแอตทริบิวต์ไว้ในตารางพิเศษ เมื่อแค็ตตาล็อกมีเพียงลิงก์ไปยังตารางเหล่านี้ ในระบบไฟล์ (UNIX OS) โครงสร้างไดเร็กทอรีนั้นง่ายมาก

ไอโหนดไฟล์คือตารางที่มีค่าแอตทริบิวต์ของไฟล์ ระบบนี้มีความยืดหยุ่นมากขึ้น ไฟล์สามารถรวมอยู่ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้

ประเภทไฟล์ โครงสร้างระบบไฟล์แบบลำดับชั้น

ระบบไฟล์รองรับไฟล์ประเภทต่างๆ ที่มีฟังก์ชันการทำงานต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยไฟล์ปกติ ไฟล์ไดเร็กทอรี ไฟล์พิเศษ เนมไปป์ และไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ

ไฟล์ปกติหรือเพียงแค่ ไฟล์,มีข้อมูลที่มีลักษณะตามอำเภอใจที่ผู้ใช้ป้อนหรือสร้างขึ้นจากการทำงานของระบบและโปรแกรมผู้ใช้ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ (เช่น UNIX, Windows, OS/2) ไม่ได้จำกัดหรือควบคุมเนื้อหาและโครงสร้างของไฟล์ปกติแต่อย่างใด เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้

แคตตาล็อก- เป็นไฟล์ประเภทพิเศษที่มีข้อมูลอ้างอิงระบบเกี่ยวกับชุดไฟล์ที่จัดกลุ่มตามผู้ใช้ตามเกณฑ์ที่ไม่เป็นทางการ (เช่น ไฟล์ที่มีเอกสารในสัญญาเดียวกัน หรือไฟล์ที่ประกอบเป็นชุดซอฟต์แวร์ชุดเดียวจะรวมเป็นชุดเดียว กลุ่ม). บนระบบปฏิบัติการหลายระบบ ไดเร็กทอรีสามารถมีไฟล์ประเภทใดก็ได้ รวมถึงไดเร็กทอรีอื่น ๆ ทำให้เกิดโครงสร้างแบบต้นไม้ที่ง่ายต่อการค้นหา ไดเร็กทอรีสร้างการแมประหว่างชื่อไฟล์และคุณลักษณะของไฟล์ที่ระบบไฟล์ใช้เพื่อจัดการไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดังกล่าวรวมถึงข้อมูล (หรือตัวชี้ไปยังโครงสร้างอื่นที่มีข้อมูลนี้) เกี่ยวกับประเภทของไฟล์และตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์ สิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ และวันที่สร้างและแก้ไข ในแง่อื่นๆ ทั้งหมด ระบบไฟล์จะถือว่าไดเร็กทอรีเหมือนกับไฟล์ปกติ

ไฟล์พิเศษ- ไฟล์เหล่านี้เป็นไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ I/O ซึ่งใช้เพื่อรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอกเข้าด้วยกัน ไฟล์พิเศษอนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งปกติสำหรับการเขียนไฟล์หรืออ่านจากไฟล์ คำสั่งเหล่านี้จะถูกประมวลผลก่อนโดยโปรแกรมระบบไฟล์ จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอ คำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่ออ็อบเจ็กต์ที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซช่วยให้เราขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า (รูปที่ 6.1)

ข้าว. 6. 1. ลำดับชั้นของระบบไฟล์

กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากไฟล์ได้รับอนุญาตให้อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น (รูปที่ 6.1, ข)และเครือข่าย - หากไฟล์สามารถรวมไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกัน (รูปที่ 6.1, วี)ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ในโครงสร้างแบบต้นไม้แต่ละไฟล์จะมี ใบไม้.ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่า ไดเรกทอรีรากหรือ ราก.