Что такое файл (file) и файловая система? Форматы (типы) файлов

Информация в данной статье предназначена скорее для начинающих пользователей компьютера с установленной операционной системой Windows, которые ещё плохо ориентируются в самой системе, не совсем понимают типы файлов какими программами можно открывать и другие моменты. Сейчас я как раз затрону тему о типах файлов Windows, какие основные из них будут встречаться чаще всего и при помощи каких программ в Windows такие файлы можно открывать и при помощи каких создавать.

Различных форматов файлов имеется просто огромное количество и для многих из них нужна отдельная программа, чтобы её открыть. И хорошо, если такая программа уже установлена на компьютере. Тогда неопытному пользователю остаётся только выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши по файлу и он откроется в нужной программе. Но вот если попадается какой-то файл и программы для его открытия нет, либо установлена не та программа (или самая лучшая), то в этом случае файл не откроется вовсе, либо откроется, как говорится, «криво». Поэтому для новичков я хотел бы пояснить, какие основные форматы файлов будут встречаться и при помощи чего их можно открывать.

Начну с того, что каждый формат файла имеет своё уникальное расширение. Именно оно позволяет понять, что это за файл и чем его можно открыть. Расширение - это 3-4 символа, которые отображаются в конце файла. Пример:

На изображении выше я отметил расширения 3-х файлов: bat, txt, pdf. Но может быть так, что в Windows в конце названия файла расширения видно не будет. Такие настройки в Windows заданы изначально. В этом случае узнать расширение файла можно, щёлкнув по нему правой кнопкой мыши и выбрав «Свойства»:

В открывшемся окне будет строка «Тип файла» и напротив неё будет указан тип с расширением:

Вызвать большее непонимание у неопытных пользователей может также то, что один и тот же файл частенько можно открыть несколькими программами.

Основные типы файлов

Переходим к рассмотрению основных типов файлов.

Текстовый документ (.TXT)

Это обычный файл, содержащий в себе только текстовую информацию. Т.е. картинки в него добавить нельзя. Данный файл годится, чтобы просто быстренько набросать какой-то текст, заметку, к примеру и, если необходимо, вывести его на печать.

Создать и открыть этот файл можно любым текстовым редактором. Стандартно в Windows этот файл открывается при помощи программы «Блокнот» и это лучший вариант. При желании его можно открыть через какой-нибудь другой, более мощный текстовый редактор, например, Microsoft Word, OpenOffice Writer и др.

Документ Microsoft Office Word (.DOC, .DOCX)

Это файл, который обычно создаётся в программе Microsoft Word, которая является мощным текстовым редактором. Данный файл может содержать текст, оформленный как угодно, любой сложности, а также графические элементы, такие как изображения, фигуры и пр. Файл такого формата нужен в том случае, если вам нужно оформлять текст, например, печатать или оформлять какую-то документацию по работе, писать статьи.

Открыть файлы этого типа можно как через тот же Word, так и через другие продвинутые текстовые редакторы, например, бесплатный аналог ворда OpenOffice Word.

Лист Microsoft Excel (.XLS, .XLSX)

Это файл, создаваемый обычно в программе Microsoft Excel и предназначен для оформления и работы с таблицами. Таким образом работать в таком файле вам пригодится только тогда, когда требуется оформлять какие-то сложные таблицы.

Открыть файл такого формата можно через табличный редактор Microsoft Excel или аналогичные программы, например, через бесплатный аналог OpenOffice Calc.

Презентация Microsoft PowerPoint (.PPT, .PPTX)

В этом файле содержатся презентации, который обычно разрабатываются при помощи программы Microsoft PowerPoint. Презентация - это набор слайдов, с текстом, картинками, которые могут меняться с различными эффектами, через определённые промежутки времени и сопровождаться музыкальным сопровождением. Создавать презентации может понадобиться в различных случаях, например, для наглядной демонстрации какой-либо информации.

Чтобы открыть презентацию для просмотра в Windows изначально нет ни одной программы, поэтому её нужно устанавливать. Для просмотра можно использовать программу Microsoft PowerPoint, так и её аналоги, например, бесплатную OpenOffice Impress. Чтобы создавать презентации можно использовать те же программы.

HTML-документ (.HTML, .HTM)

Для просмотра таких файлов используется любой браузер и в Windows стандартно обязательно будет установлен хотя бы один, например, Internet Explorer или Microsoft Edge. Для того чтобы создавать файлы HTML лучше всего использовать специальные HTML-редакторы, но можно обойтись и стандартным блокнтом Windows.

Файлы рисунков (.JPG / .JPEG, .PNG, .BMP, .GIF)

Это файлы, представляющие собой фотографии или какие-либо картинки. Выше я перечислил лишь основные расширения, которые могут иметь файлы рисунков, но есть ещё множество других, которые встречаются реже. Для создания изображений (рисинуков) используются специальные графические редакторы, например, программа Paint (является простейшим графическим редактором и встроена в Windows изначально), Adobe Photoshop, GIMP и др. Последние 2 перечисленных являются мощными графическими редакторами, через которые можно профессионально обработать фотографии, что-либо нарисовать, подкорректировать и сохранить в виде файла изображения.

Открывать файлы рисунков можно очень многими программами. Главное здесь понимать, что можно открыть такие файлы для простого просмотра и на такой случай в Windows стандартно уже имеется как минимум одна программа, например «Просмотр фотографий Windows» или «Фотографии». А можно открывать такие файлы и для редактирования и для этого уже используются совершенно другие программы, как, например, те, что я упомянул выше (Photoshop и GIMP).

Видео файлы (.MP4, .AVI, .MOV, .3GP, .WMV, .MKV)

Это файлы, содержащие в себе какое-либо видео, например, короткий видеоролик, отснятый на камеру или фильм. Выше перечислены лишь основные видеоформаты файлов, но их гораздо больше и для новичка не так важно знать, чем они все друг от друга отличаются, потому что одни и теже файлы Соответственно, чтобы создать такой файл, нужно записать какое-нибудь видео на камеру и перенести в компьютер. Либо же скачать какой-то ролик из интернета и вероятнее всего он будет в одном из этих форматов.

Для того чтобы открыть видеофайл, в Windows уже предустановлена изначально хотя бы одна программа, например «Проигрыватель Windows Media». При помощи неё можно открыть файл и смотреть видео. Также видео файлы можно открывать и для редактирования и для этого уже используются совершенно иные программы, при помощи которых вы можете порезать видео на нужные кусочки, добавить различные эффекты переходов, выноски и прочее. Примеры таких программ-редакторов видео: Sony Vegas, Camtasia Studio, Pinnacle Studio. Самые лучшие и удобные программы для редактирования видео являются платными.

Звуковые (музыкальные) файлы (.MP3, .AAC., WMA, WAV)

Это те файлы, которые содержат в себе музыку или какой-либо другой звук. Выше перечислены основные форматы звуковых файлов, которые встречаются чаще всего, а так их на много больше. Чтобы получить такой файл, нужно записать свой голос через какую-либо программу для записи звука или, к примеру, сотворить музыку, через какую-либо другую спец.программу.

Открываются звуковые файлы в Windows изначально одной из стандартных программ Windows, например «Windows Media Player», «Музыка Groove». Музыкальные файлы также можно редактировать и для этого используются отдельные аудио / видео редакторы, например, «Audacity».

Файлы-архивы (.ZIP, .RAR, .7Z, .TAR)

Архив - это файл, который содержит в себе другие файлы (в том числе и другие архивы) и папки в сжатом виде. Как пример, есть коробка и в неё складываются какие-либо вещи. Вот коробка в этом примере выступает в роли архива. Файлы помещаются в архив для того, чтобы можно было, к примеру, по интернету передавать не сразу множество файлов и папок, а только один архив, распаковав который появятся все запакованные в него файлы и папки. Очень часто в архивах скачиваются различные программы из интернета и многое другое.

Стандартно в Windows есть программа для открытия только одного типа архива — .ZIP и другие (например, .RAR, .7Z) без установки специальной программы-архиватора открыть будет невозможно. Для открытия всех остальных типов архивов нужно устанавливать программу-архиватор. Их много разновидностей, но самыми популярными являются 7Zip и WinRAR. Оба этих архиватора смогут работать с любыми типами архивов.

Архив нужно открывать для просмотра тех файлов и папок, который он содержит, а также для того, чтобы его распаковать.

Подробнее об архиваторах вы сможете узнать из статьи:

Документ Adobe Acrobat (.PDF)

Это файл, который представляет собой какую-либо книгу, инструкцию, описание чего-либо, в удобном для просмотра и чтения виде. Вообще.PDF - книжный формат. Создать такого типа документ можно только при помощи специальных программ, например PDF24 Creator или подобных. Данный файл также позволяет защитить информацию, т. е. запретить копирование из документа, печать и другие функции.

В последних версиях Windows (Windows 8 и 10) стандартно в наборе программ уже имеется та, которая позволяет открывать файлы PDF, однако она не очень удобна. В более старых версиях Windows такой программы нет в наборе вообще и её приходится скачивать из интернета и устанавливать, чтобы можно было открывать PDF файлы. Лучшая программа для просмотра таких файлов - Adobe Acrobat Reader.

Заключение

В принципе - это самые основные типы файлов, которые постоянно встречаются при работе в Windows. Статью буду пополнять по мере возможностей, добавлять для новичков информацию по другим типам файлов - что они из себя представляют и чем их можно открывать и при помощи чего создавать.

Хорошего вам дня и отличного настроения! :)

вполне закономерен.

Файл - это последовательная цепочка набора данных, которая имеет название и расширение (расширение может отсутствовать - в таком случае Windows будет воспринимать файл неопределяемым). Файл это информационная сущность, поэтому он хранится на физическом носителе (жестком диске, флешке и так далее). Для того, чтобы файл можно было полноценно идентифицировать, полное имя файла, состоящее из имени, точки и расширения (последовательность именно такая), должно быть уникальными в рамках одного хранилища (в терминологии Windows каталога). Расширение файла позволяет системе определить какие из программ могут корректно открывать, запускать, считывать и использовать данный файл.

Стоит знать, что каталог это такой же файл, но со специфическими особенностями. В отличии от обычных файлов, он не может содержать данные, однако может включать в себя файлы или другие каталоги. Аналогично документам в архивах. Есть папки, внутри которых лежат листочки (файлы). А есть более толстые папки, внутри которых лежат другие каталоги.

Рассмотрим пример. Файл "document.doc". Здесь "document" это имя файла, а "doc" это расширение, которое указывает Windows, что данный файл необходимо открывать и редактировать с помощью текстовых процессоров, таких как Microsoft Word или OpenOffice Writer. В случае если расширение не известно Windows (не установлено необходимых программ), то система предложит выбрать программу вручную. Стоит знать, что в Windows есть предопределенные наборы известных расширений, таких как txt (текстовый файл), exe (исполняемая программа) и прочие.

Классификация файлов по функциональному применению

Все разнообразие типов файлов принято делить по их функциональному применению. Это не является обязательным критерием, однако позволяет легче понимать назначение файлов. Кроме того, важно знать, что классификация по функциональному применению никак не ограничивает набор расширений. Например, каждый из классов может содержать архивы, документы, исполняемые файлы и прочее.

1. Файлы пользователя - рисунки, веб-страницы, документы, таблицы и прочие файлы, которые пользователи используют для собственных задач. Имена таких файлов ограничены лишь стандартом имен Windows. Расширения таких файлов обычно не задаются пользователями, а автоматически проставляются используемыми программами, во время создания файлов. Например, программа Microsoft Word выставляет расширение "doc" или "docx" (в зависимости от версии), а OpenOffice Writer устанавливает "odt".

2. Системные файлы - все файлы, которые необходимы Windows для нормального функционирования. Имена таких файлов так же не противоречат стандарту имен Windows, однако они предопределены еще до установки операционной системы. Поэтому такие файлы нельзя переименовывать или изменять пользователям, так как это чревато возникновением ошибок.

3. Программные файлы - все те файлы, которые используются установленным программным обеспечением. С точки зрения формирования имени, они аналогичны системным файлам. Другими словами, так же не противоречат стандарту имен, но имеют фиксированные имена, которые были определены автором. Стоит знать, что программы могут так же создавать программные файлы во время своего функционирования. Например, файлы журнала ошибок или файлы конфигурации. Эти файлы должны редактироваться только самой программой, в противном случае могут возникать ошибки (при условии, что программное обеспечение не предусматривает обратного).

Стандарт имен файлов в операционной системе Windows.

Рассмотрим стандарт имен файлов в операционной системе Windows. Имеется два набора символов:

1. Рекомендуемый набор символов . В имени файлов допускается использование цифр, символов латинского, русского и любых других национальных алфавитов. Так же поддерживается знак дефис. Все буквы языков можно писать в разных регистрах (верхний и нижний).

2. Допустимый набор символов . Сюда входит пробел, подчеркивание, апостроф, точка с запятой, точка, запятая, а так же специальные символы " ! @ # $ % & " (и часть специальных символов основной кодировки). Стоит знать, что этот набор символов интерпретируется Windows специфически. Поэтому по возможности не стоит их применять. Тем не менее, с символами пробела, точки, запятой и подчеркивания редко возникают проблемы. А вот при использовании остальных символов могут возникать ошибки. Особенно, с некоторыми спецсимволами. Так же стоит знать, что если вам нужны файлы, которые будут нормально открываться и в других операционных системах, то стоит ограничиваться только цифрами и латинским алфавитом, а точку использовать только для разделения имени и расширения.

Запрещенный набор символов - в именах файлов нельзя использовать: \ /: * ? < > |

Что такое файл в графическом интерфейсе ? Windows имеет собственную графическую оболочку, которая позволяет пользователям взаимодействовать с компьютером. В этом интерфейсе файлы показываются в виде небольших изображений, которые так же еще называют иконками или значками, и имени с расширением (при определенных настройках расширения файлов не отображаются). Обычно, если тип расширения известен Windows, то иконка такого файла будет специфической. Например, текстовые файлы с расширением "txt" обычно представлены значком блокнота.

Как формируется полный путь до файла . У компьютера есть диски, они представлены латинской буквой. Это первая составляющая пути. После нее ставится разделитель в виде двоеточия и косой черты ":\". В случае если файл лежит в корне диска, то далее идет полное имя файла (далее по тексту просто имя файла). Если же файл лежит в каталоге, вначале указывается имя каталога, затем ставится символ "\" и указывается имя файла. Если же файл находится в подкаталоге каталога, то после каталога так же должно идти имя подкаталога и "\". Далее по аналогии. В данном случае символ "\" является разделителем, который позволяет идентифицировать каждую часть полного пути до файла.

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. «Что такое файл?» — вроде бы простой вопрос, но, как оказалось, способен многих поставить в тупик. Пожалуй, что это сравнимо с вопросом «почему вода мокрая?». Все мы, начиная знакомиться с компьютером, встречаемся с этим словом (те, кто знакомился с ним раньше, встречали его английскую интерпретацию file), и каждый для себя дает ему какое-то внутреннее определение или же просто воспринимает его как данность, пусть и не особо понятную.

А вообще это слово вошло в обиход в середине прошлого века, когда только-только зарождалась компьютерная эра. Однако, это слово используется не только в компьютерах, но и в офисной деятельности. Наверное все пользовались пластиковыми файлами, которые можно подшивать в папку . Смысл этих материальных файлов очень близок к их компьютерному значению — это обозначенная (именованная) область для хранения данных. Компьютерные файлы тоже, кстати, можно подшивать (перемещать или копировать) в папки.

Что такое файл, расширение и т.п.

Именно на заре компьютерной эры сформировалось современное понимание файлов и были введены такие понятия, как файловая система (это когда один физический носитель информации разбивался на логические разделы со своими особенностями) и файловые расширения (изначально названия файлов состояли из двух частей, которые в последствии стали называться именем файла и расширением, соответственно).

В современных файловых системах используются еще и адреса файлов (ссылки на них), которые показывают путь, где его можно будет найти на данном конкретном носителе (физическом или логическом). Такой путь может выглядеть, например, так d:\Dropbox\черновик.html "".

Имя файла используется во всех существующих операционных система (во многих из них существует ограничение на количество используемых в имени символов), а вот расширение как таковое не всегда учитывается (во многих ОС оно считает частью имени, как, например, в Линуксе). Зато в UNIX-подобных операционных системах , о которых я уже довольно подробно писал на этом блоге. Это позволяет повысить безопасность работы с файлами и устойчивость системы к взломам и заражению вирусами.

Однако в Windows расширение файла несет очень даже значимую нагрузку, позволяя понять, каким именно приложением (программой) следует открывать данный файл. В этой операционной системе можно назначать соответствие расширению и программе, которая будет автоматически пытаться открывать файлы данного типа.

В силу всего вышесказанного получается, что файл — это довольно-таки сложная вещь, о которой знают все, но мало кто представляет как это все работает. Операции над файлами могут быть двух типов: операции над тем, что содержится внутри контейнера (это открытие и внесение изменений), и операции с самим контейнером (переименование, копирование, удаление и т.п.).

По сути, файл — это контейнер для хранения информации (как прозрачный «файл» в офисе), который имеет внешние свойства (размер, название, путь до него) и внутренние свойства, которые, по сути, не очень важны для тех, кто смотрит на него снаружи (а не изнутри с помощью соответствующей программы).

Например, текстовый файл снаружи характеризуется тем, что он лежит в определенной папке, имеет такой-то размер (вес) и как-то там называется. При этом внутри он выглядит как набор текстовых символов, сохраненных для тех или иных нужд. Для внешних пользователей это всего лишь объект, а для внутренних — это может быть, например, интересная книга (заключенная в текстовый файл).

Кстати, папка (каталог) на вашем компьютере — это тоже файл , но только содержащий в себе информацию о заключенных в него файлах (по сути, это контейнеры, находящие внутри другого контейнера). Правда папки можно создавать средствами операционной системы, а вот для создания большинства типов файлов понадобится использование специальных программ (например редакторов — текстовых, видео, аудио и т.п.).

Как я уже упоминал, в Виндовс можно по внешним признакам понять, что за файл мы имеем. Для этого нужно будет просто посмотреть на его расширение. Правда типов расширений довольно-таки много, и зачастую приходится поломать голову, какой-же программой открыть тот или иной файл. Но это уже тема отдельного разговора.

Как в Windows изменить типы соответствия файлов

Windows для отображения различных типов файлов использует различные значки, чтобы вы даже визуально могли бы определить, что именно перед вами находится (текст, видео, музыка, презентация, таблица и т.п.). Также Виндовс позволяет переназначить для разных типов файлов (они определяются по расширению) другие ассоциированные с ними программы (приложения). Для этого достаточно кликнуть по файлу с требуемым расширением правой кнопкой мыши и выбрать из контекстного меню пункт «Свойства».

В открывшемся же окне нужно будет нажать на кнопку «Изменить» и выбрать другую программу, которая будет по умолчанию (по двойному клику на файлике) открывать его. Если нужной программы в списке не найдете, то разверните список «Другие программы», либо кликните по кнопке «Обзор» и с помощью проводника найдите нужную программу для открытия этого типа файлов на логических дисках вашего компьютера:

Например, можно для открытия текстовых файлов выбрать Word, встроенный блокнот или Нотепадд++. Вид значков файлов с расширением TXT в этом случае будет изменяться. Надеюсь, что ответ на вопрос «а что же все-таки такое это самый файл» из этой заметки вы получили. Во всяком случае, я на это надеюсь.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога сайт

посмотреть еще ролики можно перейдя на

");">

Вам может быть интересно

VirusTotal - онлайн проверка на вирусы файлов вашего компьютера, телефона и сайтов всеми антивирусами одновременно Google таблицы (Sheets) - их фишки и особенности Хеш - что это такое и как хэш-функция помогает решать вопросы безопасности в интернете Аббревиатура - что это, ее разновидности и правила использования Что такое концерн
Как скинуть фото и перенести видео с Айфона или любого другого телефона на компьютер Host - что такое хост и чем он отличается от Hosts и хостинга

Особое значение в терминологии Windows играет понятие файла. ? Файлом (от англ. file - цепочка) называется последовательный набор данных, хранящийся на каком-либо физическом носителе и имеющий собственные имя и расширение. Расширение файла предназначено для однозначной и исчерпывающей идентификации типа файлового объекта; оно записывается справа от имени файла и отделяется от него точкой. В данном случае тип файлового объекта - это функциональная характеристика файла, с помощью которой операционная система определяет набор программ, способных обрабатывать или использовать данный файл. Если мы рассмотрим в качестве примера некий абстрактный файл README.TXT, то здесь именем файла является строка README, а его расширением - .ТХТ, которое указывает на то, что данный файловый объект относится к типу «текстовый файл» и может быть обработан с использованием какого-либо текстового редактора, например стандартной программы Блокнот из комплекта поставки Windows.

Согласно устоявшейся практике, принято делить все многообразие существующих на сегодняшний день файлов на несколько различных классов по признаку их функционального применения. К первому из упомянутых выше классов относятся так называемые файлы пользователя - текстовые документы, рисунки, веб-страницы и прочие файловые объекты, создаваемые пользователем компьютера для какой-либо определенной цели или для собственных нужд. Для таких файлов пользователь может назначать произвольные имена, соответствующие, однако, принятому в Windows стандарту. Расширения пользовательских файлов, как правило, автоматически присваиваются им программами, при помощи которых эти файлы создаются, либо указываются пользователем вручную исходя из типа каждого конкретного файлового объекта и способа его дальнейшего применения. Ко второму классу относятся системные файлы - то есть файлы, используемые операционной системой в процессе ее работы. Имена и расширения таких файлов заранее определены разработчиками Windows, и любое их изменение потенциально способно привести к нарушению работоспособности системы. Третий класс включает программные файлы, используемые установленным на вашем компьютере программным обеспечением. Их имена и расширения назначаются разработчиками соответствующих программ. Как уже упоминалось выше, файловые объекты принято также классифицировать по их типам в соответствии с набором приложений, которые могут эти файлы обрабатывать, - в частности, к различным типам файлов относятся текстовые документы, документы Microsoft Word, архивы (файлы, содержащие какие-либо сжатые данные), исполняемые файлы (файлы, которые могут быть запущены в операционной системе в режиме программы) и т. д.

Имена файлов в операционной системе Microsoft Windows могут быть записаны с использованием цифр, символов латинского или национального алфавитов, знака «дефис». Допускается запись имен как в верхнем, так и в нижнем регистре. Предельная длина имени файла с учетом пробелов и расширения не может составлять более 255 знаков. Имена файлов не должны содержать следующие символы: \ / : * ? » | { }.

Допускается (но не рекомендуется) использование символов «пробел», «подчеркивание», «точка», «запятая», «точка с запятой», «апостроф», а также: А! @ # $ % & Поскольку эти символы являются для системы «служебными» и Windows интерпретирует их особым образом, их не следует применять без крайней необходимости. Если первым символом в имени файла является пробел, Windows его игнорирует.
Файлы в Windows отображаются с использованием специальных графических изображений, называемых значками. Внешний вид значков зависит от типа соответствующего им файлового объекта.

Проводя доступную параллель между системой хранения файлов и папок в Windows и обычной бумажной книгой, можно привести следующий пример: на вашей книжной полке может храниться несколько книг, так же, как и в компьютере может одновременно работать несколько дисков. Каждая книга имеет корешок, к которому крепятся ее страницы, - каждый диск имеет корневую папку, обозначаемую символом «\», где расположено все информационное содержимое диска. В книге имеются главы, каждой из которых присвоено собственное название, - в корневой директории содержатся папки, имеющие собственные имена. Главы книги могут содержать подразделы более низкого уровня - папки могут иметь вложенные подпапки. И наконец, в подглавах книги содержатся текст и иллюстрации, которые и являются полезным наполнением издания, - в папках хранятся файлы, в том числе, например, текстовые и графические, содержимое которых можно при желании прочитать или просмотреть на экране. Запомнив эту несложную аналогию, вы сможете лучше понять принцип хранения информации в современных компьютерах.

Доброго времени суток уважаемый пользователь, в этой статье речь пойдет о такой теме, как файлы. А именно мы рассмотрим: Управление файлами , типы файлов , файловая структура , атрибуты файла .

Файловая система

Одной из основных задач ОС 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, которая реализуется в виде дерева каталогов, выводимого на экран такими утилитами, как Norton Commander, Far Manager или Windows Explorer. Базовым элементом этой модели является файл , который так же, как и файловая система в целом, может характеризоваться как логической, так и физической структурой.

Управление файлами

Файл – именованная область внешней памяти, предназначенная для считывания и записи данных.

Файлы хранятся в памяти, не зависящей от энергопитания. Исключением является электронный диск, когда в ОП создается структура, имитирующая файловую систему.

Файловая система (ФС) - это компонент ОС, обеспечивающий организацию создания, хранения и доступа к именованным наборам данных — файлам.

Файловая система включает:Файловая система включает:

• Совокупность всех фалов на диске.
• Наборы структур данных, используемых для управления файлами (каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске).
• Комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск.

Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип – это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС. 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 однопользовательских многозадачных ОС, которые предназначены для работы одного пользователя, но дают возможность запускать одновременно несколько процессов. К перечисленным выше задачам добавляется новая задача — совместный доступ 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: должны быть предусмотрены средства блокировки файла и его частей, согласование копий, предотвращение гонок, исключение тупиков. 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 ей необходимо организовать защиту файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

Основное назначение файловой системы и соответствующей ей системы управления файлами – организация удобного управления файлами, организованными как файлы: вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи, используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.

Термины «файловая система» и «система управления файлами» необходимо различать: файловая система определяет, прежде всего, принципы доступа к данным, организованным как файлы. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы, т.е. это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной ОС.

Пример

Файловая система FAT (file allocation table) имеет множество реализаций как система управления файлами

• Система, разработанная для первых ПК называлась просто FAT (сейчас ее называют просто FAT-12) . Ее разрабатывали для работы с дискетами, и некоторое время она использовалась для работы с жесткими дисками.
• Потом ее усовершенствовали для работы с жесткими дисками большего объема, и эта новая реализация получила название FAT–16. это название используется и по отношению к СУФ самой MS-DOS.
• Реализация СУФ для OS/2 называется super-FAT (основное отличие – возможность поддерживать для каждого файла расширенные атрибуты).
• Есть версия СУФ и для Windows 9x/NT и т.д. (FAT-32).

Типы файлов

Обычные файлы : содержат информацию произвольного характера, которую заносит в них пользователь или которая образуется в результате работы системных и пользовательских программ. Содержание обычного файла определяется приложением, которое с ним работает.

Обычные файлы могут быть двух типов:

1. Программные (исполняемые) – представляют собой программы, написанные на командном языке ОС, и выполняют некоторые системные функции (имеют расширения.exe, .com, .bat).
2. Файлы данных – все прочие типы файлов: текстовые и графические документы, электронные таблицы, базы данных и др.

Каталоги – это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны – это особый тип файлов, которые содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователями по какому-либо неформальному признаку (тип файла, расположение его на диске, права доступа, дата создания и модификация).

Специальные файлы – это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода/вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам. Специальные файлы позволяют пользователю осуществлять операции ввода/вывода посредством обычных команд записи с файлов или чтения из файлов. Эти команды обрабатываются сначала программами ФС, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством (PRN, LPT1 – для порта принтера (символьные имена, для ОС – это файлы), CON – для клавиатуры).

Пример . Copy con text1 (работа с клавиатурой).

Файловая структура

Файловая структура – вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними (порядок хранения файлов на диске).

Виды файловых структур:

• простая , или одноуровневая : каталог представляет собой линейную последовательность файлов.
• иерархическая или многоуровневая : каталог сам может входить в состав другого каталога и содержать внутри себя множество файлов и подкаталогов. Иерархическая структура может быть двух видов: «Дерево» и «Сеть». Каталоги образуют «Дерево», если файлу разрешено входить только в один каталог (ОС MS-DOS, Windows) и «Сеть» – если файл может входить сразу в несколько каталогов (UNIX).
• Файловая структура может быть представлена в виде графа, описывающего иерархию каталогов и файлов:

Типы имен файлов

Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена , при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. В ранних файловых системах эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов — собственно имя, 3 символа — расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов.

Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов.

Например, Windows NT в своей файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.

При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.

Символьные имена могут быть трех типов: простые, составные и относительные:

1. Простое имя идентифицирует файл в пределах одного каталога, присваивается файлам с учетом номенклатуры символа и длины имени.
2. Полное имя представляет собой цепочку простых символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного файла, имени диска, имени файла. Таким образом, полное имя является составным , в котором простые имена отделены друг от друга принятым в ОС разделителем.
3. Файл может быть идентифицирован также относительным именем . Относительное имя файла определяется через понятие «текущий каталог». В каждый момент времени один из каталогов является текущим, причем этот каталог выбирается самим пользователем по команде ОС. Файловая система фиксирует имя текущего каталога, чтобы затем использовать его как дополнение к относительным именам для образования полного имени файла.

В древовидной файловой структуре между файлом и его полным именем имеется взаимно однозначное соответствие – «один файл — одно полное имя». В сетевой файловой структуре файл может входить в несколько каталогов, а значит может иметь несколько полных имен; здесь справедливо соответствие – «один файл — много полных имен».

Для файла 2.doc определить все три типа имени, при условии, что текущим каталогом является каталог 2008_год.

• Простое имя: 2.doc
• Полное имя: C:\2008_год\Документы\2.doc
• Относительное имя: Документы\2.doc

Атрибуты файлов

Важной характеристикой файла являются атрибуты. Атрибуты – это информация, описывающая свойства файлов. Примеры возможных атрибутов файлов:

• Признак «только для чтения» (Read-Only);
• Признак «скрытый файл» (Hidden);
• Признак «системный файл» (System);
• Признак «архивный файл» (Archive);
• Тип файла (обычный файл, каталог, специальный файл);
• Владелец файла;
• Создатель файла;
• Пароль для доступа к файлу;
• Информация о разрешенных операциях доступа к файлу;
• Время создания, последнего доступа и последнего изменения;
• Текущий размер файла;
• Максимальный размер файла;
• Признак «временный (удалить после завершения процесса)»;
• Признак блокировки.

В файловых системах разного типа для характеристики файлов могут использоваться разные наборы атрибутов (например, в однопользовательской ОС в наборе атрибутов будут отсутствовать характеристики, имеющие отношение к пользователю и защите (создатель файла, пароль для доступа к файлу и т.д.).

Пользователь может получать доступ к атрибутам, используя средства, предоставленные для этих целей файловой системой. Обычно разрешается читать значения любых атрибутов, а изменять – только некоторые, например можно изменить права доступа к файлу, но нельзя изменить дату создания или текущий размер файла.

Права доступа к файлу

Определить права доступа к файлу — значит определить для каждого пользователя набор операций, которые он может применить к данному файлу. В разных файловых системах может быть определен свой список дифференцируемых операций доступа. Этот список может включать следующие операции:

• создание файла.
• уничтожение файла.
• запись в файл.
• открытие файла.
• закрытие файла.
• чтение из файла.
• дополнение файла.
• поиск в файле.
• получение атрибутов файла.
• установление новых значений атрибутов.
• переименование.
• выполнение файла.
• чтение каталога и др.

В самом общем случае права доступа могут быть описаны матрицей прав доступа, в которой столбцы соответствуют всем файлам системы, строки — всем пользователям, а на пересечении строк и столбцов указываются разрешенные операции:

В некоторых системах пользователи могут быть разделены на отдельные категории. Для всех пользователей одной категории определяются единые права доступа, например в системе UNIX все пользователи подразделяются на три категории: владельца файла, членов его группы и всех остальных.