Файл характеризуется набором параметров (имя, расширение, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (“архивный”, “системный”, “скрытый”, “только для чтения”, “каталог” и др.).
Файловая структура может быть одноуровневой — это простая последовательность файлов. Многоуровневая файловая структура — древовидный способ организации файлов на диске. При этом существуют специальные файлы, которые в одних операционных системах называют каталогами (directory) (в других — папками), назначение которых — регистрация в них файлов (в том числе и других каталогов). Наличие поддержки каталогов в операционной системе позволяет выстроить иерархическую (многоуровневую) организацию размещения файлов на носителе. В этом случае файлы, имеющие одинаковую природу (файлы операционной системы, документы, офисные программы, игровые программы, результаты расчетов, домашние задания, рисунки и т.д.), размещаются в отдельных каталогах. Такая структура хранения информации позволяет уверенно ориентироваться в принадлежности той или иной информации, особенно если учесть, что на современных носителях информации могут храниться тысячи, а то и десятки тысяч файлов! Работа с информацией была бы значительно затруднена, если бы она была беспорядочно размещена на носителе.
Любой носитель изначально имеет один каталог, который создается операционной системой без нашего участия, — корневой. Корневой каталог на каждом носителе внешней памяти существует в единственном экземпляре. Все другие каталоги создаются либо пользователем, либо могут быть автоматически созданы программами.
На рисунке приведен пример иерархической структуры размещения информации на носителе (“\” обозначает корневой каталог, имена каталогов выделены полужирным шрифтом, файлов — обычным).
Файлы и каталоги, зарегистрированные в одном каталоге, должны иметь уникальные имена. Файлы (или
каталоги),
зарегистрированные на одном и том же носителе информации, но в разных каталогах,
могут иметь совпадающие имена.Полное имя файла однозначно определяет местоположение любого файла на носителе. Оно состоит из пути к файлу, включающему логическое имя устройства и иерархическую систему каталогов, от корневого каталога до того, в котором содержится файл, и собственно имени файла и расширения.
Правила задания имени файла определяются
операционной системой и используемой файловой
системой. Вообще файловая система определяет об-
щую структуру именования, хранения и организации
файлов в операционной системе. Файловая система FAT
(File Allocation Table) поддерживается операционными
системами DOS и Windows (в DOS — FAT16; в
Windows9x — FAT16 и FAT32). Это файловая система, основанная на таблице размещения файлов, которая поддерживается операционной системой для отслеживания состояния различных сегментов дискового пространства, используемого для хранения файлов. NTFS (Windows NT File System) — файловая система операционных систем Windows NT и Windows 2000. Улучшенная по сравнению с FAT файловая система, разработанная для использования специально с ОС Windows NT. Она выполняет те же функции, что и FAT, но, кроме того, поддерживает средства восстановления файловой системы и допускает использование чрезвычайно больших носителей данных. Также поддерживает объектно-ориентированные приложения, обрабатывая все файлы как объекты с определяемыми пользователем и системой атрибутами. Каждый файл на томе NTFS представлен записью в специальном файле, называемом “главной файловой таблицей” (MFA).
В операционных системах семейства DOS имя файла может содержать от 1 до 8 символов, можно использовать символы латинского алфавита, арабские цифры и некоторые другие символы; есть ряд символов, использование которых в имени запрещено. В операционных системах семейства Windows имя может содержать уже от 1 до 255 символов, причем набор символов, из которых можно составлять имена файлов, расширяется. В частности, можно использовать буквы национальных алфавитов, пробелы и т.д. Windows, как правопреемница DOS, обеспечивает совместимость собственных “длинных” имен с короткими именами DOS, т.е. у файла Windows есть дополнительный атрибут — имя этого файла в DOS. Строчные и прописные буквы в именах файлов не различаются. По-другому дело обстоит в операционных системах семейства Unix. Там строчная и прописная буквы различаются, поэтому имена, записанные одними и теми же буквами, но имеющие различия в регистрах, будут разными.
Расширение имени файла записывается после точки и может содержать от 1 до 3 символов в DOS и больше 3 — в Windows. Чаще всего в расширение вкладывается определенный смысл (хотя пользователь может задавать и бессмысленные расширения) — оно указывает на содержимое файла или на то, какой программой был создан данный файл. Например, DOC, TXT — расширения текстовых файлов, COM, EXE — исполнимых файлов, INI — инициализационных файлов, PAS, BAS, CPP — исходные тексты программ на соответствующем языке программирования, и т.д. В операционной системе Windows именно по расширению файлы ассоциируются с определенной программой, с помощью которой они могут быть открыты для просмотра или модификации.
Примеры имен файлов:
a:\mydir\f1.txt
c:\windows\temp\abcd.tmp
myfile.doc
Размер файла измеряется в байтах.
В зависимости от значений атрибутов файлов операционная система разрешает или запрещает те или иные действия над файлами.
Обычно в Windows по отношению к файлам и каталогам используют несколько иную терминологию. Познакомимся и с ней по материалам публикации [1, дополнительная литература].
Наиболее простыми являются документы и программы. Документы — это объекты, содержащие ту или иную информацию: тексты, картинки, звуки и т.д. Развитие мультимедийных возможностей компьютера
приводит к
тому, что в некоторых документах могут содержаться несколько видов информации
одновременно, например, движущееся изображение и звук. Программы служат для
обработки документов — это своеобразные инструменты воздействия на документы.
Часто их еще называют приложениями, например, приложение MS- DOS или
приложение Windows. Между отдельными программами и документами существует
устойчивая связь: текстовый редактор работает с текстовыми документами,
программа-фонограф воспроизводит звуки и т.п. Windows запоминает такие связи и
способна самостоятельно их использовать при просмотре и работе с
документами.Группа однотипных документов, а также программы для их обработки могут быть помещены в общую папку. Папка является еще одним, более крупным объектом Windows. В отличие от документов и программ, являющихся простыми и “неделимыми” объектами, папка может содержать другие объекты, в том числе и новые папки; в частном случае папка может быть пустой.
Независимо от операционных систем персональных компьютеров все файлы можно разделить на текстовые и бинарные (по-другому — двоичные) файлы. Текстовыми называют файлы, в которых используются в качестве информационных символы с десятичными кодами 32-126 и 128-254. Двоичные файлы представляют собой последовательность из любых символов. Их длина определяется из заголовка файла. Это разделение является важным для различных операционных систем, поскольку назначение и обработка бинарных и текстовых файлов в операционных системах различаются.
Также файлы можно разделить на исполняемые (программы) и неисполняемые (файлы данных и документов). Исполняемые файлы могут запускаться операционной системой на выполнение, а неисполняемые файлы могут только изменять свое содержимое в процессе выполнения программ. Далее можно разделить файлы на основные, присутствие которых обязательно для работы операционной системы и программных продуктов, служебные, хранящие конфигурацию и настройки основных файлов, рабочие, содержимое которых изменяется в результате работы основных программных файлов и собственно ради которых и создаются все остальные файлы, а также временные файлы, создающиеся в момент работы основных и хранящие промежуточные результаты.
В процессе работы над файлами и каталогами (далее они называются объектами) производят следующие операции:
• создание (в текущем каталоге создается новый экземпляр объекта, ему дается имя. Созданный объект при этом может быть и пустым);
• копирование (копия объекта создается в другом каталоге или на другом носителе);
• перемещение (производится копирование объекта в другой каталог или на другой носитель, в исходном каталоге объект уничтожается);
• удаление (в исходном каталоге объект уничтожается);
• переименование (изменяется имя объекта).
В ОС DOS, Unix эти операции выполняются подачей из командной строки специальных команд. В семействе ОС Windows для этих целей служит специальная служебная программа Проводник (Explorer). Кроме того, графический интерфейс позволяет осуществлять эти же операции и другими способами, например, с использованием контекстного меню. Большинство пользователей всех ОС, включая графические, предпочитают применять при работе с файлами специальные программы-оболочки. У отечественного пользователя DOS наибольшей популярностью пользовалась программа-оболочка Norton Commander, у пользователей Windows — Far, Windows Commander и др.
