5. Файл, каталог и файловая система

   1. Файлы и каталоги

Любая информация, размещенная во внешней памяти компьютера, представляет собой совокупность записей, которые ОС рассматривает как единый информационный объект для сохранения, вызова и пересылки, называемый файлом.

Файл (FILE) – это поименованная область данных на диске.

Данные, содержащиеся в файле, – это цепочка символов, точнее соответствующих им байтовых кодов.

Каждому файлу присваивается свое уникальное имя. Чтобы ОС быстро могла найти любой файл на диске, его имя и адрес записываются в каталог.

Катало;´г – это область на диске, содержащая информацию об именах файлов и каталогов, входящих в данный каталог, и их адресах, а также некоторую служебную информацию.

По сути дела каталог – это особый тип файла, который содержит системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователями по какому-либо неформальному признаку.

Для чего нужно делить дисковое пространство на несколько областей, разнося файлы по разным каталогам? Целей может быть несколько:

– объединить в отдельные группы логически связанные файлы (например, все файлы с текстовой информацией или антивирусные программы);

– выделить отдельное пространство для каждого из пользователей данной машиной, чтобы они могли свободно манипулировать своими файлами независимо от других пользователей;

– объединить все файлы, относящиеся к какой-либо подсистеме, например, к текстовому редактору WORD или графическому редактору CorelDraw.

Тот факт, что файлы входят в один каталог, совсем не означает, что на диске они физически занимают какую-то связанную область, однако логически, с позиции пользователя, это выглядит именно так.

2. Файловая система

Термин «файловая система» часто рассматривают в двух аспектах.

Во-первых, нужно иметь в виду, что файловой системой называют ту часть операционной системы, которая ведает доступом к каталогам и файлам, распределяет для них дисковое пространство и является, таким образом, программным средством.

Во-вторых, файловой системой называют всю совокупность каталогов и файлов, хранимых на внешних носителях компьютера. Эта точка зрения естественна для конечного пользователя.

Наиболее приемлемой, наверное, будет следующая формулировка понятия файловой системы:

Файловой системой называют организацию хранения и размещения программ и данных на магнитных носителях.

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, выводимого на экран такими программами, как Norton Commander или Windows Explorer, 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.

Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Однако 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 (рис. 4.2).

К

Рис. 4.2. Иерархия файловых систем

аталоги образуют дерево каталогов, если файлу разрешено входить только в один каталог (рис. 4.2, б), и сеть каталогов – если файл может входить сразу в несколько каталогов (рис. 4.2, в). Например, в MS-DOS и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX – сетевую. 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, 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 каталог (рис. 4.2, а).