Файл та файлова структура. Операції з файлами

Для того щоб зрозуміти, за якими принципамифункціонують комп'ютерні системи, недостатньо просто взаємодіяти з «операционкой» на візуальному рівні. Для повного розуміння всього, що відбувається слід чітко собі уявляти, що таке файл і файлова структура. При розгляді даної теми буде вказано, навіщо це потрібно.

Поняття файлу та файлової структури

Для початку потрібно визначитися з найголовнішими термінами і поняттями. Ключовим тут є поняття файлу, яке і визначає механізми роботи системи в програмному плані.

Отже, файл - це об'єкт, який містить певнуінформацію. Щоб зрозуміти, що таке файли даних, файлові структури і їх взаємодію, краще навести приклад з життя, скажімо, порівняти ці поняття зі звичайною книгою.

Кожен знає, що практично в будь-якій книзі можназустріти обкладинку, сторінки, зміст, глави і розділи. Для найпростішого розуміння, обкладинка - це вся файлова система в сукупності, сторінки - папки (директорії), в яких зберігаються окремі файли, зміст - файловий менеджер, глави і розділи - файли, що містять конкретну інформацію.

Як правило (не завжди, правда), позначенняоб'єкта, званого файлом, складається з двох частин: імені та розширення. Власне, ім'я може бути абсолютно довільним і задаватися різними мовами. Розширення - це спеціальне позначення з трьох і більше латинських літер, яке вказує на тип даних. Простіше кажучи, з розширення можна зрозуміти, якою програмою зіставлений файл, чи є він системним і т. Д.

Відкриття файлу за замовчуванням в будь-якій операційнійсистемі проводиться подвійним кліком миші. Однак не факт, що все можна відкрити таким способом. Найпростіший приклад: виконувані файли в Windows, що мають розширення .exe, так запустити можна, а ось ті ж динамічні бібліотеки, в розширенні позначаються як .dll, хоч і містять виконувані коди, тим не менш, у такий спосіб не відкриваються. Пов'язано це тільки з тим, що звернення до їх вмісту проводиться за допомогою інших програмних компонентів, або виклик коду здійснюється спеціалізованими компонентами самої операційної системи. Але це найпростіший приклад.

Файли (об'єкти), що не відповідають ніопераційній системі, ні будь-якій програмі, відкрити буде не так просто. Грубо кажучи, жодна «операційка» не зрозуміє, який саме засіб для відкриття потрібно запустити. У кращому випадку буде запропоновано вибрати відповідну програму самому з наданого списку ймовірних рішень.

Файли і файлова структура: інформатика на зорі розвитку комп'ютерних технологій

Тепер подивимося, що собою представлялиінформаційні технології, коли тільки з'явилися перші комп'ютери. Вважається, що основною системою, яка використовується в той час, була примітивна як на теперішній час DOS, в якій для доступу до функцій потрібно було вводити спеціалізовані команди.

З появою унікального дітища Norton Commanderтака необхідність не те щоб відпала (деякі команди все одно прописувати було потрібно), а, скоріше, зменшилася. Саме цей файловий менеджер, виходячи з нашого прикладу, і можна назвати змістом, оскільки всі дані, що зберігаються на жорсткому диску або зовнішньому носії, були чітко структуровані.

Файли і папки

Як вже зрозуміло, в будь-якій системі існуєкілька основних видів об'єктів. Файл та файлова структура, крім основного елемента (файла), невіддільні від поняття папки. Іноді цей термін позначається як «каталог» або «директорія». По суті, це розділ, в якому зберігаються окремі компоненти.

В принципі, не кажучи про книжкових сторінках,найбільш чітко поняття папки можна висловити, якщо подивитися на який-небудь комод з безліччю ящиків, в яких щось лежить. Ось це «щось» і є файли, а ящики - директорії.

Найпростіші приклади пошуку файлів

Виходячи з вищесказаного, можна зробити висновокщодо швидкого пошуку інформації. У будь-який нині існуючої «операційки» є засоби для цієї мети. У тому ж файловому менеджері (наприклад, «Провідник» Windows), в спеціальному полі, досить ввести хоча б частину назви файлу, після чого система видасть всі об'єкти, що містять введений рядок.

Однак для більш точного пошуку іноді потрібнознати, де саме розташовується шуканий файл. Грубо кажучи, необхідно вибрати певний ящик в комоді, де знаходиться потрібний нам предмет. Сам пошук здійснюється за допомогою стандартного засобу в файловому менеджері, але можна використовувати і поєднання на кшталт Ctrl + F, яке викликає пошуковий рядок.

Що таке файлова система?

Файли і файлові структури не можна уявитисобі без розуміння файлової системи. Зауважте, файлова структура і файлова система - не одне й те саме. Структура - це основний вид впорядкування файлів, якщо хочете, систематизації даних, а ось файлова система - метод, який визначає роботу структури. Іншими словами, це принцип обробки даних в плані їх розміщення на жорсткому диску або іншому носії інформації.

Сьогодні файлових систем можна знайти доситьбагато. Наприклад, найбільш відомими для Windows з моменту розвитку комп'ютерної техніки стали системи FAT з архітектурою 8, 16, 32 і 64 біта, NTFS і ReFS. Файлова система, структура файлу, спосіб упорядкування тісно пов'язані між собою. Але тепер кілька слів про самих системах.

Не кажучи про технічні подробиці, слідвідзначити, що основна відмінність між ними полягає лише в тому, що FAT має більший розмір кластера для зберігання і прискореного доступу до файлів невеликого об'єму, а NTFS і ReFS оптимізовані для великих масивів даних і швидкого доступу до них на максимальній швидкості зчитування інформації з жорсткого диска .

Операції з файлами

Тепер подивимося з іншого боку на те, щоє файлова структура операційних систем. Операції з файлами, які передбачені в будь-який «операційки», в общем-то, особливо і не розрізняються.

Серед основних виділяють створення файлу, відкриття,перегляд, редагування, збереження, перейменування, копіювання, переміщення, видалення і т. д. Такі дії є стандартними для всіх існуючих систем. Однак є і деякі специфічні функції.

архівація даних

Серед специфічних функцій в першу чергу можнавиділити стиснення файлів і папок, зване архівацією, а також зворотний процес - вилучення даних з архіву. На момент розробки системи DOS створення архівних типів даних в основному зводилося до використання стандарту ARJ.

Але з появою технологій ZIP-архівуваннятакі процеси отримали новий розвиток. Згодом був створений і універсальний архіватор RAR. Ці технології зараз представлені в будь-який «операційки» навіть без необхідності встановлювати додаткове програмне забезпечення. Файлова структура ОС операції з файлами в цьому ракурсі трактується як віртуальносжатіе. По суті, технології стиснення просто дають системі вказівку на те, щоб вона визначається не шуканий розмір, а менший. Сам інформаційний обсяг файлу або папки при архівації не змінюється.

Управління відображенням об'єктів

Поняття «файлова структура», «структура файлу» іт. д. слід розглядати ще й з точки зору можливості бачення самих об'єктів. Не секрет, що практично всі користувачі сучасних ПК стикалися з терміном «приховані файли і папки».

Що це таке? Чи означає це тільки те, що в системі встановлено обмеження на відображення деяких об'єктів (наприклад, системних файлів і папок, щоб користувач їх випадково не вилучив). Тобто в фізичному плані вони з жорсткого диска нікуди не діваються, просто файловий менеджер їх не бачить.

Щоб відобразити всі приховані об'єкти, в тому ж«Провіднику» слід використовувати меню «Вид», де на відповідній вкладці ставиться галочка в рядку відображення всіх прихованих папок і файлів. Після включення такого виду об'єкти матимуть напівпрозорі іконки.

З пошуком прихованих об'єктів теж можуть виникнутитруднощі. При введенні імені файлу або його розширення навіть із зазначенням конкретного місця розташування при відключеному відображенні таких об'єктів результату не буде (система адже не бачить їх). Для того щоб їх знайти, потрібно на початку і в кінці імені кореневої папки вводити символ%. Наприклад, для пошуку директорії AppData, яка є прихованою і розташовується в локальній папці налаштувань конкретного користувача, слід використовувати рядок пошуку% USERPROFILE% AppData. Тільки в цьому випадку файл і файлова структура в цілому отримають ключ до взаємозв'язку.

висновок

Ось коротко і все, що стосується розуміння основнихтермінів. В принципі, зрозуміти, що таке файл і файлова структура, на елементарних прикладах не так вже й складно. Наостанок, якщо хочете, можна визначити ці терміни як цеглини і стіну, з яких вона складається. Цегла - це файл, стіна - файлова структура, де кожна цеглинка займає строго певне, покладене тільки йому місце.

Спеціально не розглядалися деякітехнічні аспекти або класичні визначення, прийняті в програмуванні та комп'ютерних технологіях, щоб читачеві матеріал був зрозумілий на елементарному рівні.