Файл как единица хранения информации на компьютере атрибуты. Управление файлами, типы файлов, файловая система, атрибуты файла

Информационный
объект
-
это
совокупность
логически
связанной
информации.
Виды информационных объектов:
Текстовых
ИО
-
литературное
произведение, газетная статья и др.
Графические ИО - рисунки, чертежи,
схемы.
Табличные ИО - различные документы в
табличной форме.
Аудиовизуальные ИО – видео и музыка.

Съемные цифровые носители
Съемный жесткий диск - устройство
хранения информации, основанное на
принципе магнитной записи, информация
записывается на жёсткие (алюминиевые
или стеклянные)
пластины,
покрытые
слоем
ферромагнитного
материала.

Съемные цифровые носители
Дискета - портативный носитель
информации,
используемый
для
многократной записи и хранения данных,
представляющий собой помещённый в
защитный пластиковый корпус гибкий
магнитный
диск,
покрытый
ферромагнитным слоем.

Съемные цифровые носители
Компакт-диск - оптический носитель
информации в виде пластикового диска с
отверстием в центре, процесс записи и
считывания
информации
которого
осуществляется при помощи лазера (CDROM и DVD-диск - предназначенный
только для чтения; CD-RW и DVD-RW
информация
может
записываться
многократно).

Съемные цифровые носители
Карта памяти или флеш-карта -
компактное электронное запоминающее
устройство, используемое для хранения
цифровой информации (они широко
используются в электронных устройствах,
включая
цифровые
фотоаппараты,
сотовые телефоны, ноутбуки, MP3-плееры
и игровые консоли).

Съемные цифровые носители
USB-флеш-накопитель
(сленг.
флэшка) - запоминающее устройство,
использующее в качестве носителя флешпамять и подключаемое к компьютеру или
иному считывающему устройству по
интерфейсу USB.

Атрибуты файла и его объем. Учет объемов файлов при их хранении, передаче. Запись информации

Файл - это определенное количество
информации
(программа
или
данные),
имеющее
имя
и
хранящееся
в
долговременной (внешней) памяти.
Имя файла состоит из двух частей,
разделенных точкой: собственно имя файла и
расширение,
определяющее
его
тип
(программа, данные и т. д.). Собственно имя
файлу дает пользователь, а тип файла
обычно задается программой автоматически
при его создании.

Тип файла
Исполняемые
программы
Текстовые файлы
Графические файлы
Web-страницы
Звуковые файлы
Видеофайлы
Расширение
exe, com
txt, rtf, doc
bmp, gif, jpg, png,
pds и др.
htm, html
wav, mp3, midi, kar,
ogg
avi, mpeg

Имя файла может иметь до 255
символов, допускается использование
русского алфавита, не разрешается
использовать
следующие
девять
символов: /\:*?"<>|. В имени файла
можно использовать несколько точек.
Расширением имени считаются все
символы, стоящие за последней точкой.

Атрибуты файла устанавливаются для
каждого файла и указывают системе,
какие операции можно производить с
файлами. Существует четыре атрибута:
- только чтение (R);
- архивный (A);
- скрытый (H);
- системный (S).

Атрибут файла «Только чтение».
Данный атрибут указывает, что файл нельзя изменять.
Все попытки изменить файл с атрибутом «только
чтение», удалить его или переименовать завершатся
неудачно.
Атрибут файла «Скрытый».
Файл с таким атрибутом не отображается в папке.
Атрибут можно применять также и к целым папкам.
Надо помнить, что в системе предусмотрена
возможность отображения скрытых файлов, для этого
достаточно в меню Проводника Сервис – Свойства
папки – вкладка Вид – Показывать скрытые файлы и
папки.

Атрибут файла «Архивный».
Такой атрибут имеют практически все файлы, его
включение/отключение
практически
не
имеет
никакого
смысла.
Использовался
атрибут
программами
резервного
копирования
для
определения изменений в файле.
Атрибут файла «Системный».
Этот
атрибут
устанавливается
для
файлов,
необходимых операционной системе для стабильной
работы. Фактически он делает файл скрытым и
только для чтения. Самостоятельно выставить
системный атрибут для файла невозможно.

Для изменения атрибутов файла
необходимо открыть окно его свойств и
включить соответствующие опции.

Существуют также дополнительные
атрибуты, к ним относятся атрибуты
индексирования и архивации, а также
атрибуты сжатия и шифрования.

При передачи и хранении различных
файлов необходимо учитывать объем этих
файлов. Если объем слишком велик, можно
создать архив файлов с помощью программ
архиваторов (7-zip, WinRAR, WinZip).
Архивация – это сжатие файлов, то есть
уменьшение их размера.
При создании архивов исполняемые
программы, текстовые файлы, графические
файлы, Web-страницы, звуковые файлы,
видео файлы сжимаются по-разному.

Запись
информации
это
способ
фиксирования информации на материальном
носителе.
Способы записи информации на компактдиски:
с помощью специальных программ
записи (Nero, CDBurnerXP, Burn4Free, CD DVD
Burning и др.);
через задачи для записи CD (помещаем
нужные объекты на диск с помощью
перетаскивания или копирования, выбираем в
задачах записи CD «записать файлы на
компакт-диск»).

Способы записи информации на остальные
съемные цифровые носители:
копирование (выделяем нужные объекты,
нажимаем
правой
кнопкой
мыши,
в
появившемся контекстном меню выбираем
«копировать»; через контекстное меню правой
кнопки мыши, выбирая «вставить», вставляем
объекты на нужный цифровой носитель);
перетаскивание (выделяем нужные объекты,
нажимаем левую кнопку мыши, удерживая её,
перетаскиваем
документы
на
нужный
цифровой носитель).

Если Вы открыли флешку, а на ней пропали все данные, не спешите паниковать! Скорее всего, случайно были изменены атрибуты файлов и папок, которые там хранились. Как вернуть правильные атрибуты мы расскажем в статье ниже!

Сколько работаю с компьютерами, столько и убеждаюсь, что они любят доставлять пользователям массу неудобств. Причём, часто все "выкрутасы" проистекают из нашего незнания каких-либо основ или особенностей работы системы и её компонентов...

Так случилось и в этот раз. Не успел я выйти на новую работу, а уже столкнулся с очередной компьютерной "проблемой" :)

Исчезли файлы на флешке

Приносят мне флешку, с которой нужно сбросить документ. Флешка открывается, а на ней ничего нет! Благо я уже сталкивался с подобной ситуацией и даже демонстрировал подобный эффект ученикам, когда вёл кружок в школе. А вот на неподготовленных коллег это событие произвело не самое приятное впечатление...

Я попросил не паниковать. Вызвав свойства флешки и убедившись, что она не пуста (определённый процент места на ней был занят данными), я открыл её при помощи файлового менеджера и увидел на месте все файлы, которые отображались как полупрозрачные - то есть скрытые:

Вся "беда" в том, что каждый файл в Windows, помимо привычных нам характеристик, вроде, имени, расширения или размера, имеет ещё целый ряд не совсем очевидных свойств. Одними из них являются атрибуты. Самих атрибутов немного, но они влияют на работу системы с файлами.

В нашем случае, например, атрибуты "системный" и "скрытый" приводят к визуальному "исчезновению" файла из Проводника, если в "Свойствах папок" (Панель управления или меню "Вид" любой папки) не активна опция "Показывать скрытые файлы, папки и диски" и включен флажок "Скрывать защищённые системные файлы", как это обычно стоит по умолчанию:

С причиной разобрались, а вот как вернуть файлам нормальные атрибуты, чтобы их стало видно и в Проводнике? Проблема в том, что атрибут "скрытый" в Свойствах файла отображается, но снять его нельзя, поскольку флажок неактивный.

Если у Вас есть Total Commander или иной подобный файловый менеджер , то Вы можете вызвать редактор атрибутов из меню "Файл". Однако, на мой взгляд, для этих целей удобнее использовать Командную строку! Нажмите на клавиатуре сочетание клавиш "WIN+R", в строке "Выполнить" введите без кавычек "cmd" и нажмите Enter. В открывшемся окошке Консоли вводим команду "attrib" вида:

attrib -r -a -s -h (снятие всех основных атрибутов) H:\*.* (путь к папке и маска имён файлов, выбирающая всё содержимое указанного каталога) /s /d (дополнительные ключи команды, позволяющие сбросить атрибуты файлов в папках и подпапках)

После выполнения команды все файлы и папки на флешке должны появиться в нормальном виде, что нам и было нужно:) Для тех же, кому важен не только результат, но и понимание, откуда и что берётся, предлагаю разобраться с атрибутами более детально.

Общие атрибуты файлов

Всего в Windows исторически сложилось 4 основных атрибута, которыми могут обладать любые файлы и частично папки:

1. "Только для чтения" (read-only) - R . Используется обычно для запрета правки текстовых файлов. Из нетрадиционных способов использования можно назвать защиту флешки от записи (в корне создаётся папка только для чтения), но вирусы могут обходить такую защиту.
2. "Архивный" (archived) - A . Нужен в основном только программам для создания бэкапов, чтобы распознавать, какие файлы уже включены в резервную копию, а какие изменились и подлежат замене.
3. "Системный" (system) - S . Данным атрибутом обычно помечаются системные файлы, которые нежелательно трогать пользователю. Исходя из этого, в Проводнике такие файлы не отображаются, если не отключена опция "Скрывать защищённые системные файлы" во вкладке "Вид" в разделе "Параметры папок".
4. "Скрытый" (hidden) - H . Позволяет скрывать любые файлы и папки без необходимости помечать их как системные. Аналогично предыдущему атрибуту, препятствует отображению в Проводнике, если не включена настройка "Показывать скрытые файлы, папки и диски".

Кроме того, в последних версиях Windows появился ещё ряд атрибутов, которые обычно не нуждаются в изменении, но о которых стоит знать:

• "сжатый" (C);
• "зашифрованный" (E);
• "индексированный" (I);
• "временный" (T);
• атрибут целостности (V);
• "без очистки" (X).

Часть из этих атрибутов можно увидеть в Свойствах файла, а часть доступна только самой файловой системе и нигде не отображается:

Также к атрибутам иногда причисляют временную метку файла, которая включает в себя три даты: создания, изменения и первого открытия. В системе обычно отображается только дата изменения, но остальные метки времени можно увидеть всё в тех же Свойствах:

Очевидно, что изменить дату создания файла без сторонних программ нельзя, а для корректировки даты изменения достаточно внести в файл какие-либо правки. Дата сменится автоматически.

Просмотр и правка атрибутов

О том, для чего нужны атрибуты файлов, как их можно смотреть и править штатными средствами системы мы уже выяснили. Здесь же хотелось бы рассмотреть способы взаимодействия с ними посредством сторонних программ.

Как уже говорилось выше, довольно удобно работать с атрибутами в визуальном режиме при помощи файловых менеджеров.

Например, в популярном Total Commander, чтобы включить отображение скрытых файлов и папок нужно зайти в меню "Вид" - "Расширенные настройки" и внизу активировать опцию "Показывать скрытые/системные файлы: вкл/выкл". Теперь, когда всё видно, выделяем файлы, с которых нужно снять атрибуты, идём в меню "Файлы" и жмём пункт "Изменить атрибуты":

Откроется довольно симпатичное окошко, где в визуальном режиме Вы сможете не только применить все параметры стандартной команды ATTRIB, но и сменить метку времени изменения файла (к сожалению, метку создания без специальных плагинов не сменишь).

Аналогичное окошко есть и у другого популярного файлового менеджера Free Commander . Здесь для включения отображения скрытых файлов также нужно пройти в меню "Вид", а оттуда в подменю "Показать", где и отметить все пункты. Правка же атрибутов в этом файловом менеджере также находится в меню "Файл" и называется "Атрибуты/метка времени":

Встроенный во Free Commander инструмент правки атрибутов по функционалу даже превосходит аналог в Total Commander. Во-первых, он поддерживает дополнительные атрибуты сжатия. Во-вторых, позволяет выбирать файлы, которые нужно править, по маске. А в-третьих, позволяет менять все метки времени!

Ну и на закуску, если Вам не хочется качать полновесный файловый менеджер только ради того, чтобы поправить атрибуты некоторых файлов, Вы вполне можете обойтись узкоспециализированными утилитами. Хорошим примером является BulkFileChanger от именитых разработчиков NirSoft:

Качаем программу по ссылке для 32-битных или 64-битных систем и файл Russian.zip. Из последнего извлекаем русификатор, кидаем его в основной архив программы и можем запускать. Должно появиться окошко на русском, аналогичное тому, что на скриншоте выше.

Нам осталось только добавить в список файлы на обработку, выделить их и нажать кнопку "Изменить время/атрибуты" на верхней панельке. Если сделаете всё правильно, перед Вами откроется такое окно:

Здесь, как видим, можно менять абсолютно любые метки времени и все основные атрибуты файлов. Отмечаете галочками, что нужно изменить и жмёте "Выполнить".

Единственный недостаток BulkFileChanger в том, что программа не умеет работать с атрибутами папок и подпапок. Однако, для правки временных меток она - идеальна!

Вдобавок утилита снабжена ещё одной функцией - "Выполнить команду для выбранных файлов". Это позволяет, например, сформировать пакетную команду для множества файлов без необходимости вводить вручную все их адреса!

Выводы

Сегодняшняя статья получилась не очень обширной, но, надеюсь, станет кому-то полезной, а кому-то, возможно, позволит сберечь лишние нервные клетки:)

Помните, что 90% причин всех глюков и неполадок компьютера - это Вы сами! Поэтому, прежде чем паниковать и нести ПК в ремонт, попробуйте проанализировать все свои действия и поискать решения возникшей проблемы в Интернете. В большинстве случаев помогает;)

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.

Технологическая карта

(закрепление знаний и формирование умений и навыков/ практическое занятие/ лабораторная работа)

МДК/Дисциплина

ОУДп. 12 Информатика

Группа

Ф-11,12,13

Тема занятия

Файл как единица хранения информации на компьютере. (Пр.10)

Вид занятия

Практическая работа

Цель занятия

Получить представление об архивации файлов, познакомиться с понятием избыточности, научиться архивировать и распаковывать файлы, получить основные понятия, необходимые для грамотной работы на компьютере.

Задачи занятия

Обучающие: изучение принципов архивации файлов; изучение функций и режимов работы наиболее распространенных архиваторов; приобретение практических навыков по созданию архивных файлов; приобретение практических навыков по извлечению файлов из архивов

Развивающие: способствовать формированию логического мышления

Воспитательные: воспитывать чувства ответственности.

Аппаратное и программное обеспечение

Требования к ПО:

Операционная система Windows XP

MS Office

Средства обучения

Мультимедийная презентация, демонстрационный материал

Методы и приемы

Групповые обсуждения, мозговой штурм, словесно – наглядный

Используемые педагогические технологии

Информационные компьютерные технологии

Организационная структура занятия

Этап 1

Организационный момент

Цель этапа

Предварительная организация группы (проверка отсутствующих, внешнего состояния помещения, рабочих мест, наличия дежурных, рабочей позы и внешнего вида учащихся, организация внимания)

Длительность этапа

3 минут

Этап 2

Актуализация знаний

Цель этапа

Воспроизведение студентами знаний умений и навыков

Длительность этапа

10 минут

Фронтальная

Координатор, организатор, привлечение к размышлению

Содержание этапа

Архивация предназначена для создания резервных копий используемых файлов, на случай потери или порчи по каким-либо причинам основной копии (невнимательность пользователя, повреждение магнитного диска, заражение вирусом и т.д.).

Для архивации используются специальные программы, архиваторы, осуществляющие упаковку и позволяющие уменьшать размер архива, по сравнению с оригиналом, примерно в два и более раз.

Архиваторы позволяют защищать созданные ими архивы паролем, сохранять и восстанавливать структуру подкаталогов, записывать большой архивный файл на несколько дисков (многотомный архив).

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив. Программы большого объема, распространяемые на дискетах, также находятся на них в виде архивов.

Архивный файл - это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации.

Выигрыш в размере архива достигается за счет замены часто встречающихся в файле последовательностей кодов на ссылки к первой обнаруженной последовательности и использования алгоритмов сжатия информации.

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 5 - 40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей - 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Для того чтобы воспользоваться информацией, запакованной в архив, необходимо архив раскрыть или распаковать. Это делается либо той же программой-архиватором, либо парной к ней программой-разархиватором.

Разархивация (распаковка) - процесс восстановления файлов из архива в первоначальном виде. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.

Самораспаковывающийся архивный файл - это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы-архиватора.

Самораспаковывающийся архив получил название SFX-архив (SelF-eXtracting). Архивы такого типа в обычно создаются в форме.ЕХЕ-файла.

Архиваторы, служащие для сжатия и хранения информации, обеспечивают представление в едином архивном файле одного или нескольких файлов, каждый из которых может быть при необходимости извлечен в первоначальном виде. В оглавлении архивного файла для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

• имя файла;

  сведения о каталоге, в котором содержится файл;

  дата и время последней модификации файла;

  размер файла на диске и в архиве;

  код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива.

Архиваторы имеют следующие функциональные возможности:

1. Уменьшение требуемого объема памяти для хранения файлов от 20% до 90% первоначального объема.

   Обновление в архиве только тех файлов, которые изменялись со времени их последнего занесения в архив, т.е. программа-упаковщик сама следит за изменениями, внесенными пользователем в архивируемые файлы, и помещает в архив только новые и измененные файлы.

   Объединение группы файлов с сохранением в архиве имен директорий с именами файлов, что позволяет при разархивации восстанавливать полную структуру директорий и файлов.

   Написания комментариев к архиву и файлам в архиве.

   Создание саморазархивируемых архивов, которые для извлечения файлов не требуют наличия самого архиватора.

   Создание многотомных архивов– последовательности архивных файлов. Многотомные архивы предназначены для архивации больших комплексов файлов на дискеты.

Развитие

(закрепление ПК и ОК)

Закрепление знаний по теме Создание архива данных. Извлечение данных из архива.

Этап 3

Цель этапа

Объяснение учащимся, как выполнять практическую работу

Длительность этапа

3 минут

Функции преподавателя на данном этапе

Координатор, организатор

Содержание этапа

Необходимо решить задачи на нахождение полной площади и площади боковой поверхности цилиндра

Этап 4

Выполнение различных заданий, задач, упражнений

Цель этапа

Выполнение практической работы, помощь при выполнении

Длительность этапа

20 минут

Форма организации деятельности обучающихся

Индивидуальная

Функции преподавателя на данном этапе

Организующая, направляющая, инструктирующая

Содержание этапа

Изучить теоретическое обоснование.

2.Выполнить практические задания по вариантам.

3.Ответить на контрольные вопросы по указанию преподавателя.

4.Оформить отчет.

Содержание отчета:

1.Название и цели работы.

2.Результаты выполнения практических заданий.

3.Ответы на контрольные вопросы.

4.Вывод.

Вариант 1

Создать каталог WORK и подкаталоги EXE, COM, ZIP, WD и RAR по схеме.

Скопировать в каталог ЕХЕ - 5 файлов с расширением *.ЕХЕ, в каталог СОМ - 4 файла с расширением *.СОМ, в каталоги ZIP и RAR - все файлы из каталога Мои документы.

Заархивировать файлы в каталоге ЕХЕ архиватором ZIP с паролем 234.

Заархивировать файлы в каталоге СОМ архиватором RAR с добавлением текста комментария «Это мой архив».

В каталоге RAR создать многотомный архив, размером 1457664 байт, используя архиватор RAR.

В каталоге ZIP произвести архивацию файлов, создав многотомный архив размером 1457664 байт, используя архиватор RAR;

В каталог WD скопировать любой архивный файл и разархивировать его, удалив архивный файл;

Заархивировать каталог WORK архиватором RAR с учетом каталогов и подкаталогов.

Тип

архиватора

ZIP

RAR

Размер

каталога

До архивации

После

архивации

Степень

сжатия

До

архивации

После

архивации

Степень сжатия

ЕХЕ

СОМ

Вариант 2

Создать каталог WORK и подкаталоги ЕХЕ, COM, ZIP, WD и RAR.

Скопировать в каталог ЕХЕ - 5 файлов с расширением *.СОМ, в каталог СОМ - 4 файла с расширением *.ЕХЕ, в каталоги ZIP и RAR - все файлы из каталога Мои документы.

3. Заархивировать файлы в каталоге ЕХЕ архиватором RAR с паролем 128.

Заархивировать файлы в каталоге СОМ архиватором ZIP с добавлением текста комментария «Это мой архив».

В каталоге RAR создать многотомный архив размером 1440 Кбайт, используя архиватор RAR.

В каталоге ZIP создать многотомный архив размером 1440 Кбайт, используя архиватор RAR.

В каталог WD скопировать любой архивный файл и разархивировать его, удалив архивный файл.

8. Заархивировать каталог WORK архиватором RAR с учетом каталогов и подкаталогов.

Создать самораспаковывающийся (SFX) архив в каталоге WORK каталога COM.

Данные занести в таблицу и показать результат преподавателю.

Тип

архиватора

ZIP

RAR

Размер

каталога

До архивации

После

архивации

Степень

сжатия

До

архивации

После

архивации

Степень сжатия

ЕХЕ

СОМ

Степень сжатия определяется следующим образом: размер каталога после архивации делится на размер каталога до архивации и умножается на 100

Закрепление

ПК и ОК

Развивать навыки создания архивов данных

Этап 5

Проверка выполнения работ; обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

Цель этапа

Проверить выполнение практической работы

Длительность этапа

3 минут

Форма организации деятельности обучающихся

Индивидуальная оценки своих товарищей.

Функции преподавателя на данном этапе

Содержание этапа

Студенты обмениваются тетрадями. На слайде высвечиваются правильные ответы, студенты отмечают правильные ответы и выставляют друг другу отметки.

Закрепление

ПК и ОК

Развивать навыки самооценки и

Этап 6

Рефлексия (подведение итогов и самоанализ деятельности/ обратная связь)

Цель этапа

Оценка освоения умений, формирование умений самооценки

Длительность этапа

3 минуты

Форма организации деятельности обучающихся

Фронтальная, индивидуальная

Функции преподавателя на данном этапе

Организатор, аналитик, эксперт

Содержание этапа

Итак, что же мы делали сегодня на уроке?

Все ли практические задание выполнили?

Какие затруднения возникли при выполнении практических заданий?

1. Что такое архивация?

2. Назовите основные действия при работе с архивами?

3. Какие архивы называют самораспаковывающимися?

4. Как происходит шифрование архива?

5. Какие файлы не имеет смысла архивировать?

6. Почему перед пересылкой текстового файла по электронной почте имеет смысл предварительно его упаковать в архив?

Закрепление

ПК и ОК

Формировать способность к самоанализу у студентов.

Этап 7

Домашнее задание

Цель этапа

Закрепление полученных знаний

Длительность этапа

3 минут

Функции преподавателя на данном этапе

Организатор, эксперт

Содержание этапа

Выполнение работы:

Задание №1.

В своей папке создайте папку Архивы. В ней создайте папки Изображения и Документы.

Найдите и скопируйте в папку Изображения рисунки с расширениями *.jpg , *.bmp и *.gif.

Сравните размеры файлов *.bmp, *.gif.и *.jpg. и запишите данные в таблицу_1.

В папку Документы поместите файлы *.doc (не менее 3) и запишите их исходные размеры в таблицу№1.

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.

Управление файлами

Доступом называется обращение к файлу с целью чтения или записи в него информации. Файловая система поддерживает два типа доступа к файлам:

Ø последовательный метод доступа;

Ø прямой (непосредственный) метод доступа.

При последовательном доступе записи из файла считываются подряд, строго в порядке их расположения в файле. Поэтому, чтобы обратиться (получить дос­туп) к определенной записи, необходимо читать все предыдущие. При прямом доступе обеспечивается непосредственное обращение к записи по ее номеру в файле. Механизм доступа к файлу и его записям при программировании также имеет два варианта:

· доступ к файлу с использованием специальной таблицы - управляющего
блока файла;

· доступ к файлу по идентификатору.

Управляющий блок файла (FCB - File Control Block) содержит следующую ин­формацию:

· номер (букву) дисковода, где установлен диск с файлом;

· имя файла и его расширение;

· текущий номер блока в файле;

· длину записи в байтах;

· размер файла в байтах;

· дату последней модификации файла;

· относительный номер записи (текущий номер);

· номер записи и т. д.

Некоторые из вышеназванных параметров требуют дополнительного пояснения. Файл состоит из блоков, объединяющих по 128 записей в каждом. Относитель­ный номер записи - это порядковый номер записи в блоке. Текущий номер бло­ка и относительный номер записи используются при последовательном доступе к записям файла. Номер записи - это параметр, объединяющий номер блока и относительный номер записи в блоке, он используется при произвольном досту­пе к записям файла. Важный параметр - длина записи (точнее, длина логиче­ской, кажущейся записи, которая может отличаться от длины физической запи­си из-за наличия различных служебных элементов в структуре записи и файла). Длина записи используется при определении числа байтов, пересылаемых при обмене информацией с ОЗУ и при определении положения записи внутри бло­ка. Блок FCB позволяет получать доступ к файлам только в текущем каталоге. Идентификатор файла - ASCIIZ-строка, идентифицирующая файл. ASCIIZ- (ASCII-Zero) строка содержит следующую информацию:

· номер (логическое имя) дисковода и путь к файлу (если нужно);

· имя файла и его расширение;

· нулевой байт (zero-байт).

Атрибуты файлов

Атрибут - это классифицирующий файл признак, определяющий способ его ис­пользования, права доступа к нему и т. д. ОС DOS допускает задание следую­щих элементов в атрибуте:

R (Read only) - файл предназначен только для чтения и не может быть ни удален, ни изменен. При попытке обновить или уничтожить такой файл сис­темными средствами (при помощи программ DOS) будет выдано сообщение об ошибочных действиях. Атрибут устанавливается для защиты от случайно­го изменения или уничтожения;

Н (Hidden) - скрытый файл. Игнорируется многими командами DOS. При просмотре каталога командой DIR сведения о скрытом файле обычно не вы­даются;

(System) - системный файл. Системные файлы предназначены для работы операционной системы или работы внешних устройств ПК;

A (Archive) - еще не архивированный файл. Этот атрибут позволяет опреде­лить, было ли произведено резервное копирование файла (создание его ре­зервной копии в специальном формате). Атрибут А присваивается каждому вновь создаваемому файлу и сбрасывается (уничтожается) при создании ре­зервной копии файла.

Файлу могут быть присвоены одновременно любые из перечисленных атрибутов или ни один из них.

К группе атрибутов файла можно условно отнести пароль, обеспечивающий раз­граничение доступа к файлам.