ТЕМА 1.5. ФАЙЛОВА СТРУКТУРА ОРГАНІЗАЦІЇ ЗБЕРІГАННЯ ІНФОРМАЦІЇ

· поняття файла

· параметри і атрибути файлів

· структура файлової системи

· файлові системи FAT16, FAT32, NTFS

Основні терміни теми: файл, каталог, кореневий каталог, ім’я, тип, розмір, атрибути, дата створення і останнього оновлення файла, файлова система

Головне призначення носіїв зовніш­ньої пам’яті – довготривале зберігання інформації. Будь-яка інформація (текст, зображення, програма, відеофільм тощо) на зовнішньому носії зберігаються у вигляді файла. Фізично файл представляє собою іменовану область на диску, у якій зберігається окремий екземпляр інформації певного типу.

Файл характеризується набором параметрів (ім’я, розширення, розмір, дата створення, дата останньої модифікації) та атрибутами, які використовує операційна система для його обробки ("архівний", "системний", "схований", "тільки для читання", "каталог" та ін.)

Ім’я файла є обов’язковим. Правила запису імен файлів визначаються файловою системою (про неї мова йтиме пізніше).

 Файлова структура може бути однорівневою – це проста послідовність файлів. Багаторівнева файлова структура передбачає деревоподібний спосіб орга­нізації файлів на диску. При цьому існують спеціальні файли, які в одних операційних системах називають каталогами (directory), а в інших папками, призначення яких – реєстрація у них файлів (в тому числі і інших каталогів). Наявність підтримки каталогів в операційній системі дозволяє побудувати ієрархічну (багаторівневу) організацію розміщення файлів на диску. У цьому випадку файли, які мають однакову природу (файли операційної системи, докумен­ти, офісні програми, ігрові програми, результати розрахунків, домашні завдання, рисунки тощо) розміщаються в окремих каталогах. Така структура збері­гання інформації дозволяє впевнено орі­єнтуватися в належності тієї чи іншої інформації, особливо, якщо врахувати, що на сучасних носіях інформації можуть зберігатися тисячі, а то і десятки тисяч файлів! Робота з інформацією значно б ускладнювалася, якщо остання була як-небудь розміщена на диску.

 Будь-який носій інформації початково має один каталог, який створюється операційною системою без участі користувача, – це кореневий каталог. Кореневий каталог на кожному носії зовнішньої пам’яті існує в єдиному екземплярі. Всі інші каталоги створюються або користувачем, або прикладними програмами.

 На рисунку наведено приклад ієрархічної структури розміщення інформації на носії (символом "\" позначено кореневий каталог, імена каталогів виділені напівжирним шрифтом, а файлів – звичайним).

Файли та каталоги, зареєстровані в одному каталозі, повинні мати унікальні імена. Однакові імена можуть мати файли (чи каталоги), зареєстровані на одному і тому ж носії інформації, але в різних каталогах.

Повне ім’я файла однозначно визначає місцезнаходження будь-якого файла на диску. Воно складається із шляху до файла, що включає логічне ім’я пристрою та ієрархічну систему каталогів, від кореневого каталогу до того, у якому знаходиться файл, і власне імені файла та розширення.

Правила задання імен файлів визначаються файловою системою і використовуються операційною системою для її підтримки. Взагалі файлова система визначає загальну структуру іменування, зберігання та організації файлів.

Файлова система FAT (File Allocation Table) підтримується операційними системами DOS та Windows (в DOS – FAT16; у Windows 9x – FAT16 та FAT32). Ця файлова система базується на таблиці розміщення файлів, яка підтримується операційною системою для відслідковування стану різних сегментів дискового простору, що використовується для зберігання файлів.

NTFS (Windows NT File System) – файлова система для операційних систем Windows NT та Windows 2000. Покращена у порівнянні з FAT, файлова система NTFS спеціально розроблена для використання з ОС Windows NT. Вона виконує такі ж функції, що й FAT, але, крім того, підтримує засоби відновлення файлової системи і дозволяє використання надзвичайно великих носіїв даних. Також підтримує об’єктно-орієнтовані прикладні програми, що обробляють файли як об’єкти із заданими користувачем та системою атрибутами. Кожен файл на томі NTFS представлений записом у спеціальному файлі, що називається "головною файловою таблицею" (MFA).

В операційних системах сімей­ства DOS ім’я файла може містити від 1 до 8 символів, можна використо­вувати символи латинського алфавіту, арабські цифри та деякі інші символи, є ряд символів, використання яких в іменах не допускається. В опера­ційних системах сімейства Windows ім’я вже може містити від 1 до 255 символів, причому набір символів, із яких складаються імена файлів, розширяється. Зокрема, можна використовувати літери національних алфавітів, пропуски та інші символи. Однак такі символи як *, ?, \, :, /, 

Розширення імені файла записується після крапки і може містити від 1 до 3 символів в DOS і більше 3 – у Windows. Частіше всього в розширення вкладається певний зміст (хоча користувач може задавати і свої розширення) – воно вказує на зміст файла або на те, якою програмою був створений даний файл. Наприклад, DOC, TXT – це розширення текстових файлів, COM, EXE – готових до виконання програм, INI – ініціалізаційних файлів, PAS, BAS, CPP – тексти програм на відповідних мовах програмування, і т.д. В операційній системі Windows саме з розширенням файла асоційована певна програма, за допомогою якої ці файли можуть бути відкриті для перегляду та коригування.

Приклади імен файлів:

a:\mydir\f1.txt

c:\windows\temp\abcd.tmp

myfile.doc

Розмір файла, як правило, виражається в байтах, кілобайтах або мегабайтах. Він суттєво залежить від того, яка у файлі зберігається інформація.

Дата створення і останнього оновлення файла фіксується по комп’ютерному годиннику і використовується для того, щоб можна було відрізнити старі копії файлів від нових.

В залежності від значень атрибутів файлів операційна система дозволяє або забороняє ті чи інші дії над файлами. Розглянемо основні атрибути файлів:

· ”архівний” – цей атрибут мають звичайні файли;

· ”тільки читання” – мають файли, які можна лише переглядати, вносити зміни у ці файли не можна;

· ”схований” – мають файли, які небажано переглядати чи змінювати.

· ”системний” – мають файли, які є складовою частиною опера­ційної системи. Такі файли ні в я кому разі не можна знищувати, оскільки це приводить до збоїв у роботі операційної системи;

· "стиснутий" – мають файли, записані у стиснутому вигляді. Розмір файла при цьому зменшується, однак час його обробки зростає;

· "каталог" – файл, що містить записи про інші файли, які до нього входять.

Набір атрибутів файлів залежить від конкретної файлової системи та її реалізації в операційній системі.