Графіка

Переглянути ієрархічну структуру диска с. Структура диска

Архангельський державний університет

Котласька філія

очне відділення

Факультет: технічний

Спеціальність: ПГС

Курсова робота

Дисципліна: інформатика

Тема: Фаїлова Структура Диска

Виконала

студентка 1 курсу

Жубрьова Ольга

Олександрівна

Перевірив:

Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

§ 1 Поняття файлової системи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

§ 2 Файлова система MS-DOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

§ 3 Файлова система Windows 95 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

§ 4 Файлова система Windows NT. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Висновок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Вступ.

У методичному посібнику розкрито сутність поняття "файлова система",

яке є одним із найважливіших понять у курсі “Програмне

забезпечення ЕОМ”, а також представлена структура файлових систем таких

операційні системи, як MS-DOS, Windows 95, Windows NT.

Намаганням досягти цієї мети і визначається структура сьогодення

посібники: матеріал теми розбитий на 4 основні частини (частини представлені в

у вигляді параграфоф), кожна з частин також при необхідності розбита на

дрібніші деталі.

§ 1 Поняття файлової системи.

1.1. Визначення файлової системи.

Файл (англійською мовою File) - папка,швидкозшивач.

Файл - це названа область пам'яті на будь-якому фізичному

носії, призначені для зберігання інформації.

Сукупність засобів операційної системи, що забезпечують доступ до

інформації, на зовнішніх носіях називається системою управління файлами або

файловою системою.

Файлова система (file system) - функціональна частина операційної

системи, яка відповідає за обмін даними із зовнішніми запам'ятовуючими

пристроями.

ОРГАНІЗАЦІЯ ДОСТУПУ ДО ФАЙЛУ

Структура каталогу

Сподіваємося, що ви добре уявляєте собі організацію зберігання книг у

бібліотеці та відповідно процедуру пошуку потрібної книги за її шифром

каталогу. Перенесіть своє уявлення про це на спосіб зберігання файлів

на диску та організацію до нього доступу.

Доступ - процедура встановлення зв'язку з пам'яттю та розміщеним у ній файлом

для запису та читання даних.

Ім'я логічного диска, що стоїть перед ім'ям файлу специфікації,

вказує логічний диск, у якому слід шукати файл. На цьому ж диску

організовано каталог, у якому зберігаються повні імена файлів, і навіть їх

характеристики: дата та час створення;

обсяг (у байтах); спеціальні атрибути. За аналогією з бібліотечною системою

організації каталогів повне ім'я файлу, зареєстроване в каталозі,

служитиме шифром, за яким операційна системазнаходить

розташування файлу на диску.

Каталог - довідник файлів із зазначенням розташування на диску.

Розрізняють два стани каталогу - поточний (активний) і пасивний. MS

DOS пам'ятає поточний каталог кожному логічному диску.

Поточний (активний) каталог - каталог, де робота користувача

проводиться у поточний машинний час.

Пасивний каталог - каталог, з яким у Наразічасу немає

В операційній системі MS DOS прийнята ієрархічна структура

(Рис. 9.1) організації каталогів. На кожному диску завжди є

єдиний головний (кореневий) каталог. Він знаходиться на 0-му рівні

ієрархічної структури та позначається символом "\". Кореневий каталог

створюється при форматуванні (ініціалізації, розмітці) диска, має

обмежений розмір і може бути видалений засобами DOS. У головний

каталог можуть входити інші каталоги та файли, які створюються командами

операційної системи та можуть бути видалені відповідними командами.

Рис. 9.1. Ієрархічна структура організації каталогу

Батьківський каталог – каталог, що має підкаталоги. Підкаталог

Каталог, який входить до іншого каталогу.

Таким чином, будь-який каталог, що містить каталоги нижнього рівня, може

бути, з одного боку, по відношенню до них батьківським, а з іншого боку,

підлеглим стосовно каталогу верхнього рівня. Як правило, якщо це

не викликає плутанини, вживають термін "каталог", маючи на увазі або

підкаталог, або батьківський каталог, залежно від контексту.

Каталоги дисків організовані як системні файли. Єдине

виняток - кореневий каталог, для якого відведено фіксоване місце на

диск. Доступ до каталогів можна отримати, як до звичайного файлу.

Примітка. У структурі каталогів можуть бути каталоги, не

назви підкаталогів такі ж, як і правила назви файлів (див.

підрозд. 9.1). Для формальної відмінності від файлів зазвичай підкаталогів

надають тільки імена, хоча можна додати і тип за тими самими правилами, що

та для файлів.

Доступ до вмісту файлу організований з головного каталогу через

ланцюжок підпорядкованих каталогів (підкаталогів) я-го рівня. В каталозі

будь-якого рівня можуть зберігатися записи як про файли, так і каталоги

нижнього рівня. називаються порожніми.

На рис. 9.2 наведено найпростішу структуру каталогу, де в головному

каталозі 0-го

рівня зберігаються лише записи про файли, каталоги нижнього рівня

не існує

На рис. 9.3 наведено ієрархічну структуру каталогу, де в каталогах

будь-якого рівня зберігаються записи про файли та каталоги нижнього рівня. Причому

перехід до каталогу нижнього рівня може бути організований тільки

послідовно через підпорядковані каталоги.

Рис. 9.2. Найпростіша структура каталогу, у якому відсутні каталоги

нижнього рівня

Рис. 93,.. Типова структура каталогу, що складається з каталогів нижнього

рівня: при позначенні каталогу нижнього рівня використовуються три цифри:

перша цифра означає номер рівня; друга - порядковий номер цього

каталогу на даному рівнітретя вказує, на якому рівні

зареєстровано його ім'я. Кожен каталог має ім'я КАТ із індексами.

Наприклад, КАТ342 - ім'я каталогу третього рівня, який зареєстрований у

каталозі другого рівня під номером 4

Не можна перейти з головного каталогу відразу до каталогу, наприклад, 5-го рівня.

Потрібно обов'язково пройти через усі попередні каталоги найвищого рівня.

Описаний вище принцип організації доступу до файлу через каталог

є основою файлової системи.

Файлова система - частина операційної системи, що управляє розміщенням та

доступом до файлів та каталогів на диску.

З поняттям файлової системи тісно пов'язане поняття файлової структури диска,

під якою розуміють, як розміщуються на диску: головний каталог,

підкаталоги, файли, операційна система, а також які для них виділені

обсяги секторів, кластерів, доріжок.

Правила формування файлової структури диска При формуванні файлової

структури диска операційна система MS DOS дотримується ряду правил:

Файл або каталог можуть бути зареєстровані з одним і тим же ім'ям

різних каталогах, але в тому самому каталозі тільки один раз;

Порядок проходження імен файлів та підкаталогів у батьківському каталозі

довільний;

Файл може бути розбитий на кілька частин, для яких виділяються

ділянки дискового простору однакового обсягу на різних доріжках та

секторах.

Шлях та запрошення

З рис. 9.1 – 9.3 видно, що доступ до файлу здійснюється через каталог

завдяки зареєстрованому в ньому імені файлу. Якщо каталог має

ієрархічну структуру, то доступ до файлу операційна система організує

залежно від положення підкаталогу, в якому зареєстровано ім'я

шуканого файлу.

Доступ до файлу можна організувати так:

Якщо ім'я файлу зареєстровано в поточному каталозі, достатньо для

доступу до файлу вказати лише його ім'я;

Якщо ім'я файлу зареєстровано в пасивному каталозі, то перебуваючи в

поточний каталог, ви повинні вказати шлях, тобто. ланцюжок підлеглих

каталогів, якими слід організувати доступ до файлу.

Шлях - ланцюжок підпорядкованих каталогів, який необхідно пройти по

ієрархічної структури до каталогу, де зареєстрований файл. При

завдання шляху імена каталогів записуються в порядку прямування і відокремлюються

один від одного символом.

Взаємодія користувача з операційною системою здійснюється з

допомогою командного рядка, що відображається на екрані дисплея. На початку

командного рядка завжди є запрошення, яке закінчується символом

>. У запрошенні може відображатися: ім'я поточного диска, ім'я поточного диска

каталогу, поточний час та дата, шлях, символи-розділювачі.

Запрошення операційної системи – індикація на екрані дисплея інформації,

що означає готовність операційної системи до введення команд користувача.

Приклад 9.8.

Поточним дисководом є дисковод з гнучким диском А,

поточним каталогом – головний, на що вказує символ.

З:\КАТ1\КАТ2

Поточним диском є жорсткий дискС. Поточним каталогом -

каталог другого рівня КАТ2, входить до каталогу першого рівня

КАТ1, який, у свою чергу, зареєстрований у головному

каталозі.

Можливі три варіанти організації шляху доступу до файлу залежно від

місця його реєстрації:

Файл знаходиться у поточному каталозі (шлях відсутній). При організації

доступу до файлу достатньо вказати повне ім'я;

Файл знаходиться в пасивному каталозі одного з нижніх рівнів,

підпорядкованого поточному каталогу. При організації доступу до файлу

необхідно вказати шлях, в якому перелічені всі імена каталогів

нижнього рівня, що лежать на цьому шляху (включаючи каталог, в якому

зареєстрований цей файл);

файл знаходиться в пасивному каталозі на іншій гілці по відношенню до

місцезнаходження поточного каталогу ієрархічної структури. При

організації доступу до файлу необхідно вказати шлях, починаючи з

головного каталогу, тобто. із символу \. Це пояснюється тим, що в

ієрархічній структурі рух можливий тільки по вертикалі зверху-

Горизонтальні переходи з каталогу до каталогу неприпустимі.

Нижченаведені приклади ілюструються можливі варіантишляхи.

Приклад 9.9.

Умова: файл F1.TXT зареєстрований у поточному каталозі 1-го рівня К1

жорсткого дискаТому на екрані індикується запрошення С:\К1

Пояснення: у цьому випадку шлях відсутній, і для доступу до файлу достатньо

вказати лише його повне ім'я F1.TXT

Приклад 9.10.

Умова: файл F1.TXT зареєстрований у каталозі 2-го рівня К2 жорсткого

диска С. Поточний каталог – К1. Тому на екрані відображається запрошення

Пояснення: у цьому випадку шлях почнеться від каталогу

К1 вниз через підпорядкований йому каталог К2. Тому перед

повним ім'ям файлу вказується шлях від поточного каталогу К2

Познайомившись із поняттям шляху, повернемося до введеного в підрозділ. 9.1

поняття специфікації файлу Існує скорочена специфікація файлу та

повна специфікація файлу, у освіті якої бере участь шлях. На рис.

9.4 показано варіанти правила утворення специфікації файлу.

Рис. 9.4. Формати специфікацій (зазначений необов'язковий параметр)

Приклад 9.12. Скорочена форма специфікації файлу C:\KIT.BAS

Файл із програмою на Бейсику KIT.BAS знаходиться в головному

каталог жорсткого диска.

Повна форма специфікації файлу

З:\КАТ1\КАТ2\ВООК1.ТХТ

Текстовий файл ВООК1.ТХТ зареєстровано у каталозі другого

рівня КАТ2 жорсткого диска.

Структура записів у каталозі

Тепер вам належить знайомство зі структурою записів, що зберігаються в каталозі.

з відомостями про файли та підкаталоги нижнього рівня.

Запис про файл у каталозі містить ім'я та тип файлу, обсяг файлу в

байтах, дату створення, час створення та ще ряд параметрів, необхідних

операційну систему для організації доступу.

Запис про підкаталог нижнього рівня в батьківському каталозі містить його

ім'я, ознака, дату та час створення.

Розглянемо можливі варіанти вмісту каталогу. 1-й варіант. В каталозі

зберігаються лише записи про файли (рис. 9.5). Перед записами про файли

виводиться повідомлення про назву каталогу. В даному випадку – це головний

каталог гнучкого диска А. Наприкінці вмісту каталогу виводиться повідомлення про

кількості файлів, що зберігаються на диску, та про вільний простір диска в

байтів. Наприклад, у наведеному вище каталозі виводиться повідомлення:

4 file(s) 359560 bytes free

Кількість файлів на диску. Обсяг вільного

простору диска, байт2-й варіант.

У каталозі зберігаються лише записи про каталоги нижнього рівня (рис. 9.6).

Рис. 9.7. У головному каталозі зберігаються файли та підкаталоги

Наприкінці каталогу, як і в попередньому випадку, ви побачите аналогічну

розглянутий вище запис про обсяг вільного просторуна диску.

3-й варіант. У каталозі зберігаються записи як про файли, так і про каталоги

нижнього рівня (рис. 9.7). З цієї структури видно, що у даному каталозі

є 3 файли та 2 каталоги нижнього рівня BASIC та LEXICON. На диску

вільного простору 2,6575 Мбайт.

Розглянуті вище три варіанти представлення каталогів відображають вміст

головного каталогу. Структура каталогів, починаючи з 1-го рівня та нижче,

ідентична і відрізняється від головного лише тим, що перед записами про файли

і каталогах нижнього рівня поміщаються два записи з трьома крапками (рис. 9.8).

Точки, які ви бачите спочатку, означають, що на екран викликаний вміст

підкаталогу (каталогу 1-го рівня) KNIGA, який містить два текстові

файли SVET та TON.

|Directory of C: KNIGA | | |

| |11-12-90 |09:40 |

| |10-10-91 |08:30 |

|svet txt 55700 |04-04-90 |10:05 |

|ton txt 60300 |03-05-91 |11:20 |

|2 files 912348 bytes free | | |

|Мал. 9.8. Структура записів у підкаталозі

1.2. Файлова система FAT.

Операційними системами Windows використовується, розроблена ще для

DOS файлова система FAT, у якій кожному розділу і тому DOS є

завантажувальний сектор, а кожен розділ DOS містить дві копії таблиці

розміщення файлів (file allocation table – FAT).

FAT є матрицею, яка встановлює співвідношення

між файлами та папками розділу та їх фізичним розташуванням на жорсткому

Перед кожним розділом жорсткого диска послідовно розташовані дві

копії FAT. Подібно до завантажувальних секторів, FAT розташовується за межами

диска, видимої для файлової системи.

При записі на диск файли не обов'язково займають простір,

еквівалентне їхньому розміру. Зазвичай файли розбиваються на кластери

певного розміру, які можуть бути розкидані по всьому розділу.

В результаті таблиця FAT являє собою не список файлів та їх

розташування, а список кластерів розділу та їх вмісту, а в кінці

Елементи таблиці FAT являють собою 12-, 16- та 32-бітові

шістнадцяткові цифри, розмір яких визначається програмою FDISK, а

Значення безпосередньо створюється програмою FORMAT.

Всі гнучкі диски, а також жорсткі дискирозміром до 16 Мбайт

використовують у FAT 12-бітові елементи. Жорсткі та знімні диски, що мають

розмір від 16 Мбайт і більше зазвичай використовують 16-бітові елементи.

Файлова система FAT використовувалася у всіх версіях MS-DOS та у перших

двох випусках OS/2 (версії 1.0 та 1.1). Кожен логічний том мав

власний FAT, який виконував дві функції: містив інформацію

розподілу для кожного файлу в томі у формі списку зв'язків модулів

розподілу (кластерів) та вказував, які модулі розподілу вільні.

Коли таблиця FAT була винайдена, це було чудове рішення для

управління дисковим простором, головним чином тому що гнучкі диски,

на яких вона використовувалася, рідко були розміром більш ніж кілька Мб.

FAT була досить мала, щоб перебувати в пам'яті постійно,

дозволяла забезпечувати дуже швидкий довільний доступ до будь-якої частини

будь-якого файлу.

Коли FAT була застосована на жорстких дисках, вона стала занадто великою.

для резидентного знаходження у пам'яті та погіршувала продуктивність системи.

Крім того, так як інформація щодо вільного дискового

простору розподілялася "поперек" великої кількості секторів FAT,

вона була непрактична при розподілі файлового простору, та

Фрагментація файлів виявилася перешкодою високої ефективності.

Крім того, використання відносно великих кластерів на жорстких

диски призвело до великій кількостіневикористовуваних ділянок, оскільки в

середньому для кожного файлу половина кластера була витрачена даремно.

Протягом кількох років Microsoft та IBM робили спробу продовжити

життя файлової системи FAT завдяки зняттю обмежень на розміри тома,

покращення стратегій розподілу, кешування імен шляху, та переміщення

таблиць та буферів у розширену пам'ять. Але вони можуть розцінюватися лише

як тимчасові заходи, тому що файлова система просто не підходила до

великим пристроям довільного доступу.

§ 2 Файлова система операційної системи MS-DOS.

Одне з понять файлової системи MS DOS – логічний диск.

Логічні диски:

DOS, кожен логічний диск це окремий магнітний диск. Кожен логічний

диск має унікальне ім'я. Як ім'я логічного диска

використовуються літери англійської абетки від A до Z (включно).

Кількість логічних дисків, отже, трохи більше 26.

Літери A і B - відведені строго під наявні в IBM PC флоппі-диски (

Починаючи з літери C, називаються логічні диски (розділи) HDD (

вінчестер).

На малюнках дано зображення логічного диска.

У разі якщо даний IBM PC має лише один FDD, літера B пропускається

Тільки логічні диски A та C можуть бути системними. Файлова

структура логічного диска:

Щоб звернутися до інформації на диску (що знаходиться у файлі), треба

знати фізичну адресу першого сектора, (N поверхні + N доріжки + N сектора),

загальна кількість кластерів, яку займає даний файл, адреса наступного

кластера, якщо розмір файлу більший, ніж розмір одного кластера і т.д. Усе

це дуже туманно, важко та не потрібно.

MS DOS позбавляє користувача такої роботи і веде її сама. Для

забезпечення доступу до файлів - файлова система MS DOS організує та

підтримує на логічному диску певну структуру файлу.

Елементи файлової структури:

Стартовий сектор (сектор початкового завантаження, Boot-сектор),

Область даних (дисковий простір, що залишився вільним)

Ці елементи створюються спеціальними програмами(у середовищі MS DOS) у процесі

ініціалізації диска.

Стартовий сектор (сектор початкового завантаження, Boot-сектор):

Тут записано інформацію, необхідну MS DOS для роботи з диском:

Ідентифікатор OS (якщо диск системний),

Розмір сектора диска

Кількість секторів у кластері,

Кількість резервних секторів на початку диска

Кількість копій FAT на диску (стандарт – дві),

Кількість елементів у каталозі,

Кількість секторів на диску

Тип формату диска

Кількість секторів у FAT,

Кількість секторів на доріжку,

Кількість поверхонь,

Блок початкового завантаження OS,

За стартовим сектором знаходиться FAT.

FAT(таблиця розміщення файлів):

Область даних диска (див. вище) представлена в MS DOS як послід-

ність пронумерованих кластерів.

FAT – це масив елементів, що адресують кластери області даних диска.

Кожному кластеру області даних відповідає один елемент FAT.

Елементи FAT служать як ланцюжок посилань на кластери файлу в області

FAT - вкрай важливий елемент Файлової структури. Порушення у FAT можуть

призвести до повної чи часткової втрати інформації на всьому логічному диску.

Саме тому на диску зберігається дві копії FAT. Існують спец.програми,

які контролюють стан FAT та виправляють порушення.

Кореневий каталог:

Це певна область диска, що створюється в процесі ініціалізації

(форматування) диска, де міститься інформація про файли та каталоги,

що зберігаються на диску.

Кореневий каталог завжди існує на відформатованому диску. На

одному диску завжди буває лише один кореневий каталог. Розмір кореневого

каталогу для даного диска – величина фіксована, тому максимальна

кількість "прив'язаних" до нього файлів та інших (дочірніх) каталогів

(Підкаталогів) - суворо визначене.

Отже, підсумовуючи все вище сказане, можна дійти невтішного висновку MS-DOS - 16-

розрядна операційна система, що працює у реальному режимі процесора.

§ 4 Файлова система операційної системи Windows 95.

4.1. Передісторія створення FAT 32

У сфері персональних комп'ютерів у 1987 р. виникла криза.

Можливості файлової системи FAT, розробленої фірмою Microsoft за десять

років до цього для інтерпретатора Standalone Disk Basic та пізніше

пристосовані для операційної системи DOS, були вичерпані. FAT

призначалася для жорстких дисківємністю не понад 32 Мбайт, а нові НЖМД

більшої ємності виявлялися абсолютно марними користувачів PC.

Деякі незалежні постачальники пропонували власні способи вирішення

цієї проблеми, однак лише з появою DOS 4.0 ця криза була подолана -

на деякий час.

Значні зміни структури файлової системи у DOS 4.0

дозволили операційній системі працювати з дисками місткістю до 128 Мбайт; з

внесенням у подальшому незначних доповнень ця межа була піднята до

2 Гбайт. На той час здавалося, що такий обсяг пам'яті перевищує будь-які

мислимі потреби. Однак якщо історія персональних комп'ютерів чомусь

і навчила, то саме тому, що ємність, "перевищує будь-які мислимі

потреби", дуже швидко стає з "майже недостатньою для серйозних

робіт". Справді, в даний час у продажу є жорсткі диски

ємністю, як правило, 2,5 Гбайт і вище, а колись дуже високий і

позбавив нас від обмежень стеля в 2 Гбайт перетворився на ще одне

перешкоду, яку належить подолати.

4.2. Опис FAT 32

Для Windows 95 фірма Microsoft розробила нове розширення

системи FAT - FAT32, без будь-яких гучних заяв передбачене в

пакеті OEM Service Pack 2

Система FAT32 встановлюється лише у нових PC, і не розраховуйте

отримати її при переході до нової версії Windows 95, хоча, за твердженням

Microsoft, це розширення стане складовоюосновного пакета для

модернізації Windows

4.2.1. Області диску

Ця файлова система передбачає низку спеціальних областей на

диск, виділений для організації простору диска в процесі його

форматування - головний запис завантаження, таблицю розбиття диска, запис

завантаження, таблицю розміщення файлів (від якої система FAT і отримала своє

назва) та кореневий каталог.

На фізичному рівніпростір диска розбивається на 512 байт

області, які називаються секторами. В системі FATмісце для файлів виділяється

блоками, які з цілого числа секторів і називаються кластерами.

Число секторів у кластері має бути кратно ступеня двійки. У Microsoft

називають ці кластери одиницями виділення пам'яті (allocation unit), а

У звіті SCANDISK вказується їх розмір, наприклад "16 384 байт у кожній

одиниці виділення пам'яті".

4.2.2. Ланцюжок FAT

FAT є базою даних, що зв'язує кластери дискового

простір з файлами. У цій базі для кожного кластера передбачається

лише один елемент. Перші два елементи містять інформацію про саму

системі FAT. Третій та наступні елементи ставляться у відповідність

кластерам дискового простору, починаючи з першого кластера, відведеного

для файлів Елементи FAT можуть містити кілька спеціальних значень,

вказують, що

Кластер вільний, тобто. не використаний жодним файлом;

Кластер містить один або кілька секторів з фізичними дефектами та

не повинен використовуватись;

Цей кластер - останній кластер файлу.

Для будь-якого використовуваного файлу, але не останнього кластера елемент

FAT містить номер кластеру, зайнятого файлом.

Кожен каталог - незалежно кореневий або підкаталог - також

є базою даних. У каталозі DOS для кожного файлу

передбачено один головний запис (В середовищі Windows 95 для довгих імен

файлів введено додаткові записи). На відміну від FAT, де кожен елемент

складається з єдиного поля, записи для файлу в каталозі складаються з

кількох полів. Деякі поля - ім'я, розширення, розмір, дата та час -

можуть бути виведені на екран за командою DIR. Але в системі FAT передбачено

поле, яке не відображається з командою DIR, - поле з номером першого

кластера, відведеного під файл.

Коли програма відправляє запит до операційної системи,

вимогою надати їй вміст якогось файлу ОС

запис каталогу для нього, щоб знайти перший кластер цього файлу. Потім вона

звертається до елемента FAT для даного кластера, щоб знайти наступний

кластер у ланцюжку. Повторюючи цей процес, доки виявить останній

кластер файлу, ОС точно визначає, які кластери належать даному

файлу і в якому послідуванні. Таким шляхом система може надати

програмі будь-яку частину запитуваного нею файла. Такий спосіб організації

файл носить назву ланцюжка FAT.

У системі FAT файлів завжди виділяється ціла кількість кластерів. на 1,2-

Гбайт жорсткому диску з 32-Кбайт кластерами в каталозі може бути зазначено,

що розмір текстового файлу, що містить слова "hello, world", становить

всього 12 байт, але насправді цей файл займає 32 Кбайт дискового

простору. Невикориста частина кластера називається втраченим місцем

(Slack). У невеликих файлах майже весь кластер може бути втраченим

місцем, а середньому втрати становлять половину розміру кластера.

На 850 Мбайт жорсткому диску з 16 Кбайт кластерами при середньому розмірі

файлів близько 50 Кбайт близько 16% відведеного під файли дискового

простору буде втрачено на невикористовувані, але виділені файли

Один із способів вивільнення простору на диску – за допомогою

програм стиснення диска, наприклад DriveSpace, яка виділяє "втрачені

місця" для використання іншими файлами.

4.2.3. Інші зміни у FAT32

Щоб забезпечити можливість роботи зі збільшеним числом кластерів,

запису каталогу для кожного файлу має виділятися 4 байт для початкового

кластера файлу (замість 2 байт у системі FAT16). Традиційно кожен запис у

каталог складається з 32 байт (рис. 1). Всередині цього запису 10 байт не

використовуються (байти з 12-го по 21-й), які Microsoft зарезервувала для

своїх власних потребв майбутньому. Два з них тепер відводяться як

додаткові байти, необхідні для вказівки початкового кластера в системі

Операційна система завжди передбачала наявність на диску двох

екземплярів FAT, але використовувався лише один із них. З переходом до FAT32

операційна система може працювати з будь-якою з цих копій. Ще одне

зміна полягає в тому, що кореневий каталог, який раніше мав фіксований

розмір та строго певне місце на диску, тепер можна вільно

нарощувати при необхідності подібно до підкаталогу. Тепер не існує

обмежень на кількість записів у кореневому каталозі. Це особливо важливо,

оскільки під кожне довге ім'я файлу використовується кілька записів

каталогу.

Поєднання кореневого каталогу, що переміщається, і можливості

використання обох копій FAT – непогані передумови для безперешкодного

динамічної зміни розмірів розділів диска, наприклад, зменшення розділу

з метою вивільнення місця для іншої операційної системи. Цей новий

підхід менш небезпечний, ніж незалежні постачальники, що застосовувалися в програмах

для зміни розділів диска під час роботи з FAT16.

З усього вище сказаного можна дійти невтішного висновку:

MS-DOS була чисто 16-розрядною операційною системою і працювала в

реальний режим процесора. В версіях Windows 3.1 частина коду була 16-

розрядної, а частина – 32-розрядної. Windows 3.0 підтримувала реальний режим

роботи процесора при розробці версії 3.1 було вирішено відмовитися від його

підтримки.

Windows 95 є 32-розрядною операційною системою, яка

розрядний код для сумісності із режимом MS-DOS. Windows 95 32-розрядний

розрядний код

§ 5 Файлова система операційної системи Windows NT.

5.1. Короткий опис ОС Windows NT.

На даний момент світова комп'ютерна індустріярозвивається дуже

продуктивність систем зростає, а отже

зростають можливості обробки великих обсягів даних.

Операційні системи класу MS-DOS вже не справляються з таким

потоком даних і не можуть повністю використати ресурси сучасних

комп'ютери. Тому останнім часом відбувається перехід на більш потужні та

найбільш досконалі операційні системи класу UNIX, прикладом яких і

є Windows NT, випущена корпорацією Microsoft

Коли користувач уперше бачить операційну систему Microsoft

Windows NT, йому в очі впадає виразна зовнішня схожість

вподобаний інтерфейс системи Windows 3.+ .Однак це видима подібність

є лише незначною частиною Windows NT.

Windows NT є 32-розрядною операційною системою з

пріоритетною багатозадачністю. Як фундаментальні компоненти

до складу операційної системи входять засоби забезпечення безпеки та

розвинений мережевий сервіс.

Windows NT також забезпечує сумісність із багатьма іншими

операційними та файловими системами, а також з мережами.

Як показано на наступному малюнку, Windows NT являє собою

модульну (більш досконалу, ніж монолітна) операційну систему, яка

складається з окремих взаємозалежних щодо простих модулів.

Основними модулями Windows NT є (перераховані в порядку

прямування від нижнього рівня архітектури до верхнього) : рівень

апаратних абстракцій HAL (Hardware Abstraction Layer), ядро (Kernel),

виконуюча система (Executive), захищені підсистеми (protected

subsystems) та підсистеми середовища (environment subsystems).

Модульна структура Windows NT

5.2. Файлова система Windows NT.

Коли Windows NT вперше побачила світ, у ній була передбачена

підтримка трьох файлових систем. Це таблиця розміщення файлів (FAT),

забезпечувала сумісність із MS-DOS, файлова система підвищена

продуктивності (HPFS), що забезпечувала сумісність з LAN Manager, та

нова файлова система, що називалася Файловою системою нових технологій

NTFS мала ряд переваг у порівнянні з використовуваними на

момент для більшості файлових серверів файловими системами.

Для забезпечення цілісності даних у NTFS є журнал транзакцій.

Подібний підхід не виключає ймовірності втрати інформації, однак,

значно збільшує ймовірність того, що доступ до файловій системі

буде можливий навіть у тому випадку, якщо буде порушено цілісність системи

сервера. Це стає можливим при використанні журналу транзакцій для

відстеження незавершених спроб запису на диск під час наступного завантаження

Windows NT. Журнал транзакцій також використовується для перевірки диска на

наявність помилок замість перевірки кожного файлу, у разі використання

таблиці розміщення файлів

Однією з основних переваг NTFS є безпека. NTFS

надає можливість вносити записи контролю доступу (Access Control

Entries, ACE) до списку контролю доступу (Access Control List, ACL). ACE

містить ідентифікаційне ім'я групи або користувача та маркер доступу,

який може бути використаний для обмеження доступу до певного

каталогу чи файлу. Цей доступ може припускати можливість читання,

записи, видалення, виконання та навіть володіння файлами.

З іншого боку, ACL є контейнером, що містить одну

або більше записів ACE. Це дозволяє обмежити доступ окремих

користувачів або груп користувачів до певних каталогів або файлів

Крім того, NTFS підтримує роботу з довгими іменами, що мають

довжину до 255 символів і містять великі та малі літери в будь-якій

послідовність. Однією з основних характеристик NTFS є

автоматичне створення еквівалентних імен, сумісних із MS-DOS.

Також NTFS має функцію стиснення, що вперше з'явилася в NT версії

3.51. Вона забезпечує можливість стиснення будь-якого файлу, каталогу чи диска

NTFS. На відміну від програм стиснення MS-DOS, що створюють віртуальний диск,

що має вигляд прихованого файлу і піддає стиску всі дані на цьому диску,

Windows NT використовує додатковий рівень файлової підсистеми для стиснення

та розущільнення потрібних файлів без створення віртуального диска. Це

виявляється корисним при стисканні або певній частині диска (наприклад,

користувача каталогу), або файлів, що мають певний тип

(наприклад, графічні файли). Єдиним недоліком стиснення NTFS

є невисокий, у порівнянні зі схемами стиснення MS-DOS, рівень

компресії. Зате NTFS відрізняється вищою надійністю та

продуктивністю.

Отже, з усього вищесказаного можна дійти невтішного висновку:

Щоб бути спільною з різними операційними системами, Windows

NT містить файлову систему FAT 32. Крім цього, Windows NT містить свою

власну файлову систему NTFS, яка не сумісна з FAT 16.

файлова система має ряд переваг у порівнянні з FAT, а також

відрізняється більш високою надійністю та продуктивністю.

Висновок.

MS-DOS – 16-розрядна операційна система, працює в реальному

режим процесора. У версіях Windows 3.1 частина коду – 16-розрядна, а частина

32-розрядна. Windows 3.0 підтримувала реальний режим роботи процесора,

розробки версії 3.1 було вирішено відмовитися від його підтримки.

Windows 95 є 32-розрядною операційною системою, яка

працює лише у захищеному режимі процесора. Ядро, що включає керування

пам'яттю та диспетчеризації процесів, містить тільки 32-розрядний код. Це

зменшує витрати та прискорює роботу. Тільки деякі модулі мають 16-

розрядний код для сумісності із режимом MS-DOS. У Windows 95 32-розрядний

код використовується скрізь, де тільки можливо, що дозволяє забезпечити

підвищену надійність та відмовостійкість системи. Крім цього, для

сумісності із застарілими програмами та драйверами використовується і 16-

розрядний код

Система Windows NT не є подальшим розвитком раніше

існуючих продуктів. Її архітектура створювалася з нуля з урахуванням

що висуваються до сучасної операційної системи вимог. Прагнучи

забезпечити сумісність (compatible) нової операційної системи,

розробники Windows NT зберегли звичний інтерфейс Windows і реалізували

підтримку існуючих файлових систем (таких, як FAT) та різних

додатків (написаних для MS - Dos, Windows 3.x). Розробники також

включили до складу Windows NT засоби роботи з різними мережевими

засобами.

Надійність та відмовостійкість (reliability and robustness)

забезпечують архітектурними особливостями, що захищають прикладні

програми від пошкодження один одним та операційною системою. Windows NT

використовує відмовостійку структуровану обробку особливих ситуацій на

всіх архітектурних рівнях, що включає відновлювану файлову

систему NTFS та забезпечує захист за допомогою вбудованої системи

безпеки та вдосконалених методів управління пам'яттю.

Про файли та файлові структури

Що таке файл

Інформація на зовнішніх носіях зберігається як файлів. Робота з файлами є важливим видом роботи на комп'ютері. У файлах зберігається все: програмне забезпечення, та інформація, необхідна для користувача. З файлами, як із діловими паперами, завжди доводиться щось робити: переписувати їх з одного носія на інший, знищувати непотрібні, створювати нові, розшукувати, перейменовувати, розкладати в тому чи іншому порядку та ін.

Файл- це інформація, що зберігається на зовнішньому носії та об'єднана спільним ім'ям.

Для прояснення сенсу цього поняття зручно скористатися наступною аналогією: сам носій інформації (диск) подібний до книги. Ми говорили про те, що книга – це зовнішня пам'ять людини, а магнітний диск – зовнішня пам'ять комп'ютера. Книга складається з розділів (розповідей, розділів), кожен із яких має назву. Також файли мають свої назви. Їх називають іменами файлів. На початку або в кінці книги зазвичай є зміст - список назв глав. На диску теж є такий список-каталог, що містить імена файлів, що зберігаються.

Каталог можна вивести на екран, щоб дізнатися, чи є на даному дискупотрібний файл.

У кожному файлі зберігається окремий інформаційний об'єкт: документ, стаття, числовий масив, програма та ін. Укладена у файлі інформація стає активною, тобто може бути оброблена комп'ютером, тільки після того, як вона буде завантажена в оперативну пам'ять.

Будь-якому користувачеві, що працює на комп'ютері, доводиться мати справу з файлами. Навіть для того, щоб пограти в комп'ютерну гру, необхідно дізнатися, в якому файлі зберігається її програма, знайти цей файл і ініціалізувати роботу програми.

Робота з файлами на комп'ютері виконується за допомогою файлової системи. Файлова система- Це функціональна частина ОС, що забезпечує виконання операцій над файлами.

Щоб знайти потрібний файл, користувач повинен бути відомий: а) яке ім'я у файлу; б) де зберігається файл.

ім'я файлу

Практично у всіх операційних системах ім'я файлу складається із двох частин, розділених точкою. Наприклад:

Зліва від точки знаходиться власне ім'я файлу (ту-prog). Наступна за точкою частина імені називається розширенням файлу (pas). Зазвичай в іменах файлів використовуються латинські літери та цифри. У більшості ОС максимальна довжина розширення – 3 символи. Крім того, ім'я файлу може не мати розширення. У ОС Windows в іменах файлів допускається використання російських букв; максимальна довжина імені – 255 символів.

Розширення показує, яка інформація зберігається в даному файлі. Наприклад, розширення txt зазвичай позначає текстовий файл(містить текст); розширення РСХ - графічний файл(містить малюнок), zip або гаг - архівний файл(містить архів – стислу інформацію), pas – програму мовою Паскаль.

Логічні диски

На одному комп'ютері може бути кілька дисководів – пристроїв роботи з дисками. Кожному дисководу надається однолітерне ім'я (після якого ставиться двокрапка), наприклад А:, В:, С:. Часто на персональних комп'ютерах диск великої ємності, вбудований у системний блок(його називають жорстким диском), поділяють на розділи. Кожен із таких розділів називається логічним диском, і йому присвоюється ім'я С:, D:, Е: і т. д. Імена А: і В: зазвичай відносяться до змінних дисків малого обсягу – гнучких дисків (дискетів). Їх теж можна як імена дисків, лише логічних, кожен із яких повністю займає реальний (фізичний) диск. Отже, А:, В:, З:, D: - це імена логічних дисків.

Ім'я логічного диска, що містить файл, є першою "координатою", що визначає місце розташування файлу.

Файлова структура диска

Вся сукупність файлів на диску та взаємозв'язків між ними називається файловою структурою. Різні ОС можуть підтримувати різні організаціїфайлових структур Існують два різновиди файлових структур: простий, або однорівневий, і ієрархічний - багаторівневий.

Однорівнева файлова структура- Це проста послідовність файлів. Для пошуку файлу на диску достатньо вказати лише ім'я файлу. Наприклад, якщо файл tetris.exe знаходиться на диску А:, то його "повна адреса" виглядає так:

p align="justify"> Операційні системи з однорівневою файловою структурою використовуються на найпростіших навчальних комп'ютерах, оснащених тільки гнучкими дисками.

Багаторівнева файлова структура- Деревоподібний (ієрархічний) метод організації файлів на диску. Для полегшення розуміння цього питання скористаємося аналогією із традиційним "паперовим" способом зберігання інформації. У такій аналогії файл представляється як деякий під назвою документ (текст, малюнок) на паперових листах. Наступний за величиною елемент файлової структури називається каталогом. Продовжуючи "паперову" аналогію, каталог представлятимемо як папку, в яку можна вкласти безліч документів, тобто файлів. Каталог також отримує власне ім'я (уявіть, що воно написане на обкладинці папки).

Каталог сам може входити до складу іншого, зовнішнього стосовно нього каталогу. Це аналогічно до того, як папка вкладається в іншу папку більшого розміру. Таким чином, кожен каталог може містити в собі безліч файлів та вкладених каталогів (їх називають підкаталогами). Каталог найвищого рівня, який не вкладено в жодний інший каталог, називається кореневим каталогом.

В операційній системі Windows для позначення поняття "каталог" використовується термін "папка".

Графічне зображення ієрархічної файлової структури називається деревом.

На рис. 2.9 імена каталогів записані великими літерами, а файлів - малими. Тут у кореневому каталозі є дві папки: IVANOV та PETROV та один файл fin.com. Папка IVANOV містить дві вкладені папки PROGS і DATA. Папка DATA – порожня; у папці PROGS є три файли і т. д. На дереві кореневий каталог зазвичай зображується символом \.

Шлях до файлу

А тепер уявіть, що потрібно знайти певний документ. Для цього треба знати скриньку, в якій вона знаходиться, а також "шлях" до документа всередині скриньки: всю послідовність папок, які потрібно відкрити, щоб дістатися до шуканих паперів.

Другою координатою, що визначає місце розташування файлу, є шлях до файлу на диску. Шлях до файлу - це послідовність, що складається з імен каталогів, починаючи від кореневого та закінчуючи тим, у якому безпосередньо зберігається файл.

Ось усім знайома казкова аналогія поняття "шлях до файлу": "На дубі висить скриня, у скрині - заєць, у зайці - качка, у качці - яйце, в яйці - голка, на кінці якої смерть Кощеєва".

Послідовно записані ім'я логічного диска, шлях до файлу та ім'я файлу складають повне ім'я файлу.

Якщо представлена на рис. 2.9 файлова структура зберігається на диску С:, то повні імена деяких файлів, що входять до неї, в символіці операційних систем MS-DOS і Windows виглядають так:

C:\IVANOV\PROGS\progl.pas

C:\PETROV\DATA\task.dat

Таблиця розміщення файлів

Відомості про файлову структуру Диска містяться на цьому ж диску як таблиця розміщення файлів. Використовуючи файлову систему ОС, користувач може послідовно переглядати на екрані вміст каталогів (папок), просуваючись по дереву файлової структури вниз або вгору.

На рис. 2.10 показаний приклад відображення на екрані комп'ютера деревини каталогів на логічному диску Е: (ліве вікно).

У правому вікні міститься вміст папки ARCON. ")то безліч файлів різних типів. Звідси, наприклад, зрозуміло, що повне ім'я першого у списку файлу таке:

E:\GAME\GAMES\ARCON\dos4gw.exe

З таблиці можна отримати додаткову інформацію про файли. Наприклад, файл dos4gw.exe має розмір 254556 байтів і був створений 31 травня 1994 року в 2 години 00 хв.

Знайшовши в такому списку запис про потрібному файлі, застосовуючи команди ОС, користувач може виконати з ним різні дії: ініціалізувати програму, що міститься у файлі; видалити, перейменувати, скопіювати файл. Виконувати всі ці операції ви навчитеся на практичному занятті.

Запитання та завдання

програмних файлів

Користувальницький інтерфейс

Дружній користувальницький інтерфейс

А тепер познайомтеся з новим для вас поняттям "інтерфейс користувача".

Розробники сучасного програмного забезпечення намагаються зробити роботу користувача за комп'ютером зручною, простою, наочною. Споживчі якості будь-якої програми багато в чому визначаються зручністю взаємодії з користувачем.

Форму взаємодії програми з користувачем називають інтерфейсом користувача. Зручна для користувача форма взаємодії називається дружнім інтерфейсом користувача.

Об'єктно-орієнтований інтерфейс

Інтерфейс сучасних системних та прикладних програмносить назву об'єктно-орієнтованого інтерфейсу. Прикладом операційної системи, у якій реалізовано объектно-ориентированный підхід, є Windows.

Операційна система працює з безліччю об'єктів, до яких належать: документи, програми, дисководи, принтери та інші об'єкти, з якими ми маємо справу, працюючи в операційній системі.

Документи містять деяку інформацію: текст, звук, малюнки тощо. буд. Програми використовуються для обробки документів. Окремі програми та документи нерозривно пов'язані між собою: текстовий редакторпрацює з текстовими документами, графічний редактор - з фотографіями та ілюстраціями, програма обробки звуку дозволяє записувати, виправляти та прослуховувати звукові файли.

Документи та програми - це інформаційні об'єкти. А такі об'єкти, як дисководи та принтери, є апаратними (фізичними) об'єктами. З об'єктом операційна система пов'язує:

графічне позначення;

властивості;

поведінка.

В інтерфейсі ОС для позначення документів, програм, пристроїв використовуються значки (їх ще називають піктограмами, іконками) та імена. Ім'я та значок дають можливість легко відрізнити один об'єкт від іншого (рис. 2.11).

З кожним об'єктом пов'язаний певний набір властивостей та безліч дій, які можуть бути виконані над об'єктом.

Наприклад, властивостями документа є його місцезнаходження у файловій структурі та розмір. Дії над документом: відкрити (переглянути або прослухати), перейменувати, надрукувати, скопіювати, зберегти, видалити та ін.

Контекстне меню

Операційна система забезпечує однаковий інтерфейс користувача при роботі з різними об'єктами. В операційній системі Windows для знайомства з властивостями об'єкта та можливими над ним діями використовується контекстне меню (мал. 2.12) (для виклику контекстного меню слід виділити значок об'єкта та клацнути правою кнопкоюмиші).

Меню- це список, з якого користувач може вибирати потрібний йому елемент.

Рис. 2.12. Контекстне меню документа

У меню на мал. 2.12 всі пункти, крім останнього, належать до дій, які можна виконати із документом. Вибір потрібного пункту меню здійснюється за допомогою кнопок керування курсором або маніпулятора (наприклад, миші). Якщо вибрати пункт меню "Властивості", то на екрані буде виведено список властивостей даного об'єкта.

Запитання та завдання

Робота з файлами є важливим видом роботи на комп'ютері. У файлах зберігається все: і програмне забезпечення, і інформація, необхідна користувача. З файлами, як із діловими паперами, завжди доводиться щось робити: переписувати їх з одного носія на інший, знищувати непотрібні, створювати нові, розшукувати, перейменовувати, розкладати в тому чи іншому порядку та ін.

Для прояснення сенсу поняття файлу зручно скористатися наступною аналогією: сам носій інформації (наприклад, диск) подібний до книги. Ми говорили про те, що книга – це зовнішня пам'ять людини, а магнітний диск – зовнішня пам'ять комп'ютера. Книга складається з розділів (розповідей, розділів), кожна з яких має назву. Також файли мають свої назви. Їх називають іменами файлів. На початку або в кінці книги зазвичай є зміст - список назв глав. На диску теж є такий список-каталог, що містить імена файлів, що зберігаються.

Каталог можна вивести на екран, щоб дізнатися, чи на цьому диску потрібний файл.

У кожному файлі зберігається окремий інформаційний об'єкт: документ, стаття, числовий масив, програма та ін. Укладена у файлі інформація стає активною, т. е. може бути оброблена комп'ютером, тільки після того, як вона буде завантажена в оперативну пам'ять.

Щоб знайти потрібний файл, користувач повинен бути відомий: а) яке ім'я у файлу; б) де зберігається файл.

ім'я файлу

Ось приклад імені файлу* (* Наступні приклади орієнтовані правила, прийняті операційних системах фірми Microsoft: MS-DOS і Windows. Також проілюстровані додатки ОС Linux.):

Зліва від точки знаходиться власне ім'я файлу (myprog). Наступна за точкою частина імені (pas) називається розширенням файлу. Зазвичай в іменах файлів використовуються латинські літери та цифри. Крім того, ім'я файлу може не мати розширення. В операційній системі Microsoft Windowsу іменах файлів допускається використання російських букв; максимальна довжина імені – 255 символів.

Розширення показує, яка інформація зберігається в даному файлі. Наприклад, розширення txt зазвичай означає текстовий файл (містить текст), розширення рсх - графічний файл (містить малюнок), zip або гаг - архівний файл (містить архів - стислу інформацію), pas - програму мовою Паскаль.

Логічні диски

На одному комп'ютері може бути кілька дисководів – пристроїв роботи з дисками. Часто на персональному комп'ютері вбудований у системний блок жорсткий диск великої ємності поділяють на розділи. Кожен з таких розділів називається логічним диском і йому присвоюється однолітерне ім'я (після якого ставиться двокрапка) З:, D:, Е: і т. д. Імена А: і В: зазвичай відносяться до змінних дисків малого обсягу - гнучких дисків (дискетів) . Їх теж можна розглядати як імена логічних дисків, кожен із яких повністю займає реальний (фізичний) диск* (* На сучасних моделяхПК гнучкі магнітні дискивийшли із вживання.). Отже, А:, В:, З:, D: - це імена логічних дисків.

Оптичному дисководу ставиться у відповідність ім'я, що наступне за алфавітом, після імені останнього розділу жорсткогодиска. Наприклад, якщо на жорсткому диску є розділи С: і D:, ім'я Е: буде присвоєно оптичному диску. А при підключенні флеш-пам'яті у списку логічних дисків з'явиться диск F:.

Ім'я логічного диска, що містить файл, є першою "координатою", що визначає місце розташування файлу.

Файлова структура диска

Сучасні операційні системи підтримують багаторівневу організацію файлів дискових пристроївах зовнішньої пам'яті - ієрархічну файлову структуру. Для полегшення розуміння цього питання скористаємося аналогією із традиційним «паперовим» способом зберігання інформації. У такій аналогії файл представляється як деякий під назвою документ (текст, малюнок) на паперових листах. Наступний елемент файлової структури називається каталогом. Продовжуючи «паперову» аналогію, каталог представлятимемо як папку, в яку можна вкласти безліч документів, тобто файлів. Каталог також отримує власне ім'я (уявіть, що воно написане на обкладинці папки).

В операційній системі Windows для позначення поняття "каталог" використовується термін "папка".

Графічне зображення ієрархічної файлової структури називається деревом.

На дереві кореневий каталог зазвичай зображується символом. На малюнку 2.10 імена каталогів записані великими літерами, а файлів - малими. Тут у кореневому каталозі є дві папки: IVANOV та PETROV та один файл fin.com. Папка IVANOV містить дві вкладені папки PROGS і DATA. Папка DATA порожня; у папці PROGS є три файли і т.д.

Шлях до файлу

А тепер уявіть, що потрібно знайти певний документ. Для цього в «паперовому» варіанті треба знати скриньку, в якій вона знаходиться, а також «шлях» до документа всередині скриньки: всю послідовність папок, які потрібно відкрити, щоб дістатися до паперів, що шукаються.

Щоб знайти файл на комп'ютері, треба знати логічний диск, на якому знаходиться файл, і шлях до файлу на диску, що визначає положення файлу на цьому диску. Шлях до файлу - це послідовність, що складається з імен каталогів, починаючи від кореневого та закінчуючи тим, у якому безпосередньо зберігається файл. Ось усім знайома казкова аналогія поняття «шлях до файлу»: «На дубі висить скриня, у скрині – заєць, у зайці – качка, у качці – яйце, у яйці – голка, на кінці якої смерть Кощеєва».

І, нарешті, необхідно знати ім'я файлу. Послідовно записані ім'я логічного диска, шлях до файлу та ім'я файлу складають повне ім'я файлу.

Якщо представлена на рис. 2.10 файлова структура зберігається на диску С:, то повні імена деяких файлів, що входять до неї, в символіці операційної системи Microsoft Windows виглядають так:

C:\IVANOV\PROGS\progl .pas

C:\PETROV\DATA\task.dat

Перегляд файлової структури

Операційна система надає користувачеві можливість переглядати на екрані вміст каталогів (папок).

Відомості про файлову структуру диска містяться на цьому ж диску як таблиця розміщення файлів. Використовуючи файлову систему ОС, користувач може послідовно переглядати на екрані вміст каталогів (папок), просуваючись по дереву файлової структури вниз або вгору.

На малюнку 2.11 показаний приклад відображення на екрані комп'ютера дерева каталогів у Windows.

У правому вікні міститься вміст папки ARCON. Це багато файлів різних типів. Звідси, наприклад, зрозуміло, що повне ім'я першого списку файлу таке:

E:\GAME\GAMES\ARCON\dos4gw.exe

З таблиці можна отримати додаткову інформацію про файли. Наприклад, файл dos4gw.exe має розмір 254556 байтів і був створений 31 травня 1994 року в 2 години 00 хвилин.

Знайшовши в такому списку запис про потрібний файл, використовуючи команди ОС, користувач може виконати з файлом різні дії: виконати програму, що міститься у файлі; видалити, перейменувати, скопіювати файл. Виконувати всі ці операції ви навчитеся на практичному занятті.

Коротко про головне

Файл - це назва зовнішньої пам'яті комп'ютера.

Усі необхідні дії над файлами забезпечує операційна система.

Ім'я файлу складається з власне імені та розширення. Розширення вказує на тип інформації у файлі (тип файлу).

Ієрархічна файлова структура – багаторівнева організація файлів на дисках.

Каталог - це перелік файлів і підкаталогів (вкладених каталогів). Каталог найвищого рівня називається кореневим. Він не вкладений у жодні каталоги.

Повне ім'я файлу складається з імені логічного диска, шляху до файлу на диску та імені файлу.

Запитання та завдання

1. Як називається операційна система, яка використовується у вашому комп'ютерному класі?

2. Скільки дисководів працює на ваших комп'ютерах? Скільки логічних дисків є на фізичних дисках і які імена вони мають в операційній системі?

3. Які правила підпорядковуються імена файлів у вашій ОС?

4. Що таке шлях до файлу на диску повне ім'я файлу?

5. Навчіться (під керівництвом вчителя) переглядати на екрані каталоги дисків на комп'ютерах.

6. Навчіться ініціалізувати роботу програм із програмних файлів (типу ехе, сот).

7. Навчіться виконувати основні файлові операції у ОС (копіювання, переміщення, видалення, перейменування файлів).

ЕК ЦОР: Частина 1, глава 2, § 11. ЦОР №1,9.

Користувальницький інтерфейс

Основні теми параграфа:

■ дружній інтерфейс користувача;

■об'єктно-орієнтований інтерфейс; об'єкти;

■ контекстне меню.

Користувачі звертаються до файлів за символьними іменами. Однак здібності людської пам'яті обмежують кількість імен об'єктів, до яких користувач може звертатися на ім'я. Ієрархічна організація простору імен дозволяє значно розширити ці межі. Саме тому більшість файлових систем має ієрархічну структуру, в якій рівні створюються за рахунок того, що каталог нижчого рівня може входити до каталогу. високого рівня(Рис. 19).

Рис. 19. Ієрархія файлових систем:

а – однорівнева організація; б – дерево; в – мережа

Граф, який описує ієрархію каталогів, може бути деревом або мережею. Каталоги утворюють дерево, якщо файлу дозволено входити лише до одного каталогу (рис. 19, б), і мережу – якщо файл може входити відразу кілька каталогів (рис. 19, в). Наприклад, у MS-DOS і Windows каталоги утворюють деревоподібну структуру, а UNIX – мережеву. У деревоподібній структурі кожен файл є листом. Каталог найвищого рівня називається кореневим каталогом, або коренем (root).

При такій організації користувач звільнений від запам'ятовування імен всіх файлів, йому достатньо приблизно уявляти, до якої групи може бути віднесений той чи інший файл, щоб послідовно переглядати каталоги знайти його. Ієрархічна структура зручна для розрахованої на багато користувачів роботи: кожен користувач зі своїми файлами локалізується в своєму каталозі або піддереві каталогів, і разом з тим всі файли в системі логічно пов'язані.

Окремим випадком ієрархічної структури є однорівнева організація, коли всі файли входять до одного каталогу (рис. 19, а).

Імена файлів

Усі типи файлів мають символьні імена. В ієрархічно організованих файлових системах зазвичай використовуються три типи імен файлів: прості, складові та відносні.

Просте або коротке символьне ім'я ідентифікує файл в межах одного каталогу. Прості імена надають файлам користувачі та програмісти, при цьому вони повинні враховувати обмеження ОС як на номенклатуру символів, так і на довжину імені. До порівняно недавнього часу ці межі були дуже вузькими. Так, у файловій системі FAT довжина імен обмежувалися схемою 8.3 (8 символів – власне ім'я, 3 символи – розширення імені), а файлової системі s5, підтримуваної багатьма версіями ОС UNIX, просте символьне ім'я було містити понад 14 символів. Однак користувачеві набагато зручніше працювати з довгими іменами, оскільки вони дозволяють дати файлам назви, що легко запам'ятовуються, ясно говорять про те, що міститься в цьому файлі. Тому сучасні файлові системи, а також удосконалені варіанти файлових систем, що вже існували, як правило, підтримують довгі прості символьні імена файлів. Наприклад, у файлових системах NTFSта FAT32, що входять до складу операційної системи Windows NT, ім'я файлу може містити до 255 символів.

Приклади простих імен файлів та каталогів:

додаток до CD 254L російською мовою.doc

installable filesystem manager.doc

В ієрархічних файлових системах різним файламдозволено мати однакові прості символьні імена за умови, що вони належать до різних каталогів. Тобто тут працює схема "багато файлів - одне просте ім'я". Для однозначної ідентифікації файлу у таких системах використовується так зване повне ім'я.

Повне ім'яє ланцюжок простих символьних імен всіх каталогів, якими проходить шлях від кореня до даного файла. Таким чином, повне ім'я є складовим, у якому прості імена відокремлені один від одного прийнятим в ОС роздільником. Часто як роздільник використовується прямий або зворотний сліш, при цьому прийнято не вказувати ім'я кореневого каталогу. На рис. 19 б два файли мають просте ім'я main.exe, однак їх складові імена /depart/main.exe і /user/anna/main exe відрізняються.

У деревоподібній файловій системі між файлом та його повним ім'ям є взаємно однозначна відповідність “один файл – одне повне ім'я”. У файлових системах, що мають мережеву структуру, файл може входити в кілька каталогів, отже, мати кілька повних імен, тут справедливо відповідність "один файл - багато повних імен". В обох випадках файл однозначно ідентифікується повним ім'ям.

Файл може бути ідентифікований відносним ім'ям. Відносне ім'я файлу визначається поняттям “поточний каталог”. Для кожного користувача кожен момент часу один з каталогів файлової системи є поточним, причому цей каталог вибирається самим користувачем за командою ОС. Файлова система фіксує ім'я поточного каталогу, щоб потім використовувати його як доповнення до відносних імен для створення повного імені файлу. У разі використання відносних імен користувач ідентифікує файл ланцюжком імен каталогів, через які проходить маршрут від поточного каталогу до файлу. Наприклад, якщо поточним каталогом є каталог /user, відносне ім'я файлу /user/anna/main.exe виглядає таким чином: anna/main.exe.

У деяких операційних системах дозволено привласнювати одному й тому файлу кілька простих імен, які можна інтерпретувати як псевдоніми. У цьому випадку, так само як у системі з мережевою структурою, встановлюється відповідність “один файл – багато повних імен”, оскільки кожному простому імені файлу відповідає по крайнього заходу одне повне ім'я.

І хоча повне ім'я однозначно визначає файл, операційній системі простіше працювати з файлом, якщо між файлами та їх іменами є взаємно однозначна відповідність. З цією метою вона надає файлу унікальне ім'я, так що справедливе співвідношення "один файл - одне унікальне ім'я". Унікальне ім'я існує поряд з одним або декількома символьними іменами, які присвоюються файлу користувачами або програмами. Унікальне ім'я є числовим ідентифікатором і призначене тільки для операційної системи. Прикладом такого унікального імені файлу є номер індексного дескриптора системі UNIX.

Монтування

У загальному випадку обчислювальна системаможе мати кілька дискових пристроїв. Навіть типовий персональний комп'ютерзазвичай має один накопичувач на жорсткому диску, один накопичувач на гнучких дисках та накопичувач для компакт-дисків. Потужні комп'ютери, як правило, оснащені великою кількістюдискових накопичувачів, куди встановлюються пакети дисків. Більше того, навіть одне фізичний пристрійза допомогою засобів операційної системи може бути представлений у вигляді декількох логічних пристроїв, зокрема шляхом розбиття дискового простору на розділи. Виникає питання, як організувати зберігання файлів у системі, що має кілька пристроїв зовнішньої пам'яті?

Перше рішення полягає в тому, що на кожному з пристроїв розміщується автономна файлова система, тобто файли, що знаходяться на цьому пристрої описуються деревом каталогів, ніяк не пов'язаним з деревами каталогів на інших пристроях. У такому разі для однозначної ідентифікації файлу користувач поряд із складеним символьним ім'ям файлу має вказувати ідентифікатор логічного пристрою. Приклад такого автономного існування файлових систем є операційна система MS-DOS, в якій повне ім'я файлу включає літерний ідентифікатор логічного диска. Так, при зверненні до файлу, розташованому на диску А, користувач повинен вказати ім'я цього диска: A: private letter uni let1.doc.

Іншим варіантом є така організація зберігання файлів, при якій користувачеві надається можливість поєднувати файлові системи, що знаходяться на різних пристрояхв єдину файлову систему, що описується єдиним деревом каталогів. Така операція називається монтуванням. Розглянемо, як здійснюється ця операція з прикладу ОС UNIX.

Серед усіх наявних у системі логічних дискових пристроїв операційна система виділяє один пристрій, що називається системним. Нехай є дві файлові системи, розташовані на різних логічних дисках (рис. 20), причому один із дисків є системним.

Файлова система, розташована на системному диску, призначається кореневою. Для зв'язку ієрархій файлів у кореневій файловій системі вибирається деякий існуючий каталог, даному прикладі- Каталог man. Після виконання монтування вибраний каталог man стає кореневим каталогом другої файлової системи. Через цей каталог файлова система, що монтується, приєднується як піддерево до загального дерева (рис. 21).

Рис. 20. Дві файлові системи до монтування

Рис. 21. Загальна файлова система після монтування

Після монтування загальної файлової системи для користувача немає логічної різниці між кореневою та змонтованою файловими системами, зокрема, іменування файлів проводиться так само, якби вона з самого початку була єдиною.

Атрибути файлів

Поняття "файл" включає не тільки дані та ім'я, що зберігаються ним, але і атрибути. Атрибути файлу - це інформація, яка описує властивості файлу. Приклади можливих атрибутів файлу:

 тип файлу ( звичайний файл, каталог, спеціальний файлі т.п.);

 власник файлу;

 творець файлу;

 пароль для доступу до файлу;

 інформація про дозволені операції доступу до файлу;

 часи створення, останнього доступу та останньої зміни;

 поточний розмір файлу;

 максимальний розмірфайлу;

 ознака “тільки для читання”;

 ознака “ прихований файл”;

 ознака “ системний файл”;

 ознака "архівний файл";

 ознака “двійкова/символьна”;

 ознака “тимчасова” (видалити після завершення процесу);

 ознака блокування;

 довжина запису у файлі;

 покажчик на ключове поле запису;

 Довжина ключа.

Набір атрибутів файлу визначається специфікою файлової системи: у файлових системах різного типуДля характеристики файлів можна використовувати різні набори атрибутів. Наприклад, у файлових системах, що підтримують неструктуровані файли, немає необхідності використовувати три останні атрибути у наведеному списку, пов'язаних із структуризацією файлу. В однокористувацькій ОС у наборі атрибутів будуть відсутні характеристики, що стосуються користувачів і захисту, такі як власник файлу, творець файлу, пароль для доступу до файлу, інформація про дозволений доступ до файлу.

Користувач може отримувати доступ до атрибутів, використовуючи засоби, надані для цього файловою системою. Зазвичай дозволяється читати значення будь-яких атрибутів, а змінювати лише деякі. Наприклад, користувач може змінити права доступу до файлу (за умови, що він має необхідні для цього повноваження), але змінювати дату створення або поточний розмір файлу йому не дозволяється.

Значення атрибутів файлів можуть безпосередньо утримуватися в каталогах, як це зроблено у файловій системі MS-DOS (рис. 22, а). На малюнку представлена структура запису в каталозі, що містить просте символьне ім'я та атрибути файлу. Тут літерами позначені ознаки файлу: R – лише читання, А – архівний, Н – прихований, S – системний.

Рис. 22. Структура каталогів:

а - структура запису каталогу MS-DOS (32 байти); б – структура запису каталогу ОС UNIX

Іншим варіантом є розміщення атрибутів у спеціальних таблицях, як у каталогах містяться лише посилання ці таблиці. Такий підхід реалізований, наприклад, у файловій системі UFS ОС UNIX. У цій файловій системі структура каталогу дуже проста. Запис про кожен файл містить коротке символьне ім'я файлу та вказівник на індексний дескриптор файлу, так називається в ufs таблиця, в якій зосереджені значення атрибутів файлу (рис. 22, б).

У тому й іншому варіантах каталоги забезпечують зв'язок між іменами файлів та власне файлами. Однак підхід, коли ім'я файлу відокремлено від його атрибутів, робить систему більш гнучкою. Наприклад, файл може бути легко увімкнений відразу в кілька каталогів. Записи про цей файл у різних каталогах можуть містити різні прості імена, але в полі посилання буде вказано той самий номер індексного дескриптора.