Файловая система это прикладная программа

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов (и каталогов), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же как и о том, на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

[Операционные системы] Файловая система

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше) [1] . Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

• 1 Иерархия каталогов
• 2 Основные функции файловых систем
• 3 Классификация файловых систем
• 4 Задачи файловой системы
• 5 Литература
• 6 Примечания

Иерархия каталогов [ ]

Практически всегда файлы на дисках объединяются в каталоги.

В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Такая одноуровневая схема использовалась в CP/M и в первой версии MS-DOS 1.0. Иерархическая файловая система со вложенными друг в друга каталогами впервые появилась в Multics, затем в UNIX.

В настоящее время одноуровневые файловые системы используются очень редко, за исключением устройств с малой вычислительной мощностью и объёмом памяти, например, микроконтроллера ESP8266, использующий в собственной флэш-памяти (до 16 Мб) собственную файловую систему SPIFFS.

Wiki.txt Tornado.jpg Notepad.exe (Одноуровневая файловая система)

Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как в DOS/Windows, или же объединяться в одно дерево, общее для всех дисков, как в UNIX-подобных системах.

Информатика 7 класс (Урок№8 — Файл и файловая система.)

C: Program files CDEx CDEx.exe CDEx.hlp mppenc.exe Мои документы Wiki.txt Tornado.jpg D: Music ABBA 1974 Waterloo 1976 Arrival Money, Money, Money.ogg 1977 The Album (Иерархическая файловая система Windows/DOS)

В UNIX существует только один корневой каталог, а все остальные файлы и каталоги вложены в него. Чтобы получить доступ к файлам и каталогам на каком-нибудь диске, необходимо смонтировать этот диск командой mount . Например, чтобы открыть файлы на CD, нужно, говоря простым языком, сказать операционной системе: «возьми файловую систему на этом компакт-диске и покажи её в каталоге /mnt/cdrom ». Все файлы и каталоги, находящиеся на CD, появятся в этом каталоге /mnt/cdrom , который называется точкой монтирования (англ. mount point). [2] В большинстве UNIX-подобных систем съёмные диски (дискеты и CD), флеш-накопители и другие внешние устройства хранения данных монтируют в каталог /mnt , /mount или /media . Unix и UNIX-подобные операционные системы также позволяют автоматически монтировать диски при загрузке операционной системы.

/ /usr /bin /arch /ls /raw /lib /libhistory.so.5.2 /libgpm.so.1 /home /lost+found /host.sh /guest /Pictures /example.png /Video /matrix.avi /news /lost_ship.mpeg (Иерархическая файловая система в Unix и UNIX-подобных операционных системах)

Обратите внимание на использование слешей в файловых системах Windows, UNIX и UNIX-подобных операционных системах (в Windows используется обратный слеш «», а в UNIX и UNIX-подобных операционных системах — простой слеш «/»)

Кроме того, вышеописанная система позволяет монтировать не только файловые системы физических устройств, но и отдельные каталоги (параметр —bind) или, например, образ ISO (опция loop). Такие надстройки, как FUSE, позволяют также монтировать, например, целый каталог на FTP и ещё очень большое количество различных ресурсов.

Ещё более сложная структура применяется в NTFS и HFS. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные только для чтения , системный , но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для NTFS и HFS то, что хранится в файле, — это всего лишь один из его атрибутов.

Если следовать этой логике, один файл может иметь несколько вариантов содержимого [источник не указан 797 дней] . Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом программа). Такая организация типична для HFS на Macintosh.

Основные функции файловых систем [ ]

Основными функциями файловой системы являются:

• размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
• определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
• создание, чтение и удаление файлов;
• назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
• определение структуры файла;
• поиск файлов;
• организация каталогов для логической организации файлов;
• защита файлов при системном сбое;
• защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Классификация файловых систем [ ]

По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории.

• Для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 и др. Поскольку доступ к дискам в несколько раз медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Для этого применяется либо журналирование, например, в ext3, ReiserFS, JFS, NTFS, XFS, либо механизм soft updates и др. Журналирование широко распространено в Linux, применяется в NTFS. Soft updates — в BSD системах.
• Для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.
• Для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, HFS, UDF и др.
• Виртуальные файловые системы: AEFS и др.
• Сетевые файловые системы: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS и др.
• Для флэш-памяти: YAFFS, ExtremeFFS, exFAT.
• Немного выпадают из общей классификации специализированные файловые системы: ZFS (собственно файловой системой является только часть ZFS), VMware VMFS [en] (т. н. кластерная файловая система, которая предназначена для хранения других файловых систем) и др.

Задачи файловой системы [ ]

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

ФС позволяет оперировать не нулями и единицами, а более удобными и понятными объектами — файлами. Ради удобства в работе с файлами используются их символьные идентификаторы — имена. Само содержимое файлов записано в кластеры ( clusters ) — мельчайшие единицы данных, которыми оперирует файловая система, размер их кратен 512 байтам (512 байт — размер сектора жесткого диска, минимальной единицы данных, которая считывается с диска или записывается на диск). Для организации информации кроме имени файла используются также каталоги (или папки), как некая абстракция, позволяющая группировать файлы по определенному критерию. По свой сути каталог — это файл, содержащий информацию о как бы вложенных в него каталогах и файлах.

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (тома) — файловых справочниках. Структура этих справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы файлов и дополнительную информацию о них (дата изменения, права доступа, имя и т.д.) с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела (тома).

На жестких дисках компьютеров под управлением систем семейства Windows используются два типа файловых систем: FAT (FAT16 и FAT32) и NTFS.

Литература [ ]

• Александр Толстой. Сравнение: Файловые системы // Linux Format. — 2015. — Декабрь (№ 12 (203)). — С. 22—27.
• Дэн Гукин. Компьютер для чайников

Примечания [ ]

1. ↑ В современных (2010 год) жёстких дисках размер кластера стал 4096 байт
2. ↑ Здесь создаётся виртуальная файловая система, служащая стыковочным элементом между разными форматами файловых систем.

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.
• Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
• Добавить иллюстрации.
• Проверить достоверность указанной в статье информации.
• Обновить статью, актуализировать данные.Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Источник: windows.fandom.com

Работа с файловыми системами операционной системы

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Имя файла состоит из 2-х частей, разделенных точкой: собственно имя файла и его расширение, определяющее его тип (программа, данные и т.д.). Имя файлу дает пользователь, тип файла обычно задается программой (см. таблицу 2.1).

Таблица 2.1 — Типы файлов и примеры их расширений

Тип файла	Расширения
программы	exe com
текстовые файлы	txt doc rtf
графические файлы	bmp gif jpg cpt
звуковые файлы	wav mid mp3
видеофайлы	avi mov flv
программы на языках программирования	c cpp pas h

Файловая система — это регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимально возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и интерфейс программирования приложений (API) для доступа к файлам системы — c другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она знает только те данные (имя файла, его размер и атрибуты), которые получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе.

С точки зрения ОС, весь диск представляет собой набор кластеров, размером от 512 байт и выше. Драйверы файловой системы организую кластеры в файлы и каталоги (это тоже файлы, содержащие список файлов в каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Файловая система не обязательно связана с физическим носителем информации. Существуют и виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы.

Задачи файловой системы:

— программный интерфейс работы с файлами для программ;

— отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

— организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;

— защита файлов от несанкционированного доступа другого пользователя.

Как уже было сказано, файлы на дисках объединяются в каталоги. В простейшем случае (одноуровневая схема) все файлы на диске хранятся в одном каталоге. Такая система использовалась в первой версии MS-DOC 1.0.

В ОС DOS и Windows используется многоуровневая иерархическая файловая система, которая имеет древовидную структуру.

Например, в корневом каталоге могут находиться два вложенных каталога 1-го уровня (Каталог_1, Каталог_2) и один файл (Файл_1). В свою очередь, в каталоге 1-го уровня (Каталог_1) находятся два вложенных каталога второго уровня (Каталог_1.1 и Каталог_1.2) и один файл (Файл_1.1) — как показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1 — Многоуровневая иерархическая файловая система

В ОС Windows каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как показано на следующем примере (важно, что разделение уровней осуществляется обратной косой чертой ):

How to use the Public folder.rtf

В первых ОС Windows применялась файловая система FAT, тогда как современные версии ОС Windows строятся на файловой системе NTFS (файловая система новой технологии).

В файловой системе NTFS каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные формы «только для чтения», «системный», но и имя файла, размер и содержимое. Таким образом, для системы NTFS то, что хранится в файле — один из его атрибутов. В таблице 2.2 представлены сравнительные данные по файловым системам FAT и NTFS.

Многоуровневая файловая система, содержащая каталоги и файлы, представлена в графическом интерфейсе ОС Windows в форме иерархической системы папок и документов. Папка и каталог являются одним и тем же.

В ОС Windows на вершине иерархии папок находится папка Рабочий стол. Следующий уровень представлен папками Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение (если компьютер подключен к локальной сети).

В процессе работы наиболее часто над файлами производятся следующие операции:

— копирование (копия файла помещается в другой каталог);

— перемещение (сам файл перемещается в другой каталог);

— удаление (запись о файле удаляется из каталога);

— переименование (изменяется имя файла).

Таблица 2.2 — Сравнительные данные по FAT и NTFS

Ограничения/ возможности	NTFS	FAT16 и FAT32
Размеры тома	от 1,44 МБ до …	От объема дискеты до 2 ГБ
Возможности работы с томом	На практике рекомендуется создавать тока, размеры которых не превышают 2 ТБ	FAT32 поддерживает тома объемом от 2 ГБ до 2 ТБ, в ОС Windows XP FAT32— до 32 ГБ
Windows не позволяет форматировать дискеты в этой системе	В FAT32 не поддерживаются диски, размеры которых меньше 512 МБ
Поддерживает жесткие и символьные ссылки	Не поддерживает ссылки
Макс. размер файла	Теоретически — 264 Б минус 1 кБ Практически — 244 Б минус 64 кБ	FAT16 — не более 2 ГБ FAT32 — не более 4 ГБ
Средства безопасности	Атрибуты файлов, «прозрачное» шифрование данных (EFS), авторизация с использованием списков (DACL—список избирательного управления доступом)	Атрибуты файлов
Аудит (журналирование для воссоздания файлов)	С использованием списков (SACL — список управления доступом)	не поддерживается
Поддержка сжатия	На уровне файловой системы для файлов, каталогов и дисков	Не поддерживается
Максимальное количество файлов	4 294 967 295 (232 – 1)	268 435 445 (228 – 12) — FAT32

Графический интерфейс Windows позволяет проводить операции над файлами с помощью мыши с использованием метода Drag

Edit — редактирование текста в активном окне;

Search — поиск фрагмента текста, местоположения ошибок;

Run — компиляция, компоновка и запуск программы на выполнение;

Compile — компиляция программы;

Debug — средства отладки программ;

Project — организация проектов(многофайловых программ);

Options — управление параметрами компиляции, компоновки и среды Borland C++;

Window — управление окнами ИСП;

Help — обращение к системе оперативной подсказки.

3.1.3. Работа с элементами меню Borland C++

Команды меню File:

New — открыть окно для нового файла;

Open. — открыть существующий файл;

Save — сохранить файл с прежним именем;

Save as. — сохранить файл с новым именем;

Save all — сохранить файлы всех окон;

Change dir. — изменить текущую директорию;

Quit — выйти из ИСР Borland C++.

Редактирование файлов выполняется с использованием меню Edit:

Undo — отменить действие предыдущей команды;

Redo — повторить действие последней команды;

Cut — вырезать блок текста и поместить его в буфер;

Copy — копировать блок текста и поместить его в буфер;

Paste — вставить блок текста из буфера;

Clear — удалить блок текста, не занося его в буфер;

Show clipboard — показать содержимое буфера.

Переключение языковой раскладки клавиатуры происходит нажатием правой клавиши Ctrl, переключение на символы псевдографики — правой клавишей Alt.

Поиск и замена текста осуществляется при помощи меню Search:

Find. — найти текст;

Replace. — найти текст и заменить его новым текстом;

Search again — повторить команду Find или Replace.

Выполнение программы запускается из меню Run:

Run — компиляция, компоновка и выполнение;

Program reset — прервать трассировку программы;

Go to cursor — выполнить программы до инструкции перед которой остановлен курсор;

Trance into — построчное выполнение программы с заходом в тело функции и построчным выполнением инструкций внутри функции;

Step over — построчное выполнение программы без захода в тело функции;

Arguments. — формирование аргументов командной строки.

Компиляция программы выполняется из меню Compile:

Compile — компилировать программу из активного окна;

Information. — выдать информацию о программе и системе.

Отладка программы осуществляется средствами меню Debug:

Evaluate/modify. — вычислить/модифицировать значение выражения или переменной в процессе отладки;

Call stack. — вызвать стек активных функций;

Watches — открыть окно просмотра текущих значений переменной программы;

Toggle breakpoint — добавить/удалить точку прерывания программы;

Breakpoints. — список точек прерывания.

Управление ИСР Borland C++ производится в меню Options:

Compiler — установка параметров компилятора;

Linker — установка параметров компоновщика;

Debugger — установка параметров отладчика;

Directories. — установка путей для каталогов (папок) ИСР;

Environment — установка параметров ИСР;

Save. — сохранение настроек ИСР.

Управление окнами выполняется командами из меню Window:

Size/move — изменить размер окна или переместить окно;

Zoom — распахнуть или свернуть окно;

Cascade — разместить окна каскадом;

Title — разместить окна мозаикой;

Next — активизировать следующее окно;

Close — закрыть активное окно;

Close all — закрыть все окна;

List all. — показать список всех окон.

Система помощи расположена в меню Help:

Index — тематический указатель;

Topic search — помощь по заданной теме;

Previous topic — помощь по предыдущей теме;

About — информация о версии системы.

Элементы языка С

Понравилась статья? Не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

3.Организация файловой системы

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра, сектора.

Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащим к разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл хранятся в системной области диска. Формат служебных данных определяется конкретной файловой системой. Нарушение целостности служебных сведений приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, поэтому к системной области предъявляются особые требования по надежности. Целостность, непротиворечивость и надежность этих данных регулярно контролируется средствами операционной системы.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Теоретически возможна самостоятельная адресация для каждого сектора. Но для дисков большого объема такой подход неэффективен, а для некоторых файловых систем просто невозможен. В вязи с этим группы секторов объединяются в кластеры.

Кластер является наименьшей единицей адресации при обращении к данным. Размер кластера в отличие от размера сектора, строго не фиксирован. Обычно он зависит от емкости диска.

Операционные системы MS-DOS, OS/2 Windows 95 используют файловую систему на основе таблиц размещения файлов (FAT-таблицы), состоящих из 16-разрядных полей. Такая файловая система называется FAT-16.

Начиная с Windows 98 операционные системы семейства Windows поддерживают более совершенную версию файловой системы на основе FAT-таблиц – FAT32 с 32-х разрядными полями в таблице размещения файлов.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите назначение и основные функции операционных систем.
2. Что такое драйверы?
3. Что такое утилиты?
4. Назовите назначение и основные функции программ-архиваторов.
5. Что такое файловая система?

Лекция №6. Прикладное программное обеспечение. Программные средства общего назначения

1. Классификация прикладного программного обеспечения

Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить процесс применения вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Рассмотрим одну из возможных классификаций программного обеспечения:

1. Программные средства общего назначения:

• Текстовые редакторы и тестовые процессоры
• Графические системы
• Табличные процессоры
• СУБД
• Интегрированные системы

1. Программные средства профессионального уровня

• Автоматизированные рабочие места
• Системы автоматизированного проектирования
• Автоматизированные системы научных исследований
• Автоматизированные системы управления
• Педагогические комплексы
• Системы телекоммуникаций
• Системы обработки и хранения медицинской информации

1. Корпоративные информационные системы

• Аудиторские программы
• Бухгалтерские программы
• Финансово-аналитические системы
• Системы управления архивами документов

1. Научное ПО

• Системы математического и статистического расчета и анализа
• Системы компьютерного моделирования

1. Прочие системы

• Геоинформационные системы
• Экспертные системы
• Справочно-правовыые системы

Источник: studfile.net