Под файлом обычно понимают набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными создаются соответствующие системы управления файлами. Возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над ними в процессе их обработки, предоставляет файловая система. Таким образом, файловая система – это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами. Именно файловая система определяет способ организации данных на диске или на каком-нибудь ином носителе данных.
Следует различать файловую систему и систему управления файлами. Система управления файлами является основной подсистемой в абсолютном большинстве современных операционных системах (хотя в принципе можно обходиться и без нее). Во-первых, через систему управления файлами связываются по данным все системные обрабатывающие программы. Во-вторых, с помощью этой системы решаются проблемы централизованного распределения дискового пространства и управления данными. В-третьих, благодаря использованию той или иной системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности:
ОС #4-5. Файлы и файловые системы
– создание, удаление, переименование (и другие операции) именованных наборов данных (именованных файлов) из своих программ или посредством специальных управляющих программ, реализующих функции интерфейса пользователя с его данными и активно использующих систему управления файлами;
– работа с не дисковыми периферийными устройствами как с файлами;
– обмен данными между файлами, между устройствами, между файлом и устройством (и наоборот);
– работа с файлами с помощью обращений к программным модулям системы управления файлами;
– защита файлов от несанкционированного доступа.
В некоторых операционных системах может быть несколько систем управления файлами, что обеспечивает им возможность работать с несколькими файловыми системами. Очевидно, что системы управления файлами, будучи компонентом ОС (операционная система), не являются независимыми от этой ОС, поскольку они активно используют соответствующие вызовы прикладного программного интерфейса API (application program interface). С другой стороны, системы управления файлами сами дополняют API новыми вызовами. Можно сказать, что основное назначение файловой системы и соответствующей ей системы управления файлами – организация удобного доступа к данным, организованным как файлы, то есть вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.
Другими словами, термин «файловая система» определяет, прежде всего, принципы доступа к данным, организованным в файлы. Этот же термин часто используют и по отношению к конкретным файлам, расположенным на том или ином носителе данных. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы. То есть система управления файлами – это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной операционной системе.
ЧТО ВНУТРИ ФАЙЛОВ? | РАЗБОР
Еще раз подчеркнем, что любая система управления файлами не существует сама по себе – она разработана для функционирования в конкретной ОС. То есть, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами. Эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана. Но при этом она позволит работать с файлами, созданными с помощью системы управления файлами другой ОС и организованными в файловую систему по тем же основным принципам.
Программы для управления файлами и их носителями
Небольшие программы, выполняющие отдельные функции и позволяющие расширять возможности операционной системы. В их число входят различные программы для создания, копирования, перемещения и выполнения прочих действий с файлами, выполнения действий по оптимизации реестра операционной системы и прочие вспомогательные задачи.
- Оптимизация работы Windows
Программы, позволяющие ускорить работу компьютера и сделать её более стабильной. В числе прочего они помогают находить лишние файлы, захламляющие жёсткий диск, удалять лишние записи из реестра Windows и настраивать различные параметры работы операционной системы
Программы для дефрагментации пространства данных на различных носителях информации, в том числе на жёстких дисках и различных съёмных устройствах.
- Программы для нарезки дисков
Программы для нарезки (прожига) дисков различных форматов.
- Программы для восстановления удалённых файлов
Программы, позволяющие восстанавливать файлы, которые ранее были удалены с носителя информации. Большинство таких программ поддерживают восстановление файлов не только с жёстких дисков но и с прочих носителей информации, в том числе «флешек».
- Диагностика работы
Программы, позволяющие тестировать компьютер или отдельные его компоненты на правильность и производительность работы. На основе результатов работы таких программ можно принимать решения о необходимости модернизации компьютера или его составляющих.
- Деинсталляторы приложений
Программы для корректного удаления (деинсталляции) из операционной системы различных приложений. В отличие от штатной системы деинсталляции позволяют более тщательно удалять следы старых программ, не оставляя после себя программного «мусора».
Применение специальных деинсталляторов вместо штатной системы удаления позволяет исключить появление различных ошибок, и противоречий между другими программами, которые могут произойти из-за не всегда корректной работы стандартной системы деинсталляции.
Работа на компьютере связана с постоянной необходимость создавать, удалять, переименовывать, копировать или перемещать файлы. Так же постоянно приходится создавать или удалять папки (каталоги), в которых файлы содержатся. Для выполнения этих задач предназначены файл-менеджеры. В составе Windows имеется штатный файл-менеджер Проводник, но его возможностей хватает далеко не всем пользователям. Профессионалы предпочитают использовать более мощные многооконные файл-менеджеры, которые можно найти в этом разделе нашего сайта.
Форматы файлов
Формат файла – спецификация структуры данных, записанных в компьютерном файле. Идентификатор формата файла, как правило, указывается в конце имени файла в виде расширения.
Чаще всего человек работает с одним и тем же форматом файлов, который непосредственно связан с его родом деятельности. Так, например, музыканты часто работают со звуковым форматом файлов. Но есть наиболее распространенные типы файлов, которые используют практически все пользователи в своей повседневной жизни. К ним относятся: архивные файлы; видеофайлы; графические файлы; текстовые файлы; звуковые файлы. Рассмотрим примеры файлов различных типов.
Архивные файлы
К ним относятся файлы с расширением:
.rar – группа файлов или один файл, который сжат с использованием технологии сжатия rar. Коэффициент сжатия более высокий, чем у формата zip. Аббревиатура rar расшифровывается следующим образом: roshal Archive от имени разработчика, Евгения Рошаля.
.zip – файл, сжатый при помощи технологии zip. Данный формат поддерживается большинством современных архиваторов. Пользователи Windows могут создавать такие архивы, используя программу WinZip.
К ним относятся файлы с расширением:
.Avi— видео файлы с данными, закодированными при помощи различных кодеков. Формат использует меньшую степень сжатия, чем аналогичные форматы. Для воспроизведения avi файлов могут быть использованы различные медиа-плееры. Главное, чтобы программа поддерживала кодек, используемый при кодировании файла.
.mpeg1-2 (MPG) – формат для хранения звука и видео с потерей данных и компрессией.
.mpeg4 (MP4) – клип или видео, сжатый в формате MP4 обычно используется для передачи и обмена файлами в Интернете. Также в данном формате могут использоваться различные технологии сжатия для видео и аудио дорожек.
.swf– файлы с таким расширением создаются при помощи программы Macromedia Flash. Данный формат используется для хранения анимационных клипов и векторной графики. Файлы могут содержать звук. Для их просмотра нужен проигрыватель Flash Player и современный интернет-браузер. Файлы с расширением swf нельзя редактировать.
Графические файлы
К ним относятся файлы с расширением:
.bmp – растровый графический формат. Это стандартный формат, используемый для графических файлов в ОС Windows. Сегодня практически все программы и приложения для редактирования изображений, могут читать и редактировать файлы в этом формате. Отличительной чертой формата является то, что изображение не подвергается сжатию.
.gif – Graphics Interchange Format – стандарт, разработанный фирмой CompuServe. Используется для хранения цветных растровых изображений. Формат был создан для использования в сети, поэтому файлы в этом формате имеют малый размер. Gif можно использовать для записи черно-белого изображения. Также можно использовать для сохранения анимации.
.jpg — обычно используется для хранения растровых изображений. Формат JPEG отличается высокой степенью сжатия. Это позволяет значительно уменьшить размер файлов. Однако для данного формата характерна потеря качества. Сегодня JPEG считается одним из лучших форматов для хранения цветных изображений и фотографий.
Его удобно использовать в Интернете и для рассылки по электронной почте.
.psd – графический формат, используемый при работе с программой PhotoShop.
.tif (tiff) – тегированный формат, растровый графический формат. Данное расширение используется для сохранения изображений высокого качества. На сегодняшний день данный формат является стандартным для обмена данными. При использовании tif, можно сжимать изображение без потери информации. Tif широко используется пользователями цифровых фотоаппаратов.
Текстовые файлы
К ним относятся файлы с расширением:
.rtf – формат, используемый для хранения размеченных текстовых документов. Предложен компанией Microsoft. Документы в формате rtf сегодня поддерживаются в большинстве текстовых редакторов. Также в наиболее распространенных редакторах реализована возможность импорта и экспорта в формат rtf.
В связи с этим формат Rtf довольно часто используется для переноса текста из одной программы в другую. Встроенный в ОС Windows редактор текста WordPad сохраняет все документы в формате rtf по умолчанию.
.txt – стандартный текстовый формат. Позволяет сохранять неформатированный текст. Открыть документ в формате txt можно в любой программе для обработки текста.
Звуковые файлы
К ним относятся файлы с расширением:
.midi – с помощью данного формата можно создавать схожие звуки на различных устройствах. Кроме того, этот формат позволяет организовать обмен данными между устройствами.
.mp3 – параметры сжатия, используемые формате MP3 аналогичны тем, которые используют в JPG изображениях. Используя данных формат можно добиться десятикратного сжатия, с соответственной потерей качества звука. Конечно, качество звука в этом формате является предметов споров, но для не профессиональных музыкантов этого вполне достаточно.
.wav – формат, разработанный компанией Microsoft. Используется в операционной системе Windows. При помощи данного формата можно достаточно точно передать звук. При этом формат не занимает много места на диске. Но для передачи в сети Интернет формат Wav не подходит.
.wma – формат также разработан компанией Windows. Используется для трансляции и хранения звуковых файлов.
.au. Этот простой и распространенный формат на системах Sun и NeXT (в последнем случае, правда, файл будет иметь расширение SND). Файл состоит из короткого служебного заголовка (минимум $28$ байт), за которым непосредственно следуют звуковые данные. Широко используется в Unix-подобных системах и служит базовым для Java-машины.
.mod. Представляет собой дальнейшее развитие идеологии MIDI-файлов. Известные как «модули программ воспроизведения», они хранят в себе не только «электронные ноты», но и образцы оцифрованного звука, которые используются как шаблоны индивидуальных нот. Таким способом достигается однозначность воспроизведения звука. К недостаткам формата следует отнести большие затраты времени при наложении друг на друга шаблонов одновременно звучащих нот.
Домашнее задание:
2.Дополнить конспект другими распространенными форматами файлов, которые не рассмотрены в конспекте.
Дата добавления: 2020-11-23 ; просмотров: 98 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net
Раздел 8. Системное программное обеспечение для управления файлами
8.1. Общая характеристика системы управления файлами
8.1.1. Понятия и определения
- Система управления файлами (файловая система) – это программное обеспечение, которое отвечает за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами.
- Система управления файлами – это часть системы управления всей памятью, исходно ответственная за управления файлами на дисковых носителях. Она ответственна за обеспечение средств персонального хранения данных, а также за разделение данных между пользователями.
- Система управления файлами – это часть ОС, которая обеспечивает сохранение файлов и реализует функции доступа.
Файл – это поименованный набор данных. Он обычно хранится на устройствах вторичной памяти, таких как диски, ленты. Файл является объектом: он обладает именем и снабжен функциями доступа.
С точки зрения файловой системы файлами можно манипулировать как целыми объектами посредством следующих операций:
- Открыть;
- Закрыть;
- Создать;
- Уничтожить;
- Скопировать;
- Переименовать.
Но также можно и манипулировать отдельными элементами каждого файла посредством операций:
- Прочитать;
- Записать;
- Обновить;
- Вставить;
- Удалить.
Общая иерархия данных в системе выглядит следующим образом:
- Отдельные биты;
- Порции байта (полубайты);
- Байты (символы, числа);
- Поля из групп байтов (строки, числа);
- Записи (группы полей), ключ – управляющее поле, уникально идентифицирующее запись;
- Файл – группа записей;
- База данных – группа связанных файлов.
8.1.2. Основная функция системы управления файлами
Пользователи организуют информацию в файлах в соответствии с логической организацией. В машине файлы хранятся в соответствии с физической организацией.
Система управления файлами преобразует представление логической организации в физическую организацию и наоборот.
8.1.3. Иерархическая модель файловой системы
Система управления файлами реализует соответствие между логической и физической организациями файлов. Это две разные организации, каждая из которых определяется собственными структурами данных.
Система управления файлами строится по иерархической схеме из двух уровней – всякое действие, определяемое на логическом уровне, интерпретируется некоторой совокупностью действий на физическом уровне.
Установление соответствия между логической и физической организациями происходит в два этапа:
- Перевод имен, входящих в функции доступа, в логические адреса;
- Перевод логических адресов в физические адреса
8.2. Логическая организация файлов
8.2.1. Общие принципы логической организации файлов
Логическая организация файлов имеет дело с тем, каким образом записи файла рассматриваются приложением, а физическая — каким образом хранятся на дисковой памяти. В рамках приложения обычно рассматривается виртуальная файловая память, в рамках доступа – физическая файловая память.
Цель концепции виртуальной файловой памяти – предоставление единообразных принципов рассмотрения механизмов для размещения информации.
Будем рассматривать файл как упорядоченную последовательность элементов, имеющую символическое имя, где элемент – это наименьшая адресуемая единица информации.
Элемент файла F, имеющий порядковый номер е, адресуется парой [F,e].
Обратим внимание на аналогию с сегментной виртуальной памятью.
Виртуальный файл, являющийся результатом логической организации, состоит из набора логических записей R0, R1,…, где запись есть непрерывный блок информации, передаваемый во время операции чтения/записи.
Логическая запись – это набор данных, рассматриваемый как единица с пользовательской точки зрения.
Источник: studfile.net
Системные программные средства управления файлами
Файл— логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которойво внешней памяти выделяется именованная область.
Файл служит учетной единицей информации в операционной системе. Любые действия с информацией в операционной системе осуществляются над файлами: запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры, печать, считывание информации с диска и пр.
На диске файл не требует для своего размещения непрерывного пространства, обычно он занимает свободные кластеры в разных частях диска.
Кластерявляется минимальной единицей пространства диска, которое может быть отведено файлу. Самый маленький файл занимает один кластер, большие файлы — несколько десятков кластеров.
Сведения о номерах этих кластеров хранятся в специальной FAT- таблице.
С понятием файла в операционной системе тесно связано понятие логического диска. Логический диск создается и управляется специальной программой — драйвером. Он имеет уникальное имя в виде одной латинской буквы, например, С, D, E, F и т.д. Логический диск может создаваться на жестком диске, на гибком диске, на CD-ROM, CD-RW, в оперативной памяти (электронный диск) и т.п. На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков.
В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, чертежи, числа, программы, таблицы и т.п. Особенности конкретных файлов определяются их форматом. Под форматомпонимается элемент языка, в символическом виде описывающий представление информации в файле.
Текстовая информация хранится в файле в кодах ASCII, в так называемом текстовом формате. Содержимое текстовых файлов можно просмотреть на экране дисплея с помощью соответствующих текстовых редакторов.
Для характеристики файла используются следующие параметры:
• полное имя файла;
• объем файла в байтах;
• дата создания файла;
• время создания файла;
• специальные атрибутыфайла: R (Read only) — только для чтения, Н (Hidden) — скрытый файл, S (System) — системный файл, A (Archive) — архивированный файл.
К файлу можно обращаться с помощью имени, полного имени, спецификации. Имя файла всегда уникально и служит для отличия одного файла от другого. Имя файла образуется из символов, цифр и знаков подчеркивания.
Обычно к файлу обращаются с помощью полного имени. Полное имяфайла более подробно характеризует файл и образуется из имени файла и типа (расширения), разделенных точкой.
Тип файласлужит для характеристики хранящейся в файле информации и образуется не более чем из трех символов, причем, используются только буквы латинского алфавита.
В полном имени недопустимы пробелы между именем и типом.
При работе на персональном компьютере установлен ряд соглашений по заданию типа файла, некоторые из которых приведены в таблице 1.
Таблица 1. Соглашения по типу файлов
| Тип | Назначение |
| .ARJ | Архивный файл |
| .ВАК | Копия файла |
| .BAS | Программа на языке Бейсик |
| .ВАТ | Командный файл |
| .BMP | Графический файл |
| .СОМ | Исполняемый файл |
| .DAT | Файл данных |
| .DOC | Документ Word |
| .EXE; | Исполняемый файл |
| .HLP | Файл для справочной информации |
| .PAS | Программа на языке Паскаль |
| .SYS | Файлы, расширяющие возможности операционной системы, например драйверы |
| .ТMP | Временный файл |
| .TXT | Текстовый файл |
| .XLS | Документ Excel |
| .ZIP | Архивный файл |
При обращении к файлу типа ВАТ, СОМ, ЕХЕ достаточно задать только его имя, тип не указывается.
Хотя операционная система разрешает в имени и типе файла наличие написанных в любой последовательности символов с учетом ограничений, рекомендуется использовать буквы латинского алфавита и цифры, а имя начинать с буквы.
Если возникает необходимость обращения к группе файлов, то при написании имен и типов файлов следует пользоваться шаблоном.
Шаблон имени файла— специальная форма, в которой в полях имени и типа файлаиспользуются символы * или?Причем, символ * служит для замены любой последовательности символов, а символ? служит для замены одного символа.
Источник: studopedia.su