Урок 10
Файлы и файловые структуры

§11. О файлах и файловых структурах

Что такое файл

Информация на внешних носителях хранится в виде файлов.

Файл — это именованная область внешней памяти, предназначенная для хранения информации.

Работа с файлами является очень важным видом работы на компьютере. В файлах хранится все: и программное обеспечение, и информация, необходимая для пользователя. С файлами, как с деловыми бумагами, постоянно приходится что-то делать: переписывать их с одного носителя на другой, уничтожать ненужные, создавать новые, разыскивать, переименовывать, раскладывать в том или другом порядке и пр.

Для прояснения смысла понятия файла удобно воспользоваться следующей аналогией: сам носитель информации (например, диск) подобен книге. Мы говорили о том, что книга — это внешняя память человека, а магнитный диск — внешняя память компьютера. Книга состоит из глав (рассказов, разделов), каждая из которых имеет название. Также и файлы имеют свои названия. Их называют именами файлов. В начале или в конце книги обычно присутствует оглавление — список названий глав. На диске тоже есть такой список-каталог, содержащий имена хранимых файлов.

Каталог можно вывести на экран, чтобы узнать, есть ли на данном диске нужный файл.

В каждом файле хранится отдельный информационный объект: документ, статья, числовой массив, программа и пр. Заключенная в файле информация становится активной, т. е. может быть обработана компьютером, только после того, как она будет загружена в оперативную память.

Все необходимые действия над файлами обеспечивает операционная система.

Чтобы найти нужный файл, пользователю должно быть известно:

а) какое имя у файла;
б) где хранится файл.

Имя файла

Вот пример имени файла ^*:

myprog.pas

^*Последующие примеры ориентированы на правила, принятые в операционных системах фирмы Microsoft: MS-DOS и Windows. Также проиллюстрированы приложения ОС Linux.

Слева от точки находится собственно имя файла (myprog). Следующая за точкой часть имени (pas) называется расширением файла. Обычно в именах файлов употребляются латинские буквы и цифры. Кроме того, имя файла может и не иметь расширения. В операционной системе Microsoft Windows в именах файлов допускается использование русских букв; максимальная длина имени — 255 символов.

Расширение указывает, какого рода информация хранится в данном файле. Например, расширение txt обычно обозначает текстовый файл (содержит текст), расширение рсх — графический файл (содержит рисунок), zip или rаr — архивный файл (содержит архив — сжатую информацию), pas — программу на языке Паскаль.

Файлы, содержащие выполнимые компьютерные программы, имеют расширения ехе или соm. Например, программа игры «Тетрис» может храниться в файле tetris.exe. Инициализация программы происходит путем записи ее в оперативную память и запуска на исполнение.

Логические диски

На одном компьютере может быть несколько дисководов — устройств работы с дисками. Часто на персональном компьютере встроенный в системный блок жесткий диск большой емкости делят на разделы. Каждый из таких разделов называется логическим диском и ему присваивается однобуквенное имя (после которого ставится двоеточие) С:, D:, Е: и т. д. Имена А: и В: обычно относятся к сменным дискам малого объема — гибким дискам (дискетам). Их тоже можно рассматривать как имена логических дисков, каждый из которых полностью занимает реальный (физический) диск ^*. Следовательно, А:, В:, С:, D: — это всё имена логических дисков.

^*На современных моделях ПК гибкие магнитные диски вышли из употребления.

Оптическому дисководу ставится в соответствие следующее по алфавиту имя после имени последнего раздела жесткого диска. Например, если на жестком диске есть разделы С: и D:, то имя Е: будет присвоено оптическому диску. А при подключении флеш-памяти в списке логических дисков появится еще диск F:.

Имя логического диска, содержащего файл, является первой «координатой», определяющей месторасположения файла.

Файловая структура диска

Современные операционные системы поддерживают многоуровневую организацию файлов на дисковых устройствах внешней памяти — иерархическую файловую структуру. Для облегчения понимания этого вопроса воспользуемся аналогией с традиционным «бумажным» способом хранения информации. В такой аналогии файл представляется как некоторый озаглавленный документ (текст, рисунок) на бумажных листах. Следующий элемент файловой структуры называется каталогом. Продолжая «бумажную» аналогию, каталог будем представлять как папку, в которую можно вложить множество документов, т. е. файлов. Каталог также получает собственное имя (представьте, что оно написано на обложке папки).

Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен ни в какой другой каталог, называется корневым каталогом.

В операционной системе Windows для обозначения понятия «каталог» используется термин «папка».

Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом.

На дереве корневой каталог обычно изображается символом \. На рисунке 2.10 имена каталогов записаны прописными буквами, а файлов — строчными. Здесь в корневом каталоге имеются две папки: IVANOV и PETROV и один файл fin.com. Папка IVANOV содержит в себе две вложенные папки PROGS и DATA. Папка DATA пустая; в папке PROGS имеются три файла и т. д.

Путь к файлу

А теперь представьте, что вам нужно найти определенный документ. Для этого в «бумажном» варианте надо знать ящик, в котором он находится, а также «путь» к документу внутри ящика: всю последовательность папок, которые нужно открыть, чтобы добраться до искомых бумаг.

Чтобы найти файл в компьютере, надо знать логический диск, на котором находится файл, и путь к файлу на диске, определяющий положение файла на этом диске. Путь к файлу — это последовательность, состоящая из имен каталогов, начиная от корневого и заканчивая тем, в котором непосредственно хранится файл. Вот всем знакомая сказочная аналогия понятия «путь к файлу»: «На дубе висит сундук, в сундуке — заяц, в зайце — утка, в утке — яйцо, в яйце — игла, на конце которой смерть Кощеева».

И наконец, необходимо знать имя файла. Последовательно записанные имя логического диска, путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла.

Если представленная на рис. 2.10 файловая структура хранится на диске С:, то полные имена некоторых входящих в нее файлов в символике операционной системы Microsoft Windows выглядят так:

Просмотр файловой структуры

Операционная система предоставляет пользователю возможность просматривать на экране содержимое каталогов (папок).

Сведения о файловой структуре диска содержатся на этом же диске в виде таблицы размещения файлов. Используя файловую систему ОС, пользователь может последовательно просматривать на экране содержимое каталогов (папок), продвигаясь по дереву файловой структуры вниз или вверх.

На рисунке 2.11 показан пример отображения на экране компьютера дерева каталогов в ОС Windows.

В правом окне представлено содержимое папки ARCON. Это множество файлов различных типов. Отсюда, например, понятно, что полное имя первого в списке файла следующее:

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

Из таблицы можно получить дополнительную информацию о файлах. Например, файл dos4gw.exe имеет размер 254 556 байтов и был создан 31 мая 1994 года в 2 часа 00 минут.

Найдя в таком списке запись о нужном файле, применяя команды ОС, пользователь может выполнить с файлом различные действия: исполнить программу, содержащуюся в файле; удалить, переименовать, скопировать файл. Выполнять все эти операции вы научитесь на практическом занятии.

Коротко о главном

Файл — это именованная область внешней памяти компьютера.

Все необходимые действия над файлами обеспечивает операционная система.

Имя файла состоит из собственно имени и расширения. Расширение указывает на тип информации в файле (тип файла).

Иерархическая файловая структура — многоуровневая организация файлов на дисках.

Каталог — это поименованный перечень файлов и подкаталогов (вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня называется корневым. Он не вложен ни в какие каталоги.

Полное имя файла состоит из имени логического диска, пути к файлу на диске и имени файла.

Вопросы и задания

1. Как называется операционная система, используемая в вашем компьютерном классе?

2. Сколько физических дисководов работает на ваших компьютерах? Сколько логических дисков находится на физических дисках и какие имена они имеют в операционной системе?

3. Каким правилам подчиняются имена файлов в вашей ОС?

4. Что такое путь к файлу на диске, полное имя файла?

5. Научитесь (под руководством учителя) просматривать на экране каталоги дисков на ваших компьютерах.

6. Научитесь инициализировать работу программ из программных файлов (типа ехе, соm).

7. Научитесь выполнять основные файловые операции в используемой ОС (копирование, перемещение, удаление, переименование файлов).

Электронное приложение к уроку

Cкачать материалы урока