Форматы (типы) файлов. Расширение файла
Формат файла, также его называют тип файла — это информация о файле для компьютера. Благодаря этой информации, компьютер приблизительно знает, что находится внутри файла и «понимает», в какой программе его открыть.
Чтобы компьютер понимал, к какому типу относится тот или иной файл и в какой программе его открыть, после имени указано расширение.
Расширение — это несколько букв или цифр, находящихся после точки в имени.
На картинке показан файл с расширением mp3. Про него компьютер «знает», что это музыкальный файл, и открывать его необходимо в программе-проигрывателе. Картинка файла совпадает с картинкой программы, которая его открывает. Опытный пользователь компьютера уже по одному этому значку понимает, в какой программе откроется данный файл и к какому типу он принадлежит.
Есть, например, текстовые файлы. Это значит, что содержимое таких файлов – текст, и открываются они в программе для работы с текстом. Бывают музыкальные и видео файлы, то есть их содержимое – это музыка и видео, и открываются они в проигрывателях. Также часто встречаются графические файлы – фотографии и картинки. Есть еще много других типов. У каждого из них свой значок, точнее, значок программы, установленной на компьютере, в которой он открывается.
Напомню, что компьютер определяет тип файла по расширению. Так вот многие компьютеры настроены таким образом, что расширение у файлов не показывается. Это весьма удобно!
Чтобы так было и у Вас, откройте любую папку и нажмите на надпись «Сервис» (вверху окна). Из списка выберите пункт «Свойства папки…» или «Параметры папок…».
Если пункта «Сервис» вверху окошка нет, то нажмите на кнопку «Пуск» и откройте «Панель управления». Среди значков найдите и откройте «Свойства папки» (Оформление и персонализация — Параметры папок).
Откроется окошко. Нажмите на закладку «Вид» (вверху).
или
Поставьте галочку на пункт «Скрывать расширения для зарегистрированных типов файлов» и нажмите кнопку «ОК» внизу окошка.
Кстати, таким же образом Вы можете настроить свой компьютер, чтобы он наоборот не скрывал, а показывал расширения файлов.
Таблица наиболее часто встречающихся расширений:
| Расширение | Тип файла | Пример |
| exe | программы | ACDSee9.exe |
| com | Command.com | |
| doc | документы (Microsoft Word) | Письмо.doc |
| xls | таблицы(Microsoft Excel) | Каталог.xls |
| txt | текстовые документы | текст.txt |
| ppt | презентации (Microsoft PowerPoint) | Презентация.ppt |
| htm | страницы из Интернета | Книга.htm |
| html | Книга.html | |
| hlp | справка | Windows.hlp |
| bmp | рисунок, фотография | Рисунок.bmp |
| jpg | Фото.jpg | |
| tif | Природа.tif | |
| gif | Рисунок.gif | |
| mp3 | Музыка | Песня.mp3 |
| mpeg | видео | Фильм.mpeg |
| avi | Клип.avi | |
| zip | архив ZIP | Реферат.zip |
| rar | архив WinRAR | Реферат.rar |
Важно! Если компьютер настроен таким образом, что расширения показаны, то, когда Вы изменяете название файла, оставляйте расширение как есть. То есть меняйте название файла до точки. Если Вы измените расширение, файл может после этого перестать открываться. Помните это!
Типы файлов
Типы файлов бывают разные, как говорится в одной старой песне – черные, белые, красные. Но, естественно, что их основное отличие совсем не в цветах.
Текстовые, видео, музыкальные, архивные, системные, образы дисков, таблицы, презентации, справки, картинки – перечислять можно еще ой как долго, но все то, что я перечислил выше, является типами файлов.
Тип файла еще называют форматом. От типа файла зависит, какой программой будет обрабатываться выбранный файл. Само собой всплывает один интересный вопрос: «Как компьютер определяет, к какому типу относится файл?»
А ведь все сделано довольно просто – каждому файлу дополнительно присваивается расширение.
Расширение представляет собой три символа в конце названия файла, оно отделяется от названия точкой. Правда есть расширения с 2-мя и 4-мя символами, но с 3-мя наиболее распространенные.
Именно эти три маленьких символа в конце названия указывают операционной системе, в какой программе надо запускать файл. То есть это как бы намек компьютеру, на то, какой программой предпочтительнее открыть тот или иной файл. И когда вы дважды щелкаете по файлу, операционная система автоматически загружает программу для работы с данным типом файлов, и эта программа начинает автоматически работать с выбранным файлом.
Давайте более детально рассмотрим расширение, что бы была понятна суть разговора. И так, смотрим на картинку:
На этом рисунке я подробно разобрал отображение файла. За основу был взят видео файл, в котором я выделил и поименовал каждую составную часть.
Для каждого типа файлов система использует свою иконку, ту, которая принадлежит программе, открывающей этот тип по умолчанию, либо иногда в программе встроено несколько иконок, для каждого типа файла, с которым она работает. Ведь одна программа может работать сразу с несколькими типами файлов. Например, многие программы для просмотра изображений могут обрабатывать сразу несколько типов картинок. Да, да, вы не ослышались. Бывают так сказать схожие типы файлов. У файлов картинок могут быть типы с расширением – «.bmp», «.jpg», «.tif», «.gif», у музыкальных файлов – «.wav», «.mp3». Я не буду в это долго углубляться, так как в конце этого поста я поместил таблицу с наиболее часто встречающимися типами фалов, посмотрите и вам станет ясно.
А помните, я говорил про файлы программ, в каждой программе есть файл с разрешением .exe – именно это исполняемый файл, или командный. Причем исполняемые файлы бывают не только с таким расширением, есть еще .bat и .com (это файлы, которые работают с другими типами файлов — создают, удаляют, записывают и т.д.).
Сейчас большинство компьютеров настроено на скрытие расширения, это сделано для безопасности, что бы вы случайно не поменяли расширение вместе с именем файла.
Но если вам очень сильно надо поменять расширение, или просто любопытно посмотреть, в этом ничего сложного нет — все делается в несколько шагов:
- Зайдите в любую папку.
- Выберете вверху пункт «Сервис».
- Далее выбираем пункт «Свойства папки».
- В появившемся окне выберете вкладку «Вид».
- Снимите галочку с пункта «скрывать расширения для зарегистрированных типов файлов» (его я отобразил на картинке ниже).
Все, жмем кнопку применить, и вы уже видите все расширения ваших файлов в этой папке.
Если необходимо, чтобы расширение отображалось в каждой папке. Там же есть кнопка – «Применить ко всем папкам».
Ниже я привел табличку, с наиболее распространенными расширениями (если не знаете какой тип файла – посмотрите расширение и заходите сюда):
Типы файлов.
Расширение | Типы файлов | Пример использования |
.exe | Программы, исполняемые файлы | freecell.exe |
.com | Format.com | |
.bat | AUTOEXEC.BAT | |
.sys | Системный файл Windows | CONFIG.SYS |
.ini | Файл конфигурации Windows | driverforge.ini |
.reg | Файл реестра | Fonts.reg |
.doc | Документы (Microsoft Word) | типы файлов.doc |
.docx | типы файлов.docx | |
.xls | Таблицы (Microsoft Excel) | Таблицы.xls |
.xlsx | Таблицы.xlsx | |
.txt | Текстовые документы | Текстовый файл.txt |
.ppt | Презентации PowerPoint | Презентация.ppt |
.pptm | Презентация.pptm | |
.pptx | Презентация.pptx | |
.htm | Интернет странички | Страница.htm |
.html | Страница.html | |
.php | Страница.php | |
.hlp | Файл справки | помощь.hlp |
.iso | Образ диска | Образ_диска.iso |
.mdf | Образ_диска. mdf | |
.mds | Образ_диска. mds | |
.bmp | Картинки, фотки, рисунки | Рисунок.bmp |
.jpg | Фото.jpg | |
.tif | Природа.tif | |
.gif | Рисунок.gif | |
.mp3 | Музыка | Песня.mp3 |
.wav | Песня. wav | |
.flv | Видео | Фильм.flv |
.mpeg | Фильм.mpeg | |
.avi | фильм.avi | |
.vob | DVD диск | VIDEO_TS.VOB |
.ifo | VIDEO_TS.IFO | |
.BUP | VIDEO_TS.BUP | |
.zip | Архивы | архив.zip |
.7z | архив.7z | |
.rar | архив.rar |
Это далеко не все расширения, которые есть, если у вас есть файл с незнакомым расширением – смело обращайтесь ко мне, я вам обязательно помогу разобраться.
И запомните самое главное, когда вы изменяете имя файла – не поменяйте случайно и его расширение, иначе ваше любимое фото или музыку вы не сможете запустить, пока не поставите все на свои места.
Расширение файла идет в конце названия после точки:
имя_файла.расширение
Что такое файл, виды расширений и атрибуты
В наши дни в обиходе прочно укрепились такие слова как файл, расширение файла, файловый архив и другие, не до конца понятные слова, а мы уверенно ими пользуемся, а вот если и догадываемся, что такое файл, то на подсознательном уровне.
Файл – это структурированные данные информации, определяемые как человеком, так и машиной как единое целое.
Как появился файл
Что бы понять, что такое файл, нужно обратиться к истории возникновения этого термина. Впервые слово файл в мире информационных технологий применила Американская фирма RCA, рекламируя один из первых накопителей информации в 1950 году. В те дни компьютеры программировались с помощью перфорированных карточек, после выполнения расчётов карточки или выбрасывались, или отправлялись в картотеки или каталоги.
На эти карточки информация наносилась с помощью дырочек и свободного пространства между ними, таким образом, представители первой вычислительной техники, пропуская через себя карточки с заданием, на дырочках получали электрический разряд, а на пробелах разряд не проходил. Выстроенные дырочки и пробелы на карточках напоминали цепочки, потому то к ним применили английское слово file, что можно представить, как цепочка – цепочка нулей и единичек из которых и состоит сам файл.
Такой принцип работы с файлами лежит в основе всего современного программирования. Так что, видя перед собой свою фотографию на экране компьютера и даже телефона, знайте это всё нули и единички, которые с помощью математических формул, преобразуются процессором любого из видов компьютеров в фотографию, а она в свою очередь является файлом.
Современные файлы, конечно, не выглядят как карточки с дырочками и точечками, они намного красочнее, вы их видите на мониторе в виде весёленьких картинок.
Что файл из себя представляет
Теперь немного о видах фалов. Файлы бывают разные и имеют разные функции. Одни запускают программы, другие в этих программах выполняют разные команды или их активируют работу, а ещё в них храниться информация, какими, например, в играх, должны быть пейзажи. И вот для того чтобы наша операционная система в них не путалась, для файлов были придуманы специальные обозначения, которые называют – расширением файлов, что и определило их виды.
Если вы посмотрите на файлы на своём экране, то сможете увидеть, что имя файла состоит из двух частей: первое само название файла, за ним идёт точка являющаяся в свою очередь своеобразным разделителем и только потом буквенное обозначение.
К примеру: «Что такое файл.doc». Как видите название файла, мы пишем русским, а вот его расширение в данном случае «doc» написано на английском. Так вот эти расширения и служат для того, чтобы ни путать, какие файлы можно открыть, а какие нет, а самое главное, чтобы операционная система, которая также состоит из файлов, могла определить какую команду к какому файлу нужно применять. Например, для файла с фотографией, она никогда не применит операцию, как к файлу с текстом и наоборот.
Виды расширений файлов
Расширения бывают разных видов. Чаще всего мы сталкиваемся со следующими файлами и их расширениями:
- Видеофайлы, могут быть: avi, wmf, 3gp, mp4, mpg2.
- Фотографии и рисунки, определяются с помощью таких расширений: jpg, bmp, gif, tiff, png.
- Тексты и документы: txt, doc, rtf, docx.
- Файлы, где записаны данные для расчётов в виде электронных таблиц имеют расширение — xls, xlsx, xlsm, ods.
- Для музыки характерно расширение: mp3, wma.
- Программы запускают файлы, имеющие расширение exe, cmd, bat, их ещё, называют исполнительными.
- А вот если вам друг передал, к примеру, целый набор файлов виде архива, то такой файл будет иметь разрешение rar, zip, tg.
Без сомнения, в материале представлены одни из наиболее популярных расширений фалов, но на самом деле их гораздо больше.
Давайте остановимся на последних более подробно. Файлы архивов создают специальные программы архиваторы, которые умеют максимально уплотнить все единички и нули внутри файла так, чтобы между ними не оставалось свободного пространства. Эта возможность применяется ко всем файлам, которые вы хотите сжать. Но самое главное после архивации, вместо кучи файлов вы получаете один файл с архивным разрешением. Зато внутри этого файла вы увидите все свои файлы, со всеми атрибутами, только воспользоваться им вы сможете, когда распакуете архив.
Файлы и их атрибуты
А теперь об атрибутах. Атрибуты очень важный элемент файла, благодаря ему операционная система знает какое действие к файлу можно применить. Например, если боитесь, что в вашем документе кто-то сделает изменения, вы можете присвоить атрибут — только для чтения. Кстати все операционные системы последних двух-трёх поколений для всех файлов, которые вы скачиваете с интернета, по умолчания присваивает атрибут только для чтения.
Следующий атрибут — это скрытый атрибут, к примеру, у вас есть файл, хранящий страшный секрет и вам не надо что бы о нём знали другие пользователи Вашего компьютера, тогда присвойте ему атрибут скрытый файл. Он сразу исчезнет с экрана, но не бойтесь он не пропал, просто стал «невидимкой», а увидеть его можно, если в меню управления окном, выставить галочку, напротив надписи – «отображать скрытые файлы».
Как было сказано, операционная система также состоит из файлов, файлам из которых она состоит так же присвоен атрибут, называется он – «системный». И такие файлы единственные на компьютере, с которыми вы ничего не сделаете, не удалите, не измените ни переместите из папок, где они находятся, скопировать только сможете.
Операционная система постоянно использует свои файлы, не которые из них как указатели для команд, посылаемых на исполнение, другие содержат такие команды, третьи выполняют другие действия, фактически это как ваш организм, где печень не сможет выполнять функцию сердца, а сердце не заменит лёгкие. Так и тут если вы сможете удалить один из системных файлов, то операционная система возможно не сможет запуститься и тогда вы не загрузите свой компьютер или станет недоступна какая ни будь другая функция.
Архивный атрибут присваивается файлам, если система делала своё резервное копирование по вашей команде, графику создания точек восстановления или при создании образа диска, с которого она потом восстанавливается.
Только не путайте файл с архивом, это две разные вещи. То есть архивный файл, это точно такой же файл, который используется вами или системой, только в него не вносятся изменения, а храниться он в определённой зоне жёсткого диска, который резервирует операционная система, для своих нужд, к примеру, для архивирования файлов, где им и назначается атрибут: «архивный файл».
Права для доступа к файлу
Последним важным свойством для файлов есть «Права доступа к файлам». Дело в том, что на компьютере, могут работать не ограниченное количество пользователей и для того что бы они не путались в своих файлах и имели свой доступ к компьютеру, создаются учётные записи пользователей. А это в свою очередь создаёт для каждого из пользователей свою локальную учётную запись, а если немного проще, то «Рабочий стол» и области где хранятся их файлы (мои документы, мои рисунки и т.д.).
Все файлы, которые создаются на компьютере, могут изменять только пользователи, под учётной записью которых они были созданы. Например, пользователь учётной записи «Иванов» сможет изменять только файлы, то что он сам создал и запускать те программы, что сам установил, из-под своей учётной записи. А вот «Петров» их просто не увидит, если не будет знать, где они находятся, но, даже найдя ничего не сможет с ними сделать, если ему не разрешит, самая главная учётная запись, пользователя «Администратор», которая имеет доступ ко всем файлам на компьютере. Пользователь, обладающий этими правами, может назначать возможность доступа к файлу другим пользователям.
Файл и его размер
А в конце нашего ответа на вопрос что такое файл, нужно учесть и размер файла. Все мы знаем, что в мире всё имеет свой вес, размер, объём, так же и с файлами. Все эти единички и нули, заложенные в исходном коде, имеют свою меру измерения – биты, байты, килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты и так далее.
А как же они определяются или вернее, как определить, сколько каждый файл имеет в размере, чаще говорят, именно — весит? Так вот нули и единички составляют пары, как мы говорили, единичка электрический импульс есть, нуль – импульса нет, такие пары и называют битами, а восемь таких бит и составляют байт, таким образом, шестнадцать нулей и единичек сплетаются в одну цепочку, что и создаёт файл. Увидеть сколько весит тот или иной файл очень просто, для этого нажмите на него курсором «мышки» и внизу окошка, отобразиться размер вашего файла.
Или правой кнопкой мышки кликните на файле, далее откроется контекстное меню, в котором выберите надпись «свойства» и в открывшемся окошке будет указано размер файла, его атрибут, дату создания, а также кому принадлежит файл.
Ну вот, собственно говоря это всё что нужно знать о файле. Что такое файл и его характеристики вполне доступно описаны в материале статьи, теперь станет возможным более уверенно работать с ними при этом не пытаясь открыть файл с фильмом, чтобы почитать книгу, или слушать музыку открывая фотографии.
15. Понятие файловой системы. Характеристики файлов, виды и типы файлов.
Файл — совокупность связанных записей (кластеров), хранящихся во внешней памяти компьютера и рассматриваемых как единое целое. Каждый файл состоит из атрибутов и содержимого. Различают текстовые, графические и звуковые файлы.
Свойства файла – размер, дата создания, адрес местоположения, тип файла, сводка.
Имена файлов… Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов — собственно имя, 3 символа — расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов. Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. Например, Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.
При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.
Длинные имена поддерживаются не только новыми файловыми системами, но и новыми версиями хорошо известных файловых систем. Например, в ОС Windows 95 используется файловая система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации эквивалентных коротких имен, при реализации нового варианта FAT важной задачей была задача хранения длинных имен при условии, что принципиально метод хранения и структура данных на диске не должны были измениться.
Обычно разные файлы могут иметь одинаковые символьные имена. В этом случае файл однозначно идентифицируется так называемым составным именем, представляющем собой последовательность символьных имен каталогов. В некоторых системах одному и тому же файлу не может быть дано несколько разных имен, а в других такое ограничение отсутствует. В последнем случае операционная система присваивает файлу дополнительно уникальное имя, так, чтобы можно было установить взаимно-однозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы. Примером такого уникального имени файла является номер индексного дескриптора в системе UNIX.
Расширения: com, exe — готовые к исполнению программы. bat — командыне файлы txt, doc — текстовые файлы hlp — файл справки pas — файл проги на паскалеbak -копия файла pic,psx,tif- графические dat — файлы информационных данных
Sym-символьный фаил.
Sys- системный фаил.
Bas- фаил языка Basic
Bak- резервный фаил.
ARJ- архивный фаил.
Файловая система — это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.
В широком смысле понятие «файловая система» включает:
совокупность всех файлов на диске,
наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Типы файлов
Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.
Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов — их собственные исполняемые файлы.
Специальные файлы — это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы, так же как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и байт-ориентированные.
Каталог — это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны — это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами).
В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики, например:
информация о разрешенном доступе,
пароль для доступа к файлу,
владелец файла,
создатель файла,
признак «только для чтения»,
признак «скрытый файл»,
признак «системный файл»,
признак «архивный файл»,
признак «двоичный/символьный»,
признак «временный» (удалить после завершения процесса),
признак блокировки,
длина записи,
указатель на ключевое поле в записи,
длина ключа,
времена создания, последнего доступа и последнего изменения,
Разновидности файлов
Как мы неоднократно отмечали, в ОС UNIX понятие файла является универсальной абстракцией, позволяющей работать с обычными файлами, содержащимися на устройствах внешней памяти; с устройствами, вообще говоря, отличающимися от устройств внешней памяти; с информацией, динамически генерируемой другими процессами и т.д. Для поддержки этих возможностей единообразным способом файловые системы ОС UNIX поддерживают несколько типов файлов, наиболее существенные из которых мы рассмотрим в этом разделе.
Обычные файлы
Обычные (или регулярные) файлы реально представляют собой набор блоков (возможно, пустой) на устройстве внешней памяти, на котором поддерживается файловая система. Такие файлы могут содержать как текстовую информацию (обычно в формате ASCII), так и произвольную двоичную информацию. Файловая система не предписывает обычным файлам какую-либо структуру, обеспечивая на уровне пользователей представление обычного файла как последовательности байтов. Используя базовые системные вызовы (или функции библиотеки ввода/вывода), пользователи могут как угодно структуризовать файлы. В частности, многие СУБД хранят базы данных в обычных файлах ОС UNIX.
Для некоторых файлов, которые должны интерпретироваться компонентами самой операционной системы, UNIX поддерживает фиксированную структуру. Наиболее важным примером таких файлов являются объектные и выполняемые файлы. Структура этих файлов поддерживается компиляторами, редакторами связей и загрузчиком. Однако, эта структура неизвестна файловой системе. Для нее такие файлы по-прежнему являются обычными файлами.
Файлы-каталоги
Наличие обычных файлов недостаточно для организации иерархических файловых систем. Требуется наличие каталогов, которые сопоставляют имена файлов или каталогов с их физическим описанием. Каталоги представляют собой особый вид файлов, которые хранятся во внешней памяти подобно обычным файлам, но структура которых поддерживается самой файловой системой.
Структура файла-каталога очень проста. Фактически, каталог — это таблица, каждый элемент которой состоит из двух полей: номера i-узла данного файла в его файловой системе и имени файла, которое связано с этим номером (конечно, этот файл может быть и каталогом). Если просмотреть содержимое текущего рабочего каталога с помощью команды ls -ai, то можно получить, например, следующий вывод:
inode File
number name
_________________________
33 .
122 ..
54 first_file
65 second_file
65 second_again
77 dir2
Этот вывод демонстрирует, что в любом каталоге содержатся два стандартных имени — «.» и «..». Имени «.» сопоставляется i-узел, соответствующий самому этому каталогу, а имени «..» — i-узел, соответствующий «родительскому» каталогу данного каталога. «Родительским» (parent) каталогом называется каталог, в котором содержится имя данного каталога. Файлы с именами «first_file» и «second_file» — это разные файлы с номерами i-узлов 54 и 65 соответственно. Файл «second_again» представляет пример так называемой жесткой ссылки: он имеет другое имя, но реально описывается тем же i-узлом, что и файл «second_file». Наконец, последний элемент каталога описывает некоторый другой каталог с именем «dir2».
Этот последний файл, как и любой обычный файл, хранится в файловой системе как набор блоков запоминающего устройства. Однако файловая система знает, что на самом деле это каталог со структурой, контролируемой файловой системой. Поэтому файлам-каталогам соответствует особый тип файла (обозначенный в их i-узлах), по отношению к которому возможно выполнение только специального набора системных вызовов:
mkdir, производящего новый каталог,
rmdir, удаляющий пустой (незаполненный) каталог,
getdents, позволяющего прочитать содержимое указанного каталога.
Отсутствует системный вызов, позволяющий прямо писать в файл-каталог. Какими бы правами вы не обладали по отношению к файлу-каталогу, прямая запись информации в него запрещена — прямое следствие фиксированной (и закрытой от пользователей) структуры файлов-каталогов. Запись в файлы-каталоги производится неявно при создании и уничтожении файлов и каталогов, однако читать из файла-каталога при наличии соответствующих прав можно (пример — стандартная утилита ls, которая как раз и пользуется системным вызовом getdents).
| Название | Дата представления, платформа | Операционная система | Разработчик | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| ADFS | 1983 | Acorn MOS | Acorn Computers | Является преемником DFS. |
| AdvFS | 1993 | Digital UNIX / Tru64 UNIX | DEC | — |
| Acer Fast File System (AFFS) | 1989 (SCO Unix/Xenix Release 3.2)[~ 1][уточнить] | SCO OpenServer, SCO Unix/Xenix | Acer Counterpoint | Не путать с Andrew File System |
| Ami File Safe | 1990-е | Amiga | ??? | Коммерческая ФС. Структурно совместима с PFS. |
| Amiga Fast File System (англ.) (FFS) | 1988[~ 2] | AmigaOS | ??? | Не путать с Berkley Fast File System. Поддерживается MorphOS. На данный момент считается устаревшей. Имеет расширения FFS1, FFS Intl, FFS DCache, FFS2. |
| AthFS (англ.) | ??? | AtheOS | ??? | 64-битная журналируемая ФС. Используется в ОС Syllable |
| Apple File System (англ.) (APFS) | 2016 | macOS | Apple inc. | 64-битная файловая система для IOS, MacOS, tvOS и watchOS оптимизированная для SSD. |
| BeFS (Be File System, BFS) | 1997 | BeOS | Be Inc. | — |
| Btrfs | 2007 | Linux | Oracle | ФC, основанная на структурах двоичных деревьев (B-Tree) |
| CBMFS | ??? | Commodore 64 (FDD) | ??? | — |
| Chan FAT | 2006[~ 3] | ??? | ChaN | Свободно распространяемая версия FAT для микроконтроллеров с поддержкой NAND, NOR, а также длинных имен и коротких имен. |
| CMDFS | ??? | — | Creative Micro Designs | Расширение ФС CMBFS, добавленное Creative Micro Designs для использования своих 3.5″ флоппи дисководов, RAM-дисков и контроллеров жестких дисков. |
| Cramfs (Compressed ROM file system) | ??? | ??? | ??? | — |
| CSI-DOS | ??? | БК | ??? | Использовалась на БК в ОС CSI-DOS |
| Desktop File System (DTFS) | ??? | SCO OpenServer | SCO | ФС, специализирующаяся на сжатии |
| EAFS | ??? | SCO OpenServer | SCO | Extended Acer Fast Filesystem, обычно используется для хранения начального загрузчика и ядра в семействе UNIX‐овых ОС SCO OpenServer и монтируется как /boot. |
| EFS (IRIX) | ??? | IRIX | Silicon Graphics | Устаревшая поблочная система для ОС IRIX |
| EFS | 2000[~ 4] | Windows | Microsoft | Расширение для ФС NTFS, реализующее шифрование на уровне файлов. |
| exFAT (FAT64) | ноябрь 2006 | Windows, Mac OS X | Microsoft | — |
| ext | 1992 (Linux 0.96c) | Linux | Реми Кард | Расширенная ФС, разработанная для ОС на ядре Linux |
| ext2 | 1993 (Linux) | Linux | Реми Кард | Вторая версия Расширенной файловой системы для Linux |
| ext3 | 2001 (Linux 2.4.15)[~ 5] | Linux | Стивен Твиди | Журналируемая версия ext2 |
| ext3cow | 2003 | Linux | Zachary Peterson, Стивен Твиди, Реми Кард, Theodore Ts’o, Andreas Gruenbacher, Andreas Dilger, et al. | Версия ext3 с поддержкой снимков файловой системы |
| ext4 | 2008 (Linux) | Linux | Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts’o, Eric Sandeen, и др. | Новая версия файловой системы ext3, с поддержкой экстентов |
| FAT | 1976-1977 | DOS, Windows | Microsoft | Различается размером таблиц (12, 16 и 32 бит) |
| FATX (англ.) | ??? | — | Microsoft | Закрытая[~ 6] модифицированная версия FAT, используется в оригинальных игровых консолях Xbox |
| GCR | ??? | ??? | ??? | Формат хранения данных на 5¼″ дискетах, использовавшихся 8‐ми битными Apple II и Commodore Business Machines. |
| Fossil (файловая система) (англ.) | ??? | Plan 9 | Bell Labs | Архивная файловая система |
| Files-11 | ??? | OpenVMS | ??? | — |
| HFS | ??? | Mac OS | ??? | Hierarchical File System, использовалась в старых версиях ОС семейства Mac OS |
| HFS Plus (HFS+) | 2008 | Mac OS | ??? | Обновлённая версия HFS, используемая в последних версиях ОС семейства Mac OS |
| HPFS | ??? | OS/2 | ??? | High Performance Filesystem, используется в ОС OS/2 |
| High Throughput File System (англ.) (HTFS) | ??? | SCO OpenServer 5 | SCO | High Throughput Filesystem, файловая система ОС SCO OpenServer 5. |
| ISO 9660 | ??? | — | ??? | Используется на CD-ROM и DVD дисках. Имеет расширения Rock Ridge и Joliet. |
| JFS | ??? | Linux, OS/2, AIX | IBM | Журналируемая файловая система, поддерживает экстенты |
| LFS (англ.) | ??? | BSD | ??? | — |
| Lustre | 2001 | Linux | Cluster File Systems (англ.) | это кластерная файловая система |
| Macintosh File System | 1984 | Mac OS | ??? | Файловая система, когда-то использовавшаяся в ранних ОС семейства Mac OS |
| Minix | ??? | Minix | ??? | — |
| MicroDOS | ??? | БК | ??? | Файловая система с не фрагментируемым форматом записи файлов. Использовалась на персональных компьютерах БК в операционных системах MKDOS, AO-DOS, NORD, MicroDOS, NORTON-БК, PascalDOS и др. Поддерживалась только для чтения в ANDOS. В различных ОС зачастую поддерживались отличающиеся друг от друга, не всегда полностью совместимые модификации. |
| Multiuser Filesystem (MUFS) | ??? | AmigaOS | ??? | Расширение для файловых систем AmigaOS, позволяющее реализовать пользовательские права |
| NetWare File System (англ.) | ??? | NetWare | Novell | Оригинальная ФС для NetWare 2.x — 5.x, используемая опционально в следующих версиях. |
| Next3 | 2010 (Linux 2.6) | Linux | CTERA Networks [1] | ФС с поддержкой слепков ФС. Базируется на коде ext3. Исходные коды проекта распространяются под лицензией GNU GPL.[~ 7] |
| NILFS | от верcии 2.6 и выше | Linux | Nippon Telegraph and Telephone Cyber Space Laboratories | Linux-версия LFS. |
| Novell Storage Services (NSS) | 1998 | NetWare (начиная с версии 5.0-up), GNU/Linux | Novell | 64-битная журналируемая файловая система. Использует алгоритм «балансируемого дерева» |
| NTFS | 1993 | Windows | Microsoft | Закрытая журналируемая файловая система |
| Amiga Old File System (OFS) | ??? | AmigaOS | ??? | Используется в основном для дискет. |
| Professional File System (PFS) | ??? | AmigaOS | ??? | Также PFS2, PFS3, и т. п. развитая файловая система, доступная для ОС семейства AmigaOS и обладающая высокой надёжностью. |
| Qnx4fs | ??? | QNX | ??? | Файловая система, используемая в QNX версиях 4 и 6. |
| Qnx6fs | ??? | QNX | ??? | Новая copy-on-write файловая система, представленная в QNX 6.4.0 и используемая как основная начиная с 6.4.1. |
| ReFS | 2012 (Windows Server 8) | Windows | Microsoft | Предлагается как альтернатива файловой системе NTFS в сегменте систем хранения данных на базе продуктов Microsoft, с дальнейшей её миграцией в область клиентских систем.[~ 8] |
| ReiserFS | ??? | Linux | Namesys (англ.) | Файловая система, разработанная специально для Linux и способная к журналированию. |
| Reiser4 | ??? | Linux | Namesys (англ.) | 4-я версия файловой системы ReiserFS. |
| S51K | ??? | SCO OpenServer | ??? | AT&T UNIX System V 1KB файловая система, используется в SCO OpenServer. |
| SkyFS | ??? | SkyOS | ??? | Файловая система разрабатываемая проектом SkyOS для замены используемой в текущий момент BFS от BeOS |
| Smart File System (SFS) | ??? | AmigaOS, MorphOS, AROS | ??? | Развитая журналируемая файловая система, доступная для ОС семейства AmigaOS, а также MorphOS и AROS. Одной из особенностей этой системы является возможность проводить дефрагментацию даже во время работы с файлами. |
| SpadFS | 2006 | Linux | Mikuláš Patočka | Нежурналируемая файловая система, с возможностью просмотра хеша. |
| Squashfs (.sfs) | 2009 (Linux 2.6.29)[~ 9] | Linux | Phillip Lougher, Robert Lougher | Сжимающая файловая система, предоставляющая доступ к данным в режиме «только для чтения». |
| Standard Language File System (STL) | ??? | ??? | IBM[~ 10] | — |
| Tivo’s Media File System (англ.) | ??? | ??? | TiVo | Патентованный, стойкий к ошибкам формат, используемый в жестких дисках Tivo для записи телевизионных передач. |
| Tux3 (англ.) (tux3fs) | ??? | Linux | ??? | Экспериментальная свободная файловая система для Linux. |
| Unix File System (UFS) | 1982 (BSD 4.2) | BSD | Калифорнийский университет в Беркли | ФС, так же называемая Berkeley Fast File System или BSD Fast File System (BSD FFS) — стандартная система, разработанная в Беркли и использовавшаяся в старых ОС семейства BSD |
| Unix File System 2 (UFS2) | ??? | BSD | Калифорнийский университет в Беркли | Используется в последних версиях ОС семейства BSD |
| Universal Disk Format (UDF) | 1996 | — | Optical Storage Technology Association | Пакетная файловая система для устройств WORM/RW (таких как CD-RW и DVD). |
| Veritas File System (VxFS) | 1991 | HP-UX, Solaris, Linux, AIX и др. | Veritas | Первая (по утверждению разработчика) коммерческая журналируемая файловая система.[~ 11] |
| VFAT | ??? | ??? | Microsoft | Версия FAT, позволяющая длинные (до 255 знаков) имена файлов, вместо формата 8.3 имени файла. Некоторые методы, используемые в Windows, запатентованы. |
| Virtual storage access method (VSAM) | ??? | ??? | ??? | Транзакционная файловая система, манипулирующая виртуальным хранилищем данных |
| WinFS | проект закрыт [уточнить] | Windows | Microsoft | Windows Future Storage, планируется как замена для NTFS. На данный момент существует только в бета версии и используется внутри компании Microsoft. |
| Write Anywhere File Layout (WAFL) | ??? | Data ONTAP | NetApp | Внутренняя высокопроизводительная файловая система, используемая в специализированной ОС Data ONTAP в сетевых системах хранения данных от фирмы NetApp. |
| XFS | 1994 (IRIX 5.3) | IRIX, GNU/Linux, BSD | Silicon Graphics | Высокопроизводительная журналируемая файловая система, создававшаяся изначально специально для IRIX. 1 мая 2001 года Silicon Graphics выпустила XFS под GNU General Public License. XFS отличается от других ФС тем, что она изначально была рассчитана для использования на дисках большого объёма. |
| Zettabyte File System (ZFS) | 2005 (Open Solaris) | Open Solaris, Solaris | Sun Microsystems | Открытая файловая система. Используется в ОС Solaris 10, Solaris 11, Solaris Express Developer Edition, Solaris Express Community Edition, FreeBSD, Mac OS X Leopard, Linux (в userland). |
| ФС БК-11 | ??? | ОС БК-11 | ??? | Использовалась на БК |
Типы файлов:
Тема: Файловая система ОС.
Часть операционной системы, работающей с файлами, называется файловой системой (ФС)
Аспекты ФС (с точки зрения пользователя) является ее внешнее представление, т.е.
Именование файлов:
При создании файла процесс дает файлу имя. Когда процесс завершает работу, файл продолжает свое существование, и по его имени к файлу могут иметь доступ другие процессы.
Все современные ОС в качестве имен файлов используют 8-ми символьные текстовые строки. Также в именах файлов также разрешается использование цифр и специальных символов. Многие файловые системы поддерживают имена файлов до 255 символов.
В некоторых файловых системах есть различие между прописными и строчными буквами (например, Unix). В ОС MS-DOS такого различия нет.
Многие ОС, например, Windows 95, Windows 98 используют ФС ОС MS—DOS, и наследуют многие ее свойства, включая именование файлов. ОС Windows NT, Windows 2000 также поддерживают ФС MS—DOS и наследуют ее свойства. Однако у последних двух ОС имеется своя ФС (NTFS), обладающая своими свойствами (например, именами файлов в кодировке Unicode).
Во многих ОС имена файлов могут состоять из 2-х частей, разделенных точкой
(имя файла. расширение файла) и обычно означает тип файла.
В MS—DOS имя файла содержит 8 символов + 3 символа отводится на расширение файла. В некоторых ОС (например, Unix) расширения файлов являются просто соглашениями, которые могут придерживаться пользователи.
Способы структурирования файлов:
В этом случае ОС не интересуется содержимым файла. Все что она видит, это байты. Значения этим байтам придается программами уровня пользователя. Такой подход используется в ОС Windows, Unix. Такой подход обеспечивает максимальную гибкость.
первый шаг к структурированию файлов. В данной модели файл- последовательность записей фиксированной длины, каждая со своей внутренней структурой. В этом подходе важным является то, что операция чтения возвращает одну запись, а операция записи перезаписывает или дополняет одну запись.
Каждая запись в фиксированной позиции содержит поле ключа. Дерево сортировано по ключевому полю, что обеспечивает быстрый поиск заданного ключа. Такой вариант представления файловых систем широко применяются на больших мэйнфреймах, которые используются для коммерческой обработки данных.
Регулярные файлы – к ним относятся все файлы, содержащие информацию пользователя.
Каталоги – системные файлы, обеспечивающие поддержку структуры ФС.
Символьные специальные файлы – имеют отношение к вводу-выводу и используются для моделирования последовательных устройств ввода-вывода, таких, как терминалы, принтеры, сети.
Блочные специальные файлы – используются для моделирования дисков.
Регулярные файлы в основном являются либо ASCII-файлами, либо двоичными файлами. ASCII-файлы состоят из текстовых строк. В некоторых ОС каждая строка завершается символом возврата каретки. В некоторых (unix) используется символ перевода строки. В ОС MS-DOS используются оба символа. Строки не обязаны иметь одну и ту же длину.
Остальные файлы называются двоичными файлами, т.е. они не являются ASCII-файлами. Обычно у них есть некая внутренняя структура, известная программе, использующей их (рисунок 6.2).
Доступ к файлам:
В старых ОС предоставлялся только один доступ к файлам – последовательный. При последовательном доступе к файлу процесс может читать байты файла или его записи только последовательно.
Файлы, байты которых могут быть прочитаны в произвольном порядке, называются файлами произвольного (прямого) доступа. Используются например для приложений БД.
Атрибуты файла:
Дополнительные сведения о файле (дата, время создания) называют атрибутами файла. Список атрибутов может быть разным в зависимости от ОС.
Атрибут Значение
Защита Кто и каким образом может получить доступ к файлу
Пароль Пароль для получения доступа к файлу
Создатель Идентификатор пользователя, создавшего файл
Владеделец Текущий владелец
Флаг «Только чтение» 0 –для чтения/записи; 1- только чтение
Флаг «Скрытый» 0 – нормальный, 1 – не отображать в перечне файлов каталога
Флаг «Системный» 0 – нормальный; 1- системный
Флаг «Архивный» 0 – заархивирован; 1 – требуется архивация
Флаг ASCII/двоичный0 – ASCII; 1- двоичный
Флаг произвольного доступа 0 – только последовательный доступ; 1 – произвольный доступ
Флаг «временный» 0 – нормальный, 1- для удаления файла по окончании процесса
Флаги блокировки 0 – неблокированный; отличный от нуля для блокированного
Длина записи Количество байтов в записи
Время создания Дата и время создания файла
Время последнего
доступа Дата и время последнего изменения файла
Текущий размер Количество байтов в файле
Максимальный размер Кол-во байтов до которого можно увеличивать размер файла
Операции с файлами
Для работы с файлами могут использоваться в ос следующие системные функции:
Create (Создание). Файл создается без данных. Этот системный вызов объявляет о появлении нового файла и позволяет установить некоторые его атрибуты.
Delete (Удаление). Удаление файла.
Open (Открытие) – перед работой с файлом, необходимо его открыть. Данный системный вызов позволяет системе прочитать в оперативную память атрибуты файла и список дисковых адресов для быстрого доступа к содержимому файла при последующих вызовах.
Close (закрытие).
Read (чтение). Чтение данных из файла.
Write (запись). Если текущая позиция находится в конце файла, размер файла автоматически увеличивается. В противном случае запись производится поверх существующих данных, которые теряются навсегда
Append (добавление). Усеченная форма Write. Может добавлять данные только в конец файла.
Seek (поиск). Для файлов произвольного доступа. Устанавливает файловый указатель в определенную позицию в файле. После выполенения этого системного вызова данные могут читаться или записываться в этой позиции.
Get attributes (получение атрибутов).
Set attributes (Установка атрибутов)
Rename (переименование) – изменение имени файла.
Типы файловых систем (форма каталога):
Одноуровневая ФС. Наличие корневого каталога.
Двухуровневая система каталогов. Наличие корневого каталога — каталоги пользователей.
Иерархическая (многоуровневая) каталоговая система – множество каталогов и подкаталогов.
Системные вызовы для работы с каталогами:
Create – создание каталога.
Delete – удаление каталога.
Opendir – открытие каталога.
Closedir – закрытие каталога.
Readdir – чтение следующего элемента открытого каталога.
Rename – переименование каталога.
Link – Установление связей.
Unlink – Удаление ссылки на файл из каталога.
Структура файловой системы (разработчик)
Файловые системы хранятся на дисках. Большинство дисков могут делиться на несколько разделов с независимой ФС на каждом разделе.
Сектор 0 диска называется главной загрузочной записью (MBR, Master Boot Record) и используется для загрузки компьютера.
В конце главной загрузочной записи содержится таблица разделов. В этой таблице хранятся начальные и конечные адреса (номера блоков) каждого раздела. Один из разделов помечен в таблице как активный.
При загрузке компьютера BIOS считывает и исполняет MBR – запись, после чего загрузчик в MBR-записи определяет активный раздел диска, считывает его первый блок, называемый загрузочным, и исполняет его.
Программа, находящаяся в загрузочном блоке, загружает ОС, находящуюся в этом разделе.
Каждый дисковый раздел начинается с загрузочного блока, даже если в нем не содержится загружаемой ОС.
Часто ФС содержат некоторые из элементов, показанных на рис. 6.8. Один из таких элементов, называемый суперблоком, содержит ключевые параметры ФС и считывается в память при загрузке компьютера или при первом обращении к ФС. Типичная информация, хранящаяся в суперблоке, включает магическое число, позволяющее различать системные файлы, количество блоков в ФС, а также ключевую административную информацию.
Следом
располагается информация о свободных
блоках файловой системы, например в виде битового
массива или списка указателей.
За этими данными может следовать
информация об i-узлах,
представляющих собой массив структур
данных, по одной структуре на файл,
содержащих всю информацию о файлах.
Следом может размещаться корневой каталог, содержащий вершину дерева ФС. Остальное место дискового раздела занимают все остальные файлы и каталоги.
Структура ФС MS—DOS
Жесткие диски предназначены для постоянного хранения информации.
Диск имеет равномерное покрытие, в котором запоминаются данные. DOS располагает данные последовательностями по 512 байт, которые называются секторами, но в принципе операционная система может организовывать данные на диске как угодно.