Файловая система

Файловые системы. Принципы размещения и именования файлов в долговременной памяти. Шаблоны для описания групп файлов

Файл – это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти компьютера.

​Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и его расширение. Расширение файла определяет его тип (программа, данные или др.).

Над файлами могут производиться различные операции:

• Копирование (копия файла помещается из одного каталога в другой)

• Перемещение (сам файл перемещается в другой каталог)

• Удаление (запись о файле удаляется из каталога)

• Переименование (изменяется имя файла) и т.д.

Файловая система – это система хранения файлов и организация каталогов.

Файловая система - это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая выполнение операций над файлами. Файловая система позволяет работать с файлами и директориями (каталогами) независимо от их содержимого, размера, типа и т. д.

Файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.

Функции файловой системы:

1. Сохранение информации на внешних носителях

2. Чтение информации из файлов

3. Удаление файлов, каталогов

4. Переименование файлов

5. Копирование файлов и др.

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указание на начало его размещения на диске.

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указывает на начало его размещения на диске.

Если провести аналогию диска с книгой, то область хранения файлов соответствует её содержанию, а каталог – оглавлению. Причем книга состоит из страниц, а диск – соответственно из секторов.

Какие бывают файловые системы

FAT (File Allocation Table). Самый популярный вариант этой файловой системы — FAT32. Она довольно старая, сегодняшняя версия появилась еще в 90-х. Тогда еще не было таких больших файлов и накопителей, как сейчас, и это отразилось на ее особенностях:

• максимальный размер файла в файловой системе FAT32 — 4 Гб. Более крупные файлы вроде длинных видеозаписей записать в нее не получится;

• система быстро работает с большими файлами, но медленнее справляется со множеством маленьких;

• изнутри структура системы представляет собой иерархическую таблицу с данными. Есть три раздела — служебный для системных файлов, таблица указателей для поиска данных и собственно пространство для данных;

• в FAT32 нет современных механизмов шифрования и защиты данных.
  

exFAT (extended FAT).
Это «расширенная FAT», которую придумала Microsoft для флешек и внешних жестких дисков. Система похожа на FAT, но усовершенствована, в ней можно хранить более крупные файлы. Еще в нее добавили кэширование и возможность управлять правами доступа. Но эта файловая система проприетарная и долгое время была закрытой — ей пользовались с опаской. Случилось даже несколько споров из-за авторских прав. А еще ее поддерживают не все операционные системы, например, с Linux могут возникнуть сложности.

NTFS и ReFS (New Technology File System, Resilient File System). Файловые системы от компании Microsoft, которые по умолчанию используются для операционных систем Windows. Под управлением NTFS работают практически все версии Windows, кроме самых новых, где применяется более современная ReFS. 

• В NTFS есть логирование, то есть сведения об операциях с файлами записываются в специальный лог.

• Система может работать с большими файлами, но имя файла должно быть не больше 255 символов.

• Изнутри ФС выглядит как бинарное дерево: древовидная структура данных облегчает поиск нужной информации.

• Есть шифрование данных, кэширование и система защиты целостности: любые операции с файлами либо идут до конца, либо полностью отменяются. То есть, если посреди записи файла вдруг выключится компьютер — «битой» информации не будет, запись просто отменится целиком. 

Практическая работа

Маска файла
Для указания группы файлов из одного каталога можно употреблять символы «*» (любое число любых символов) и «?» (один произвольный символ), например:

• *.txt - все файлы с расширением .txt;

• d*.e* - все файлы с именем, начинающимся на d, и расширением, начинающимся на е;

• а??.* - файлы с именем, начинающимся на букву а длиной не более трех символов.

Multiple Choice

Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:  

?hel*lo.c?*

• hello.c

• hello.cpp

• hhelolo.cpp

• hhelolo.c

Multiple Choice

Каталог содержит файлы с именами

     а)  q.c

     б)  qq.cpp

     в)  qq.c

     г)  q1.c1

     д)  qaa.cmd

     е)  q12.cpp

Определите, в каком порядке будут показаны файлы, если выбрана сортировка по типу (по возрастанию). 

• авгдбе

• авгдеб

• абвгде

• авдбег 

Multiple Choice

Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов:

• * 23 *.?x*

• ?23?.x??

• ?23?.x*

• *23 *.???