- поняття файлу
- Поняття файлової системи
- типи файлів
- розділи
- Каталоги
- Деревоподібна структура каталогів
Файлові системи можна розглядати на двох рівнях: логічному і фізичному. Логічний визначає відображення файлової системи, призначене для прикладних програм і користувачів, фізичний - особливості розташування структур даних системи на диску і алгоритми, які використовуються при доступі до інформації.
Файл - це набір даних, до якого можна звертатися по імені. Файли організовані в файлові системи. З точки зору користувача файл є мінімальним обсягом даних файлової системи, з яким можна працювати незалежно.
Поняття файлової системи
Файлова система - це підсистема ОС, яка підтримує організований набір файлів, в основному в конкретній області дискового простору (логічну структуру); низькорівневі структури даних, що використовуються для організації цього простору у вигляді набору файлів (фізичну структуру); програмний інтерфейс файлової системи (набір системних викликів, що реалізують операції над файлами).
Файлова система надає прикладним програмам абстракцію файлу. Додатки не мають інформації про те, як організовані дані файлу, як знаходять відповідність між ім'ям файлу і його даними, як пересилають дані з диска в пам'яті і т.д. - всі ці операції забезпечує файлова система.
Важливо відзначити, що файлові системи можуть надавати інтерфейс доступу не тільки до диска, але і з іншими пристроями. Є навіть файлові системи, які не зберігають інформацію, а генерують її динамічно за запитом. Втім, для прикладних програм все такі системи мають однаковий вигляд.
До головних завдань файлової системи можна віднести:
· Організацію її логічної структури і її відображення на фізичну організацію розміщення даних на диску;
· Підтримку програмного інтерфейсу файлової системи;
· Забезпечення стійкості проти збоїв;
· Забезпечення розподілу файлових ресурсів в умовах багатозадачності і захисту даних від несанкціонованого доступу.
Раніше ОС підтримували файли різної спеціалізованої структури. Сьогодні є тенденція взагалі не контролювати на рівні ОС структуру файлу, відображаючи кожен файл простою послідовністю байтів. В цьому випадку додатки, які працюють з файлами, самі визначають їх формат.
Такий спрощений підхід справедливий не для всіх файлів. Є спеціальні файли, які операційна система інтерпретує особливим чином. Структура таких файлів в ОС, підтримує відповідність з тими завданнями, які з їх допомогою вирішуються.
Ще одним варіантом класифікації є поділ на файли з прямим і послідовним доступом. Файли з прямим доступом дозволяють вільно переходити з будь-якої позиції в файлі, використовуючи для цього, поняття покажчика поточної позиції файлу (seek pointer), що дозволяє переміщатися в будь-якому напрямку за допомогою відповідних системних викликів. Файли з послідовним доступом можуть бути лічені тільки послідовно, з початку в кінець. Сучасні ОС зазвичай розглядають всі файли, як файли з прямим доступом.
Розділ (partition) - частина фізичного дискового простору, призначена для розміщення на ній структури однієї файлової системи і з логічної точки зору розглядається як єдине ціле.
Розділ - це логічний пристрій, що з точки зору ОС функціонує як окремий диск. Такий пристрій може відповідати всім характеристикам фізичного диска (в цьому випадку говорять, що диск містить один розділ); найчастіше він відповідає частині диска (таку # 8203; # 8203; частина називають ще фізичним розділом); буває і так, що подібні логічні пристрої поєднують кілька фізичних розділів, які перебувають, можливо, на різних дисках (такі пристроїв називають логічними томами - logical volumes).
Кожен розділ може мати свою файлову систему (і, можливо, використовуватися різними ОС). Для поділу дискового простору на розділи використовують спеціальну утиліту, яку часто називають fdisk. Для генерації файлової системи на розділі потрібно використовувати операцію високорівневого форматування диска. У деяких ОС під томом (volume) розуміють розділ зі встановленою на ньому файлової системою.
Реалізація розділів дозволяє відокремити логічне відображення дискового простору від фізичного і підвищує гнучкість використання файлових систем.
Каталог - це об'єкт (найчастіше реалізований як спеціальний файл), що містить інформацію про набір файлів. Про таких файлах кажуть, що вони знаходяться в каталозі. Файли заносяться в каталоги користувачами на підставі їх власних критеріїв, деякі каталоги можуть містити дані, необхідні операційній системі, або її код.
Каталог можна уявити собі як символьну таблицю, яка реалізує відображення імен файлів в елементи каталогу (зазвичай в таких елементах зберігають низкоуровневую інформацію про файлах).
Деревоподібна структура каталогів
Базовою ідеєю організації даних за допомогою каталогів є те, що вони можуть містити інші каталоги. Вкладені каталоги називають підкаталогами (subdirecto-ries). Таким чином формують дерево каталогів. Перший каталог, створений в файлової системі, встановленої в розділі (корінь дерева каталогів), називають кореневим каталогом (root directory).