Файловые системы внешних устройств компьютера. Файловая система компьютера. Интерфейс командной строки

Задание 2

Основные объекты и приемы управления ОС Windows

Современный Windows - это операционная система, управляющая работой персонального компьютера. ОС Windows имеет удобный графический пользовательский интерфейс. В отличие от старой операционной системы DOS с текстовым интерфейсом, Windows не требует знания команд операционной системы и их точного ввода с клавиатуры. Подавляющее большинство операций по управлению работой персонального компьютера выполняются манипулятором мышь над графическими объектами, либо короткими комбинациями клавиш (горячими клавишами) на клавиатуре.

Пользовательский интерфейс – это методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами компьютера.
Стартовый экран ОС Windows представляет собой системный объект, называемый рабочим столом.

Рабочий стол - это графическая среда, на которой отображаются объекты и элементы управления ОС Windows. На рабочем столе можно видеть значки (пиктограммы), ярлыки и панель задач (основной элемент управления). При запуске ОС Windows на рабочем столе присутствуют, как минимум, три значка: Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина . На рабочем столе могут быть расположены и другие значки. Его можно использовать и как временное хранилище своих файлов, но по окончании работы в учебном классе они должны быть либо удалены, либо перемещены в собственные папки.

Значки являются графическим изображением объектов и позволяют управлять ими. Значок- это графическое представление объекта в свернутом виде, соответствующее папке, программе, документу, сетевому устройству или компьютеру. Значки, как правило, имеют метки - надписи, которые располагаются под ними. Щелчок левой кнопкой мыши по значку позволяет выделить его, а двойной щелчок – открыть (запустить) соответствующее этому значку приложение.

Ярлык является указателем на объект. Ярлык – это специальный файл, в котором содержится ссылка на представленный им объект (информация о месте расположения объекта на жестком диске). Двойной щелчок мыши по ярлыку позволяет запустить (открыть) представляемый им объект. При его удалении сам объект не стирается, в отличие от удаления значка. Достоинство ярлыков в том, что они обеспечивают быстрый доступ к объекту из любой папки, не расходуя на это памяти. Отличить ярлык от значка можно по маленькой стрелке в левом нижнем углу пиктограммы.

Панель задач является инструментом для переключения между открытыми папками или приложениями. В левой части панели задач расположена кнопка "Пуск"; в правой - панель индикации. На самой панели изображаются все открытые в данный момент объекты.

Кнопка "Пуск" открывает Главное меню . С его помощью можно запустить все программы, зарегистрированные в операционной системе, получить доступ ко всем средствам настройки операционной системы, к поисковой и справочной системам и другим функциям.

Центральным понятием ОС Windows является окно. Окно – структурный и управляющий элемент пользовательского интерфейса, представляющий собой ограниченную рамкой прямоугольную область экрана, в которой может отображаться приложение, документ или сообщение.

Выше на рисунке показан рабочий стол ОС Windows с открытым Главным меню, окном текстового процессора MS Word, значками и ярлыками и некоторыми свернутыми на панели задач документами.

Из других понятий ОС Windows следует отметить понятия каталога и папки.

Каталог – поименованная группа файлов, объединенных по какому-либо признаку.

Папка – понятие, которое используется в ОС Windows вместо понятия каталог в более ранних операционных системах. Понятие папка имеет расширенное толкование, так как наряду с обычными каталогами папки представляют и такие объекты, как Мой компьютер, Проводник, Принтер, Модем и др.

Структура окна папки

Типовое окно папки показано на рисунке.

Окно содержит следующие обязательные элементы.

· Строка заголовка - в ней написано название папки. Служит для перетаскивания окна.

· Системный значок . Открывает служебное меню, с помощью которого можно управлять размером и расположением окна.

· Кнопки управления размером : разворачивающая (восстанавливающая), сворачивающая, закрывающая.

· Строка меню (ниспадающее меню). Гарантированно предоставляет доступ ко всем командам данного окна.

· Панель инструментов . Содержит командные кнопки для выполнения наиболее часто встречающихся операций. Часто пользователь может сам настраивать эту панель размещая на ней необходимые кнопки.

· Адресная строка . В ней указан путь доступа к текущей папке. Позволяет быстро перейти к другим разделам файловой структуры.

· Рабочая область . Отображает значки объектов, хранящихся в папке, причем способом отображения можно управлять.

· Полосы прокрутки – позволяют прокручивать содержимое окна в горизонтальном или вертикальном направлении, если информация не умещается в окне.

· Строка состояния . Выводит дополнительную информацию об объектах в окне.

Файловая система персонального компьютера

Файловая система обеспечивает хранение и доступ к файлам на диске. Принцип организации файловой системы - табличный. Поверхность диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром подразумевается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и равноудаленных от оси вращения. Данные о том, в каком месте записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальной таблице размещения файлов (FAT-таблица ). FAT-таблица хранится в двух экземплярах, идентичность которых контролируется операционной системой.

ОС MS-DOS, OS/2, Windows-95/NT реализуют 16-разрядные поля в FAT-таблицах. Такая система называлась FAT-16. Такая система позволяет разместить не более 65536 записей о местоположении единиц хранения данных. Наименьшей единицей хранения данных является сектор . Размер сектора равен 512 байтам. Группы секторов условно объединяют в кластеры , которые являются наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера зависит от емкости диска: в Fat-16 для дисков от 1 до 2 Гбайт 1 кластер занимает 64 сектора или 32 Кбайта. Это нерационально, поскольку даже маленький файл занимает 1 кластер. У больших файлов, занимающих несколько кластеров, в конце образуется незаполненный кластер. Поэтому потери емкости для дисков в системе FAT-16 могут быть очень велики. С дисками свыше 2,1 Гбайт FAT-16 вообще не работает.

В Windows 98 и старших версиях реализована более совершенная файловая система - FAT-32 с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов. Она обеспечивает маленький размер кластера для дисков большой емкости. Например, для диска до 8 Гбайт 1 кластер занимает 8 секторов (4 Кбайта).

Файл - это именованная последовательность байтов произвольной длины. До появления Windows-95 общепринятой схемой именования файлов была схема 8.3 (короткое имя) – 8 символов собственно имя файла, 3 символа – расширение его имени. Недостаток коротких имен - их низкая содержательность. Начиная с Windows-95, введено понятие длинного имени (до 256 символов). Оно может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ / : * ? " < > |.

Расширением имени считаются все символы после последней точки. В современных операционных системах расширение имени несет для системы важную информацию о типе файла. Типы файлов регистрируются и связывают файл с открывающей его программой (приложением). Например, файл MyText.doc будет открыт текстовым процессором MS Word, поскольку расширение.doc обычно связывается именно с этим приложением. Обычно, если файл, не связан ни с какой открывающей программой, то на его значке обозначен флаг - логотип Microsoft Windows, а открывающую программу пользователь может указать сам, выбрав ее из предоставленного списка.

Логически структура файлов организована по иерархическому принципу: папки более низких уровней вкладываются в папки более высоких уровней. Верхним уровнем вложенности является корневой каталог диска. Термины "папка" и "каталог" равнозначны. Каждому каталогу файлов на диске соответствует одноименная папка операционной системы. Однако, понятие папки несколько шире. Так в Windows-95 существуют специальные папки, осуществляющие удобный доступ к программам, но которым не соответствует, ни один каталог диска.

Атрибуты файлов - это параметры, определяющие некоторые свойства файлов. Для получения доступа к атрибутам файла, следует щелкнуть правой кнопкой мыши по его значку и выбрать меню Свойства. Основных атрибутов 4: "Только для чтения", "Скрытый", "Системный", Архивный". Атрибут "Только для чтения" предполагает, что файл не предназначен для внесения изменений. Атрибут "Скрытый" говорит о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Атрибутом "Системный" помечаются наиболее важные файлы ОС (как правило, они имеют и атрибут "Скрытый"). Атрибут "Архивный" связан с резервным копированием файлов и особого значения не имеет.

Рано или поздно начинающий пользователь компьютера сталкивается с таким понятием, как файловая система (ФС). Как правило, впервые знакомство с данным термином происходит при форматировании носителя информации: логические диски и подключаемые носители (флешки, карты памяти, внешний жесткий диск).

Перед форматированием операционная система Windows предлагает выбрать вид файловой системы на носителе, размер кластера, способ форматирования (быстрое или полное). Давайте разберемся, что же такое файловая система и для чего она нужна?

Вся информация записывается на носитель в виде , которые должны располагаться в определенном порядке, иначе операционная система и программы не смогут оперировать с данными. Этот порядок и организует файловая система с помощью определенных алгоритмов и правил размещения файлов на носителе.

Когда программе требуется файл, записанный на диске, ей нет необходимости знать, как и где он хранится. Все, что от программы требуется – это знать имя файла, его размер и атрибуты, чтобы передать эти данные файловой системе, которая обеспечит доступ к нужному файлу. То же самое происходит и при записи данных на носитель: программа передает информацию о файле (имя, размер, атрибуты) файловой системе, которая сохраняет его по своим определенным правилам.

Для лучшего понимания представьте библиотекаря, который выдает клиенту книгу по ее названию. Или в обратном порядке: клиент сдает прочитанную книгу библиотекарю, который размещает ее обратно на хранение. Клиенту совсем нет необходимости знать, где и как хранится книга, это обязанность служащего заведения. Библиотекарь знает правила каталогизации библиотеки и согласно этим правилам разыскивает издание или размещает его обратно, т.е. выполняет свои служебные функции. В данном примере библиотека – это носитель информации, библиотекарь – файловая система, клиент – программа.

Основные функции файловой системы

Основными функциями файловой системы являются:

• размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
• определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
• создание, чтение и удаление файлов;
• назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
• определение структуры файла;
• организация каталогов для логической организации файлов;
• защита файлов при системном сбое;
• защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Информация, записываемая на жесткий диск или любой другой носитель, размещается в нем на основе кластерной организации. Кластер представляют собой своего рода ячейку определенного размера, в которую помещается весь файл или его часть.

Если файл имеет размер кластера, то он занимает только один кластер. Если размер файла превышает размер ячейки, то он размещается в нескольких ячейках-кластерах. Причем свободные кластеры могут находиться не рядом с другом, а быть разбросанными по физической поверхности диска. Такая система позволяет наиболее рационально использовать место при хранении файлов. Задача файловой системы — разложить файл при записи по свободным кластерам оптимальным образом, а также собрать его при чтении и выдать программе или операционной системе.

Виды файловых систем

В процессе эволюции компьютеров, носителей информации и операционных систем возникало и пропадало большое количество файловых систем. В процессе такого эволюционного отбора, на сегодня для работы с жесткими дисками и внешними накопителями (флешки, карты памяти, внешние винчестеры, компакт диски) в основном используются следующие виды ФС:

1. FAT32
2. ISO9660

Последние две системы предназначены для работы с компакт дисками. Файловые системы Ext3 и Ext4 работают с операционными системами на основе Linux. NFS Plus – это ФС для операционных систем OS X, используемых в компьютерах фирмы Apple.

Самое большое распространение получили файловые системы NTFS и FAT32 и это не удивительно, т.к. они предназначены для операционных систем Windows, под управлением которых работает подавляющее большинство компьютеров в мире.

Сейчас FAT32 активно вытесняется более продвинутой системой NTFS по причине ее большей надежности к сохранности и защите данных. К тому же последние версии ОС Windows просто не дадут себя установить, если раздел жесткого диска будет отформатирован в FAT32. Программа установки потребует отформатировать раздел в NTFS.

Файловая система NTFS поддерживает работу с дисками объемом в сотни терабайт и размером одного файла до 16 терабайт.

Файловая система FAT32 поддерживает диски до 8 терабайт и размер одного файла до 4Гб. Чаще всего данную ФС используют на флешках и картах памяти. Именно в FAT32 форматируют внешние накопители на заводе.

Однако ограничение на размер файла в 4Гб на сегодня уже является большим минусом, т.к. в связи с распространением высококачественного видео, размер файла с фильмом будет превышать это ограничение и его будет невозможно записать на носитель.

Компьютер служит для хранения, преобразования и визуализации информации, которая хранится на диске в виде отдельных файлов. Файл - поименованная область памяти, расположенная на внешнем носителе (дискета, жесткий диск, CD). Можно дать и другое определение: файл - это участок внешнего носителя, где хранятся данные.

В файле могут храниться самые разнообразные данные: текст, результаты расчетов, графические изображения, картинки, игры, программы - машинные инструкции в двоичном коде. Каждый файл имеет имя, которое состоит из двух частей, разделенных точкой. В состав имени файла входят:

Собственно имя файла длиной не более восьми символов под управлением DOS и не более 255 символов под управлением Windows;

- точка ;

- расширение имени файла , указывающее тип информации,хранящейся в файле; расширение имени файла может быть любым удобным пользователю или вообще отсутствовать. Однако существуют и стандартные расширения. Например, файлы с расширениями exe и com - это готовые к выполнению программы в машинных кодах (инструкциях), которые можно непосредственно запускать на выполнение. Файл с расширением bat - это командный файл, назначение которого заключается в выполнении группы команд MS-DOS, хранящихся в нем в виде текста. Расширения pas, с, cpp, bas, for обычно содержатся в именах файлов с текстами программ на соответствующих языках программирования - Object Pascal, C, C++, Бейсик, Фортран. Файлы с текстовой информацией обычно имеют расширение txt . Файлу, созданному с помощью текстового редактора WORD, будет присвоено расширение doc . Расширение xls присваивается файлам, созданным с помощью электронных таблиц EXCEL. Файлы изображений можно отличить по расширениям gif, pcx, pic , музыкальные файлы - по расширениям mp3 и wav , а расширения avi и dat соответствуют файлам с видео информацией. Файлы гипертекстовых страниц, загруженных из глобальной сети Интернет, содержат в своих именах расширения htm и html .

В имени файла и расширении нельзя использовать следующие символы: \ /, : * ? > < | ". Кроме того, ряд имен файлов задействован для служебных целей: prn (имя зарезервировано для принтера), com1, com2, com3, com4 (имена зарезервированы для четырех последовательных портов), lpt1, lpt2 (имена двух параллельных портов, к ним обычно подключаются принтеры), con(устройство консоль, клавиатура при вводе, дисплей при выводе), nul (фиктивное устройство) . Не используйте их по другому назначению никогда, даже если затем идет расширение. Имена типа CON.TXT урезаются до CON и воспринимаются как имя устройства

Для определения месторасположения файла необходимо указать имя диска, на котором он находится. Имя диска состоит из двух символов: латинской буквы, определяющей имя диска, и символа":". Первый дисковод для дискет имеет имя А: , второй (если он имеется) - имя В: . Жесткий диск обычно разделен на несколько логических дисков, первый из которых имеет имя С: , второй - D: и т.д. Последующие буквы предназначены для указания имен CD приводов.

Таким образом, запись A:format.com обозначает, что на дискете имеется выполняемый файл с именем format.com .

На дисках могут храниться тысячи и десятки тысяч файлов. Очень сложно помнить назначение каждого из них. В связи с этой проблемой при разработке идеологии файловой системы было введено понятие каталога (папки).

Каталог (папка) - группа файлов, объединенных по какому-то логическому принципу.

Если речь идет о файле, хранящемся на определенном диске, то, кроме имени диска необходимо знать, где именно на диске находится файл. Он может располагаться непосредственно на диске или быть помещен в один из каталогов этого диска. Внутри каталога, кроме отдельных файлов, могут находиться и другие каталоги. Рассмотрим пример. Пусть на диске D: есть каталоги TP (здесь находятся файлы, необходимые для работы с системой программирования ТУРБО ПАСКАЛЬ), каталог PCX (программы работы с графическими изображениями), каталог STUD (каталог студенческих работ) и файлы abc.pas и rc.pcx . Внутри каталога ТР есть каталоги BGI и BIN . Внутри каталога STUD есть файл abc.pas (рис. 2.1).

Итак, есть два файла с именем abc.pas . Как понять, о каком из них идет речь? Для этого, кроме имени диска, необходимо указать имя каталога, в котором находится файл:

D:\STUD\abc.pas - файл abc.pas , находящийся на диске D: в каталоге STUD ;

D:\abc.pas - файл abc.pas , находящийся непосредственно на диске D: .

А для того, чтобы обратиться к файлу turbo.exe , необходимо указать, что этот файл находится на диске D: в каталоге ТР , в подкаталоге BIN , т.е. необходимо знать путь к этому файлу. Следовательно, если мы знаем имя файла и путь к нему, то можем записать полное имя файла .

Например, полное имя файла trip.chr , - D:\TP\BGI\trip.chr .

При работе на ПК часто возникает необходимость перехода из одного каталога в другой. Каталог, в котором мы сейчас находимся, называется текущим. Если указано только имя файла, то речь идет о файле из текущего каталога. Чтобы обратиться к файлу из другого каталога, необходимо указать полное имя файла. Например, запись D:trip.chr означает обращение к файлу из текущего каталога диска D: , а - D:\STUD\abc.pas - к файлу, который находится в каталоге, не являющемся текущим. Если же во время работы мы не войдем ни в один каталог диска, то говорят, что мы находимся в головном каталоге диска . Для указания головного каталога необходимо после имени диска указать символ "\" (C:\;D:\) . D:\rc.pcx и D:\abc.pas - файлы, находящиеся в головном каталоге диска D:.

Во всех рассмотренных выше примерах речь шла об обращении к одному файлу. Как поступить, если надо обратиться к группе файлов? Нет смысла обращаться к каждому файлу в отдельности, потому что есть возможность обращения к группе файлов одного вида. Для этого используют специальные символы подстановки (маски) - *и?.

Знак вопроса заменяет в имени файла один символ. Например, E:a?.pas (все файлы текущего каталога диска E: с расширением pas , имя файла состоит из двух символов и начинается с символа a); a??b.txt (все файлы с расширением txt , первый символ имени файла a , последний - символ b , длина имени файла 4 символа, файлы находятся в текущем каталоге текущего диска).

Символ * можно использовать для замены нескольких символов. Его можно применить для замены как одного, так и всех символов имени файла и его расширения. Начиная с той позиции, в которой вводится звездочка, она заменяет все оставшиеся символы. Например: D:\TP\*.txt (все файлы с расширением txt , находящиеся в каталоге TP диска D: ); C:R*.pas (все файлы с расширением pas, имена которых начинаются с символа R , находящиеся в текущем каталоге диска С:); D:\abc.* (все файлы с именем abc корневого каталога диска D: ).

В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.

Файл - это именованная последовательность байтов произвольной длины . Поскольку файл может иметь нулевую длину, то создание файла заключается в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе - это одна из функций ОС.

Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла.

Поскольку в определении файла нет ограничений на размер, можно представить себе файл, имеющий 0 байтов (пустой файл) ,и файл, имеющий любое число байтов.

В определении файла особое внимание уделяется имени. Оно фактически несет в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией из-за отсутствия метода доступа к ним. Кроме функций, связанных с адресацией, имя файла может хранить и сведения о типе данных, заключенных в нем. Для автоматических средств работы с данными это важно, поскольку по имени файла (а точнее по его расширению) они могут автоматически определить адекватный метод извлечения информации из файла.

Файловая структура - иерархическая структура, в виде которой операционная система отображает файлы и каталоги (папки).

В качестве вершины структуры служит имя носителя , на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги

Имена внешних носителей информации. Диски, на которых хранится информация в компьютере, имеют свои имена - каждый диск назван буквой латинского алфавита, а затем ставится двоеточие. Так, для дискет всегда отводятся буквы А: и В: . Логические диски винчестера именуются, начиная с буквы С: . После всех имен логических дисков следуют имена дисководов для компакт-дисков. Например, установлены: дисковод для дискет, винчестер, разбитый на 3 логических диска и дисковод для компакт-дисков. Определить буквы всех носителей информации. А: - дисковод для дискет; С: , D: , Е: - логические диски винчестера; F: - дисковод для компакт-дисков.

Логический диск или том (англ. volume или англ. partition ) - часть долговременной памяти компьютера, рассматриваемая как единое целое для удобства работы. Термин «логический диск» используется в противоположность «физическому диску», под которым рассматривается память одного конкретного дискового носителя.

Для операционной системы не имеет значения, где располагаются данные - на лазерном диске, в разделе жёсткого диска, или на флеш-накопителе. Для унификации представляемых участков долговременной памяти вводится понятие логического диска.

Помимо хранимой информации том содержит описание файловой системы - как правило, это таблица с перечислением всех файлов и их атрибутов (Таблица размещения файлов - англ. File Allocation Table, FAT). В таблице определяется, в частности, в каком каталоге (папке) находится тот или иной файл. Благодаря этому при переносе файла из одной папки в другую в пределах одного тома, не осуществляется перенос данных из одной части физического диска на другую, а просто меняется запись в таблице размещения файлов. Если же файл переносится с одного логического диска на другой (даже если оба логических диска расположены на одном физическом диске), обязательно будет происходить физический перенос данных (копирование с дальнейшим удалением оригинала в случае успешного завершения).

По этой же причине форматирование и дефрагментация каждого логического диска не затрагивает другие.

Каталог (папка ) - место на диске (специальный системный файл), в котором хранится служебная информация о файлах (имя, расширение, дата создания, размер и т.д.) . Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Каталог верхнего уровня (надкаталог) по отношению к каталогам более низкого уровня, называют родительским. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры являетсякорневой каталог диска (рис. 1). Каталог, с которым работает пользователь в настоящий момент, называется текущим .

Правила присвоения имени каталогу ничем не отличаются от правил присвоения имени файлу, хотя для каталогов не принято задавать расширения имен. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные каталоги разделяются между собой определенным символом. Во многих ОС в качестве такого символа используется «\» (обратная косая черта).

Требование уникальности имени файла очевидно - без этого невозможно гарантировать однозначность доступа к данным. В средствах вычислительной техники требование уникальности имени обеспечивается автоматически - создать файл с именем, тождественным уже имеющемуся, не могут ни пользователь, ни автоматика.

Когда используется файл не из текущего каталога, программе, осуществляющей доступ к файлу, необходимо указать, где именно этот файл находится. Это делается с помощью указания пути к файлу.

Путь к файлу - это имя носителя (диска) и последовательность имен каталогов, в ОС Windows разделенных символом «\» (в ОС линии UNIX используется символ «/»). Этот путь задает маршрут к тому каталогу, в котором находится нужный файл.

Для указания пути к файлу используют два различных метода. В первом случае каждому файлу дается абсолютное имя пути (полное имя файла), состоящее из имен всех каталогов от корневого до того, в котором содержится файл, и имени самого файла. Например, путь С:\Abby\Doc\otchet.doc означает, что корневой каталог диска С: содержит каталог Abby , который, в свою очередь, содержит подкаталог Doc , где находится файл otchet.doc . Абсолютные имена путей всегда начинаются от имени носителя и корневого каталога и являются уникальными. Применяется и относительное имя пути. Оно используется вместе с понятием текущего каталога. Пользователь может назначить один из каталогов текущим рабочим каталогом. В этом случае все имена путей, не начинающиеся с символа разделителя, считаются относительными и отсчитываются относительно текущего каталога. Например, если текущим каталогом является С:\Abby , тогда к файлу с абсолютным путем С:\Abby\ можно обратиться как Doc\otchet.doc .

В связи с тем, что файловая структура компьютера может иметь значительный размер, выполнять поиск необходимых документов путем простой навигации по файловой структуре не всегда удобно. Обычно считается, что каждый пользователь компьютера должен хорошо знать (и помнить) структуру тех папок, в которых он хранит документы. Тем не менее, бывают случаи, когда происходит сохранение документов вне этой структуры. Так, например, многие приложения выполняют сохранение документов в папки, принятые по умолчанию, если пользователь забыл явно указать, куда следует сохранить документ. Такой папкой, принятой по умолчанию, может быть папка, э которую последний раз выполнялось сохранение, папка, в которой размещено само приложение, какая-то служебная папка, например \Мои документы и т.п. В подобных случаях файлы документов могут «теряться» в массе прочих данных.

Необходимость в поиске файлов особенно часто возникает при проведении наладочных работ. Типичен случай, когда в поисках источника неконтролируемых изменений в операционной системе требуется разыскать все файлы, подвергшиеся изменению в последнее время. Средствами автоматического поиска файлов также широко пользуются специалисты, выполняющие наладку вычислительных систем, - им трудно ориентироваться в файловой структуре «чужого» персонального компьютера, и поиск нужных файлов путем навигации для них не всегда продуктивен.

Основное поисковое средство Windows XP запускают из Главного меню командой Пуск > Найти > Файлы и папки . Не менее удобен и другой вариант запуска - из любого окна папки (Вид > Панели обозревателя > Поиск > Файлы и папки или клавиша F3 ).

Локализовать сферу поиска с учетом имеющейся информации об имени и адресе файла позволяют элементы управления, представленные на панели поиска. При вводе имени файла разрешается использовать подстановочные символы «*» и «?» . Символ «*» заменяет любое число произвольных символов, а символ«?» заменяет один любой символ. Так, например, поиск файла с именем *.txt завершится с отображением всех файлов, имеющих расширение имени.txt , а результатом поиска файлов с именем *.??t станет список всех файлов, имеющих расширения имени.txt, .bat, .dat и так далее.

При поиске файлов, имеющих «длинные» имена, следует иметь в виду, что если «длинное» имя содержит пробелы (а это допустимо), то при создании задания на поиск такое имя следует заключать в кавычки, например: «Текущие paбoты.doc».

На панели поиска имеются дополнительные скрытые элементы управления. Они отображаются, если щелкнуть на раскрывающей стрелке, направленной вниз.

· Вопрос Когда были произведены последние изменения? позволяет ограничить сферу поиска по дате создания, последнего изменения или открытия файла.

· Вопрос Какой размер файла? позволяет при поиске ограничиться файлами определенного размера.

· Пункт Дополнительные параметры позволяет указать тип файла, разрешить просмотр скрытых файлов и папок, а также задать некоторые другие параметры поиска.

В тех случаях, когда разыскивается текстовый неформатированный документ, возможен поиск не только по атрибутам файла, но и по его содержанию. Нужный текст можно ввести в поле Слово или фраза в файле.

Поиск документа по текстовому фрагменту не дает результата, если речь идет о документе, имеющем форматирование, поскольку коды форматирования нарушают естественную последовательность кодов текстовых символов. В этих случаях иногда можно воспользоваться поисковым средством, прилагающимся к тому приложению, которое выполняет форматирование документов.

19.Сжатие данных и архивация файлов.

Характерной особенностью большинства «классических» типов данных, с которыми традиционно работают люди, является определенная избыточность. Степень избыточности зависит от типа данных. Кроме того, степень избыточности данных зависит от принятой системы кодирования. Так, например, можно сказать, что кодирование текстовой информации средствами русского языка (с использованием русской азбуки) дает в среднем избыточность на 20-30% больше, чем кодирование адекватной информации средствами английского языка.
При обработке информации избыточность также играет важную роль. Однако, когда речь заходит не об обработке, а о хранении готовых документов или их передаче, то избыточность можно уменьшить, что дает эффект сжатия данных.
Если методы сжатия информации применяют к готовым документам, то нередко термин сжатие данных подменяют термином архивация данных, а программные средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами.
В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подвергаемые сжатию, различают:
- уплотнение (архивацию) файлов;
- уплотнение (архивацию) папок;
- уплотнение дисков.
Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия необратим и при восстановлении данных из сжатого файла не происходит полного восстановления исходной последовательности. Такие методы называют также методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы только для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит к значительному снижению потребительских свойств. В первую очередь, это относится к мультимедийным данным: видеорядам, музыкальным записям, звукозаписям и рисункам. Методы сжатия с потерей информации обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые методы, но их нельзя применять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному коду. Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:
- JPG для графических данных;
- .MPG для видеоданных;
- . М РЗ для звуковых данных.
Если при сжатии данных происходит только изменение их структуры, то метод сжатия обратим. Из результирующего кода можно восстановить исходный массив путем применения обратного метода. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных. Характерными форматами сжатия без потери информации являются:
- .GIF, TIP,. PCX и многие другие для графических данных;
- .AVI для видеоданных;
- .ZIP, .ARJ, .BAR, .LZH, .LH, .CAB и многие другие для любых типов данных.
«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы.ZIP и.ARJ. В последнее время к ним добавился популярный формат.RAR.
К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятся:
- извлечение файлов из архивов;
- создание новых архивов;
- добавление файлов в имеющийся архив;
- создание самораспаковывающихся архивов;
- создание распределенных архивов на носителях малой емкости;
- тестирование целостности структуры архивов;
- полное или частичное восстановление поврежденных архивов;
- защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации.
Самораспаковывающиеся архивы.. Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путем присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение имени.ЕХЕ, характерное для исполнимых файлов.
Распределенные архивы. Некоторые диспетчеры (например WinZip) выполняют разбиение сразу на гибкие диски, а некоторые (например WinRAR и WinArj) позволяют выполнить предварительное разбиение архива на фрагменты заданного размера на жестком диске. Впоследствии их можно перенести на внешние носители путем копирования.
При создании распределенных архивов диспетчер WinZip обладает неприятной особенностью: каждый том несет файлы с одинаковыми именами. В результате этого нет возможности установить номера томов, хранящихся на каждом из гибких дисков, по названию файла Диспетчеры архивов WinArj и WinRAR маркируют все файлы распределенного архива разными именами и потому не создают подобных проблем.
Защита архивов. В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью пароля, который запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или изменить архив.
К дополнительным функциям диспетчеров архивов относятся сервисные функции, делающие работу более удобной. Они часто реализуются внешним подключением дополнительных служебных программ и обеспечивают:
- просмотр файлов различных форматов без извлечения их из архива;
поиск файлов и данных внутри архивов;
установку программ из архивов без предварительной распаковки;
проверку отсутствия компьютерных вирусов в архиве до его распаковки;
криптографическую защиту архивной информации;
декодирование сообщений электронной почты;
«прозрачное» уплотнение исполнимых файлов.ЕХЕ и.DLL;
создание самораспаковывающихся многотомных архивов;
выбор или настройку коэффициента сжатия информации.

Главное назначение носителей внешней памяти - долгосрочное хранение информации. Любая информация (текст, изображение, программа, видеофильм и т.д.) на внешнем носителе хранится в виде файла . Файл (file ) - это поименованная область на диске, в которой хранится отдельный экземпляр информации определенного типа.

Файл характеризуется набором параметров (имя, расширение, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами , используемыми операционной системой для его обработки (“архивный”, “системный”, “скрытый”, “только для чтения”, “каталог” и др.).

Файловая структура может быть одноуровневой - это простая последовательность файлов. Многоуровневая файловая структура - древовидный способ организации файлов на диске. При этом существуют специальные файлы, которые в одних операционных системах называют каталогами (directory ) (в других - папками ), назначение которых - регистрация в них файлов (в том числе и других каталогов). Наличие поддержки каталогов в операционной системе позволяет выстроить иерархическую (многоуровневую) организацию размещения файлов на носителе. В этом случае файлы, имеющие одинаковую природу (файлы операционной системы, документы, офисные программы, игровые программы, результаты расчетов, домашние задания, рисунки и т.д.), размещаются в отдельных каталогах. Такая структура хранения информации позволяет уверенно ориентироваться в принадлежности той или иной информации, особенно если учесть, что на современных носителях информации могут храниться тысячи, а то и десятки тысяч файлов! Работа с информацией была бы значительно затруднена, если бы она была беспорядочно размещена на носителе.

Любой носитель изначально имеет один каталог, который создается операционной системой без нашего участия, - корневой . Корневой каталог на каждом носителе внешней памяти существует в единственном экземпляре. Все другие каталоги создаются либо пользователем, либо могут быть автоматически созданы программами.

На рисунке приведен пример иерархической структуры размещения информации на носителе (“\” обозначает корневой каталог, имена каталогов выделены полужирным шрифтом, файлов - обычным).

Файлы и каталоги, зарегистрированные в одном каталоге, должны иметь уникальные имена . Файлы (или каталоги), зарегистрированные на одном и том же носителе информации, но в разных каталогах, могут иметь совпадающие имена.

Полное имя файла однозначно определяет местоположение любого файла на носителе. Оно состоит из пути к файлу , включающему логическое имя устройства и иерархическую систему каталогов, от корневого каталога до того, в котором содержится файл, и собственно имени файла и расширения .

Правила задания имени файла определяются операционной системой и используемой файловой системой. Вообще файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе. Файловая система FAT (F ile A llocation T able ) поддерживается операционными системами DOS и Windows (в DOS - FAT16; в Windows9x - FAT16 и FAT32). Это файловая система, основанная на таблице размещения файлов, которая поддерживается операционной системой для отслеживания состояния различных сегментов дискового пространства, используемого для хранения файлов. NTFS (Windows NT F ile S ystem ) - файловая система операционных систем Windows NT и Windows 2000. Улучшенная по сравнению с FAT файловая система, разработанная для использования специально с ОС Windows NT. Она выполняет те же функции, что и FAT, но, кроме того, поддерживает средства восстановления файловой системы и допускает использование чрезвычайно больших носителей данных. Также поддерживает объектно-ориентированные приложения, обрабатывая все файлы как объекты с определяемыми пользователем и системой атрибутами. Каждый файл на томе NTFS представлен записью в специальном файле, называемом “главной файловой таблицей” (MFA).

В операционных системах семейства DOS имя файла может содержать от 1 до 8 символов, можно использовать символы латинского алфавита, арабские цифры и некоторые другие символы; есть ряд символов, использование которых в имени запрещено. В операционных системах семейства Windows имя может содержать уже от 1 до 255 символов, причем набор символов, из которых можно составлять имена файлов, расширяется. В частности, можно использовать буквы национальных алфавитов, пробелы и т.д. Windows, как правопреемница DOS, обеспечивает совместимость собственных “длинных” имен с короткими именами DOS, т.е. у файла Windows есть дополнительный атрибут - имя этого файла в DOS. Строчные и прописные буквы в именах файлов не различаются. По-другому дело обстоит в операционных системах семейства Unix. Там строчная и прописная буквы различаются, поэтому имена, записанные одними и теми же буквами, но имеющие различия в регистрах, будут разными.

Расширение имени файла записывается после точки и может содержать от 1 до 3 символов в DOS и больше 3 - в Windows. Чаще всего в расширение вкладывается определенный смысл (хотя пользователь может задавать и бессмысленные расширения) - оно указывает на содержимое файла или на то, какой программой был создан данный файл. Например, DOC, TXT - расширения текстовых файлов, COM, EXE - исполнимых файлов, INI - инициализационных файлов, PAS, BAS, CPP - исходные тексты программ на соответствующем языке программирования, и т.д. В операционной системе Windows именно по расширению файлы ассоциируются с определенной программой, с помощью которой они могут быть открыты для просмотра или модификации.

Примеры имен файлов:

a:\mydir\f1.txt c:\windows\temp\abcd.tmp myfile.doc

Размер файла измеряется в байтах. В зависимости от значений атрибутов файлов операционная система разрешает или запрещает те или иные действия над файлами.

Обычно в Windows по отношению к файлам и каталогам используют несколько иную терминологию. Наиболее простыми являются документы и программы . Документы - это объекты, содержащие ту или иную информацию: тексты, картинки, звуки и т.д. Развитие мультимедийных возможностей компьютера приводит к тому, что в некоторых документах могут содержаться несколько видов информации одновременно, например, движущееся изображение и звук. Программы служат для обработки документов - это своеобразные инструменты воздействия на документы. Часто их еще называют приложениями , например, приложение MS- DOS или приложение Windows. Между отдельными программами и документами существует устойчивая связь: текстовый редактор работает с текстовыми документами, программа-фонограф воспроизводит звуки и т.п. Windows запоминает такие связи и способна самостоятельно их использовать при просмотре и работе с документами.

Группа однотипных документов, а также программы для их обработки могут быть помещены в общую папку . Папка является еще одним, более крупным объектом Windows. В отличие от документов и программ, являющихся простыми и “неделимыми” объектами, папка может содержать другие объекты, в том числе и новые папки; в частном случае папка может быть пустой.

Независимо от операционных систем персональных компьютеров все файлы можно разделить на текстовые и бинарные (по-другому - двоичные ) файлы. Текстовыми называют файлы, в которых используются в качестве информационных символы с десятичными кодами 32-126 и 128-254. Двоичные файлы представляют собой последовательность из любых символов. Их длина определяется из заголовка файла. Это разделение является важным для различных операционных систем, поскольку назначение и обработка бинарных и текстовых файлов в операционных системах различаются.

Также файлы можно разделить на исполняемые (программы) и неисполняемые (файлы данных и документов). Исполняемые файлы могут запускаться операционной системой на выполнение, а неисполняемые файлы могут только изменять свое содержимое в процессе выполнения программ. Далее можно разделить файлы на основные, присутствие которых обязательно для работы операционной системы и программных продуктов, служебные, хранящие конфигурацию и настройки основных файлов, рабочие, содержимое которых изменяется в результате работы основных программных файлов и собственно ради которых и создаются все остальные файлы, а также временные файлы , создающиеся в момент работы основных и хранящие промежуточные результаты.

В процессе работы над файлами и каталогами (далее они называются объектами) производят следующие операции:

создание (в текущем каталоге создается новый экземпляр объекта, ему дается имя. Созданный объект при этом может быть и пустым);

копирование (копия объекта создается в другом каталоге или на другом носителе);

перемещение (производится копирование объекта в другой каталог или на другой носитель, в исходном каталоге объект уничтожается);

удаление (в исходном каталоге объект уничтожается);

переименование (изменяется имя объекта).

В ОС DOS, Unix эти операции выполняются подачей из командной строки специальных команд. В семействе ОС Windows для этих целей служит специальная служебная программа Проводник (Explorer ). Кроме того, графический интерфейс позволяет осуществлять эти же операции и другими способами, например, с использованием контекстного меню. Большинство пользователей всех ОС, включая графические, предпочитают применять при работе с файлами специальные программы-оболочки. У отечественного пользователя DOS наибольшей популярностью пользовалась программа-оболочка Norton Commander, у пользователей Windows - Far, Windows Commander и др.