Тема урока: «Файл. Файловая система». Практическая работа «Работа с файлами в Linux»

Тема урока: "Файл. Файловая система". Практическая работа "Работа с файлами в Linux" Реферат

Fat-32

FAT32 — файловая система, которая может использоваться Windows 95 OEM Service Release 2
(версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows 2000. Однако, DOS, Windows 3.x,
Windows NT 3.51/4.0, более ранние версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не
могут загружать или использовать файлы на диске или разделе FAT32.

FAT32 — развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой таблице распределения файлов,
более быстрой, чем 16-битовые таблицы, используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает
диски или разделы намного большего размера (до 2 ТБ).

Linux ext2 и linux swap


Файловые системы Linux Ext2 и Linux были разработаны для ОС Linux OS
(Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux Ext2
поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.

Netware file system

Операционная система Novell NetWare использует файловую систему NetWare,
которая была разработана специально для использования службами NetWare.

Виды носителей информации

Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию.
Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая
память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью.

Носитель информации — строго определённая часть конкретной информационной системы,
служащая для промежуточного хранения или передачи информации.

Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ,
то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти).
Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например,
по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п.
Один из вариантов классификация носителей информации представлен на рис. 1.1.

Список носителей информации на рис. 1.1 не является исчерпывающим.
Некоторые носители информации мы рассмотрим более подробно в следующих разделах.

Дисковая память

Для постоянного хранения данных используют носители информации (см. раздел «Виды носителей информации»).
Компакт диски и дискеты имеют относительно небольшое быстродействие,
поэтому большая часть информации, к которой необходим постоянный доступ,
хранится на жестком диске.

Дисковые носители информации

Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом.
Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок
с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию [1].

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

Имеются и другие разновидности дисковых носителей информации, например, магнитооптические диски,
но ввиду их малой распространенности мы их рассматривать не будем.

Источники информации

  1. Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.: ил.
  2. Волк В.К. Исследование функциональной структуры памяти персонального компьютера. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Издательство Курганского государственного университета, 2004 г. – 72 с.

Каталоги и путь к файлу

Рассмотрим для примера структуру дискового пространства системы FAT, как самой простой.

Информационная структура дискового пространства — это внешнее представление дискового пространства,
ориентированное на пользователя и определяемое такими элементами, как том (логический диск),
каталог (папка, директория) и файл. Эти элементы используются при общении пользователя с
операционной системой. Общение осуществляется с помощью команд, выполняющих операции доступа
к файлам и каталогам.

Ленточные носители информации

Магнитная лента — носитель магнитной записи, представляющий собой
тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя.
Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и
искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения.

Наиболее широко применяется
многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых
порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа,
модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

Накопители на гибких магнитных дисках

Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера
на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже,
а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого.

Дискета — портативный магнитный носитель информации, используемый для
многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя
был особенно распространён в 1970-х — начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда
используется аббревиатура ГМД — «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство
для работы с дискетами называется НГМД — «накопитель на гибких магнитных дисках»,
жаргонный вариант — флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще «печенюшка»).

Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем,
отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в
пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений.

Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью
специального устройства — дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи,
посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5”
дискеты представлен на рис. 1.2.

Накопители на жестких магнитных дисках


В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК
получили накопители типа «винчестер».

Рефераты:  Атмосферные загрязнения — Рефераты бесплатно

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого
диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно
совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».

Накопители на оптических дисках

Компакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») — оптический носитель информации
в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера.
Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD),
однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого
назначения (т. н. CD-ROM).

Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными,
и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба
вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно
и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную
основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов
(теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.),
органических красителей.

Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым
слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на
оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на
рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм.

При вращении диска лазерный луч следует
вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча
в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм.
В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.).

Широкое применение в качестве носителя информации получили также
магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble).
На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным
использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске,
а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же
производится лазерным лучом меньшей мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители
документированной информации — цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk)
типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся
на 3 основных класса:

  1. Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски
    диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного
    диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная
    система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин),
    которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации
    осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера.
    CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ,
    программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;
  2. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без
    возможности их стирания (CD-R; CD-WORM — Write-Once, Read-Many — один раз записал,
    много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ.
    Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;
  3. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать
    сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные
    носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи,
    но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми.
    Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными
носителями документированной информации, записанной цифровым способом. Вместе с тем
активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с
использованием так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами.

Необходимо записать полные имена всех файлов, представленых на рисунке локальный — школьные

Оперативная память компьютера

Как уже было сказано, в компьютере тоже есть несколько средств для хранения информации.
Самый быстрый способ запомнить данные — это записать их в электронные микросхемы. Такая
память называется оперативной памятью. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой
ячейке может храниться один байт данных.

У каждой ячейки есть свои адрес. Можно считать, что это как бы номер ячейки,
поэтому такие ячейки еще называют адресными ячейками. Когда компьютер отправляет
данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены.
Обращаясь к адресной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.

От информации к данным

Человек по-разному подходит к хранению информации. Все зависит от того сколько ее и
как долго ее нужно хранить. Если информации немного ее можно запомнить в уме.
Нетрудно запомнить имя своего друга и его фамилию. А если нужно запомнить его номер
телефона и домашний адрес мы пользуемся записной книжкой. Когда информация запомнена
(сохранена) ее называют данные.

Данные в компьютере имеют различное назначение. Некоторые из них нужны только
в течение короткого периода, другие должны храниться длительное время. Вообще говоря,
в компьютере есть довольно много «хитрых» устройств, которые предназначены для хранения
информации.

Например, регистры процессора, регистровая КЭШ-память и т.п. Но большинство
«простых смертных» даже не слышали таких «страшных» слов. Поэтому мы ограничимся рассмотрением
оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти, к которой относятся уже рассмотренные нами
носители информации.

Рефераты:  Конспект урока по теме "Экспериментальные данные и вероятности событий" | План-конспект урока по алгебре (9 класс) по теме: | Образовательная социальная сеть

Регенерация оперативной памяти

Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из восьми битов,
то в ней есть восемь битовых ячеек. Каждая битовая ячейка микросхемы оперативной памяти
хранит электрический заряд.

Заряды не могут храниться в ячейках долго — они «стекают». Всего за несколько десятых
долей секунды заряд в ячейке уменьшается настолько, что данные утрачиваются.

Структура данных на диске

Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать,
надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес.
У каждой книги в библиотеке есть свой зал, стеллаж, полка и инвентарный номер — это как бы ее адрес.

Файловые системы

Стоит отметить, что структура данных на диске зависит от типа файловой системы.
Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными.
Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы.
Файловая система также исполняет три главных функции:

  1. Отслеживание занятого и свободного места
  2. Поддержка имен каталогов и файлов
  3. Отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.

Различные файловые системы используются различными операционными системами (ОС).
Некоторые OС могут распознавать только одну файловую систему, в то время как другие
OС могут распознавать несколько. Некоторые из наиболее распространенных файловых систем:

Файлы

Имя файла — строка символов, однозначно определяющая файл в
некотором пространстве имён файловой системы (ФС), обычно называемом каталогом, директорией или папкой. Имена файлов строятся по правилам, принятым в той или иной файловой
и операционной системах.

Имя файла является частью полного имени файла, также называемого полным или абсолютным путём к файлу. Полное имя может включать
следующие компоненты:

  • протокол или способ доступа (http, ftp, file и т. п.);
  • имя или адрес компьютера, узла сети (wikipedia.org, 207.142.131.206,\MYCOMPUTER, SYS: и т. п.);
  • устройство хранения, диск (C:, /, SYSLIB и т. п.);
  • путь к каталогу (/usr/bin, TEMP, [USR.LIB.SRC] и т. п.);
  • собственно имя файла, которое может содержать его расширение (.txt, .exe, .COM и т. п.);
  • версия или номер ревизии.

Имя файла необходимо для того, чтобы к файлу мог обратиться пользователь. В одном каталоге не может быть двух файлов с одинаковыми именами (некоторые файловые системы регистрозависимы, что
оставляет возможность для создания файлов, имена которых отличаются регистром символов).

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой:

  • Название (до точки, часто также называют именем);
  • Расширение (необязательная часть).

Расширение имени файла (англ. filename extension,
часто говорят просто расширение файла или расширение) — последовательность символов, добавляемых к имени файла и предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Это
один из распространённых способов, с помощью которых пользователь или программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.

Вид расширения

Тип (формат) файла

Программа

 .exe

Исполняемый файл — файлы, содержащие готовые к исполнению программы

Любая рабочая программа Windows, DOS, Symbian, OS/2

.msi

Инсталлятор программ — файл, который устанавливает программы

Пакет программ, требующих установки

.doc(docx)

Документ Word (Word 2007 и выше)

MS Word, одно из приложений Office

.xls(xlsx)

Файл таблиц Excel (Excel 2007 и выше)

MS Excel, одно из приложений Office

.txt

Текстовый файл простого формата (документ)

Блокнот

.ppt(pptx)

Файл презентаций PowerPoint

MS PowerPoint, одно из приложений Office

.accdb

База данных Access

MS Access, одно из приложений Office

.mp3, .flac, .ape, .ogg, .waw, .ac3, .wma, .m4a, .aac и другие форматы

Звуковой (цифровой) файл

Любой аудио-плеер (не только Windows)

.bmp, .jpg(jpeg), .png, .gif, .tiff, .ico, .raw

Файл изображения

Стандартные менеджеры изображений, иногда специальные программы для конкретного формата

.avi, .wmw, .mkv, .3gp, .flv, .mpeg, .mp4, .mov, .vob

Видео файлы

Различные плееры

.swf, .flv

Флеш- или видеофайлы в Интернете

Воспроизводятся любым браузером с установленным flash-проигрывателем

.rar, .zip, .7z, .tar, .gzip, .gz, .jar

Архивный контейнер

В большинстве случает хватает WinRar и 7-Zip для работы со всеми популярными архивами

.html, .htm, .php

Веб-страница

Браузеры

.djvu

Файл сжатых изображений. Используется для точной передачи информации (сканированные книги, исторические документы) без потери данных

Любая программа для чтения djvu-файлов. WinDJView, DJVUReader и т.д.

.pdf

Файл электронного документа, подходит для передачи любой полиграфической продукции и прочего

Adobe Reader, Foxit PDF Reader и прочие

  •  — разделитель подкаталогов
  • / — разделитель ключей командного интерпретатора
  • : — отделяет букву диска или имя альтернативного потока данных
  • * — заменяющий символ (маска «любое количество любых символов»)
  • ? — заменяющий символ (маска «один любой символ»)
  • » — используется для указания путей, содержащих пробелы
  • < — перенаправление ввода
  • > — перенаправление вывода
  • | — обозначает конвейер.
Название атрибута перевод значение файловые системы операционные системы
READ ONLY только для чтения в файл запрещено писать FAT32, FAT12, FAT16, NTFS, HPFS, VFAT DOS, OS/2, Windows
SYSTEM системный критический для работы операционной системы файл FAT32, FAT12, FAT16, NTFS, HPFS, VFAT DOS, OS/2, Windows
HIDDEN скрытый файл скрывается от показа, пока явно не указано обратное FAT32, FAT12, FAT16, NTFS, HPFS, VFAT DOS, OS/2, Windows
ARCHIVE архивный (требующий архивации) файл изменён после резервного копирования или не был скопирован программами резервного копирования FAT32, FAT12, FAT16, NTFS, HPFS, VFAT DOS, OS/2, Windows
SUID Установка пользовательского ID выполнение программы от имени владельца ext2 Unix-like
SGID Установка группового ID выполнение программы от имени группы (для каталогов: любой файл созданный в каталоге с установленным SGID, получит заданную группу-владельца) ext2 Unix-like
Sticky Bit липкий бит изначально предписывал ядру не выгружать завершившуюся программу из памяти сразу, а лишь спустя некоторое время, чтобы избежать постоянной загрузки с диска наиболее часто используемых
программ, в настоящее время в разных ОС используется по-разному
ext2 Unix-like
Рефераты:  Реферат "Все о баскетболе"
  • Открытие файла (обычно в качестве параметров передается имя файла, режим доступа и режим совместного доступа, а в качестве значения выступает файловый хэндлер или
    дескриптор), кроме того обычно имеется возможность в случае открытия на запись указать на то, должен ли размер файла изменяться на нулевой.
  • Закрытие файла. В качестве аргумента выступает значение, полученное при открытии файла. При закрытии все файловые буферы сбрасываются.
  • Запись — в файл помещаются данные.
  • Чтение — данные из файла помещаются в область памяти.
  • Перемещение указателя — указатель перемещается на указанное число байт вперёд/назад или перемещается по указанному смещению относительно начала/конца. Не все файлы
    позволяют выполнение этой операции (например, файл на ленточном накопителе может не «уметь» перематываться назад).
  • Сброс буферов — содержимое файловых буферов с не записанной в файл информацией записывается. Используется обычно для указания на завершение записи логического блока (для
    сохранения данных в файле на случай сбоя).
  • Получение текущего значения файлового указателя.

Систему хранения файлов можно представить, как хранение книг в библиотеке:

При работе с файлами не следует:
удалять файл, точно не выяснив, обязательно ли это следует делать;
давать файлу имя, которое не поясняет его содержание;
сохранять файл в той папке, где его потом будет трудно найти;
удалять или перемещать файлы, находящиеся в папках прикладных программ — это может привести к тому, что
программы перестанут работать.

Каталог (англ. directory — директория, справочник, указатель) — объект в файловой системе, упрощающий
организацию файлов. Типичная файловая система содержит большое количество файлов, и каталоги помогают упорядочить её путём их группировки.

В информатике используется следующее определение: каталог — поименованная совокупность байтов на носителе информации, содержащая название подкаталогов и файлов.

Запись о файле в каталоге содержит имя файла, адрес первого кластера, с которого начинается файл, размер файла, дату и
время его создания, а также атрибуты файла.

Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска файлы хранятся в многоуровневой иерархической
файловой системе
, которая имеет древовидную структуру.

Корневая папка содержит вложенные папки 1-го уровня (например, папка «7 класс»), в свою очередь, каждая из них может содержать вложенные папки 2-го уровня (например,
папка «7 класс» содержит папки «Домашнее задание» и «Работа на уроке»).

Каталог, прямо или косвенно включающий в себя все прочие каталоги и файлы файловой системы, называется корневым. В Unix-подобных ОС он обозначается
символом / (дробь, слеш), в DOS и Windows исторически используется символ  (обратный слеш), но с некоторого времени поддерживается
и /.

Текущим называется каталог, с которым работает ОС, если ей не указать другого каталога. Он обозначается точкой (.).

Для смены текущего каталога на другой используется команда cd; без указания целевого каталога она возвращает текущий.

Родительским каталогом называется каталог, в котором находится текущий. Он обозначается двумя точками (..).

Каталог, который не является подкаталогом ни одного другого каталога, называется корневым. Это значит, что этот каталог находится на самом верхнем уровне иерархии всех каталогов.
В Windows каждый из дисков имеет свой корневой каталог (C:D: и т. д).

Каталоги в Windows бывают системные (служебные, созданные ОС) и пользовательские (созданные пользователем).

Пример системных каталогов: «Рабочий стол», «Корзина», «Сетевое окружение», «Панель управления», каталоги логических
дисков и т. п.

Кластеры нумеруются в линейной последовательности.

Файловая система организует кластеры в файлы и каталоги. Файловая система отслеживает, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

При записи файлов будет занято всегда целое количество кластеров, соответственно, минимальный размер файла равен размеру одного кластера, а максимальный соответствует общему количеству кластеров
на диске.

Хранение информации

Хранение информации — это способ распространения информации в пространстве и
времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга — библиотека, картина — музей,
фотография — альбом). Этот процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации.


ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Информационная система — это хранилище информации, снабженное процедурами ввода,
поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур — главная особенность информационных
систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.

Электронные носители информации

Вообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой.
Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках,
а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие
устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»).

Флэш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой
энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз,
но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз).

Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи — это намного больше,
чем способна выдержать дискета или CD-RW. Стирание происходит участками,
поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение
относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти — NAND).

Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость — при выключении
энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками,
CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна,
дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий