Файловая структура операционных систем конспект

Обновлено: 03.07.2024

Длина имени файла зависит от ОС, может быть от 8 (MS-DOS) до 255 (Windows, LINUX) символов.

ОС могут различать прописные и строчные символы. Например, WINDOWS и windows для MS-DOS одно и тоже, но для UNIX это разные файлы.

Во многих ОС имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой, например windows.exe. Часть после точки называют расширением файла. По нему система различает тип файла.

У MS-DOS расширение составляет 3 символа. По нему система различает тип файла, а также можно его исполнять или нет.

У UNIX расширение ограничено размером имени файла в 255 символов, также у UNIX может быть несколько расширений, но расширениями пользуются больше прикладные программы, а не ОС. По расширению UNIX не может определить исполняемый это файл или нет.

2.1.2 Структура файла

Три основные структуры файлов:

Последовательность байтов - ОС не интересуется содержимым файла, она видит только байты. Основное преимущество такой системы, это гибкость использования. Используются в Windows и UNIX.

Последовательность записей - записей фиксированной длины (например, перфокарта), считываются последовательно. Сейчас не используются.

Дерево записей - каждая запись имеет ключ, записи считываются по ключу. Основное преимущество такой системы, это скорость поиска. Пока еще используется на мэйнфреймах.

Три типа структур файла.

2.1.3 Типы файлов

Основные типы файлов:

Регулярные - содержат информацию пользователя. Используются в Windows и UNIX.

Каталоги - системные файлы, обеспечивающие поддержку структуры файловой системы. Используются в Windows и UNIX.

Символьные - для моделирования ввода-вывода. Используются только в UNIX.

Блочные - для моделирования дисков. Используются только в UNIX.

Основные типы регулярных файлов:

ASCII файлы - состоят из текстовых строк. Каждая строка завершается возвратом каретки (Windows), символом перевода строки (UNIX) и используются оба варианта (MS-DOS). Поэтому если открыть текстовый файл, написанный в UNIX, в Windows, то все строки сольются в одну большую строку, но под MS-DOS они не сольются (это достаточно частая ситуация). Основные преимущества ASCII файлов:
- могут отображаться на экране, и выводится на принтер без преобразований
- могут редактироваться почти любым редактором

Двоичные файлы - остальные файлы (не ASCII). Как правило, имеют внутреннею структуру.

Основные типы двоичных файлов:

Исполняемые - программы, их может обрабатывать сама операционная система, хотя они записаны в виде последовательности байт.

Неисполняемые - все остальные.

Примеры исполняемого и не исполняемого файла

2.1.4 Доступ к файлам

Основные виды доступа к файлам:

Последовательный - байты читаются по порядку. Использовались, когда были магнитные ленты.

Произвольный - файл можно читать с произвольной точки. Основное преимущество возникает, когда используются большие файлы (например, баз данных) и надо считать только часть данных из файла. Все современные ОС используют этот доступ.

2.1.5 Атрибуты файла

Основные атрибуты файла:

Защита - кто, и каким образом может получить доступ к файлу (пользователи, группы, чтение/запись). Используются в Windows и UNIX.

Пароль - пароль к файлу

Создатель - кто создал файл

Владелец - текущий владелец файла

Флаг "только чтение" - 0 - для чтения/записи, 1 - только для чтения. Используются в Windows.

Флаг "скрытый" - 0 - виден, 1 - невиден в перечне файлов каталога (по умолчанию). Используются в Windows.

Флаг "системный" - 0 - нормальный, 1 - системный. Используются в Windows.

Флаг "архивный" - готов или нет для архивации (не путать сжатием). Используются в Windows.

Флаг "сжатый" - файл сжимается (подобие zip архивов). Используются в Windows.

Флаг "шифрованный" - используется алгоритм шифрования. Если кто-то попытается прочесть файл, не имеющий на это прав, он не сможет его прочесть. Используются в Windows.

Флаг ASCII/двоичный - 0 - ASCII, 1 - двоичный

Флаг произвольного доступа - 0 - только последовательный, 1 - произвольный доступ

Флаг "временный" - 0 - нормальный, 1 - для удаления файла по окончании работы процесса

Флаг блокировки - блокировка доступа к файлу. Если он занят для редактирования.

Время создания - дата и время создания. Используются UNIX.

Время последнего доступа - дата и время последнего доступа

Время последнего изменения - дата и время последнего изменения. Используются в Windows и UNIX.

Текущий размер - размер файла. Используются в Windows и UNIX.

2.1.6 Операции с файлами

Основные системные вызовы для работы с файлами:

Create - создание файла без данных.

Delete - удаление файла.

Open - открытие файла.

Close - закрытие файла.

Read - чтение из файла, с текущей позиции файла.

Write - запись в файл, в текущею позицию файла.

Append - добавление в конец файла.

Seek - устанавливает файловый указатель в определенную позицию в файле.

Get attributes - получение атрибутов файла.

Set attributes - установить атрибутов файла.

Rename - переименование файла.

2.1.7 Файлы, отображаемые на адресное пространство памяти

Иногда удобно файл отобразить в памяти (не надо использовать системные вызовы ввода-вывода для работы с файлом), и работать с памятью, а потом записать измененный файл на диск.

При использовании страничной организации памяти, файл целиком не загружается, а загружаются только необходимые страницы.

При использовании сегментной организации памяти, файл загружают в отдельный сегмент.

Пример копирования файла через отображение в памяти.

Создается сегмент для файла 1

Файл отображается в памяти

Создается сегмент для файла 2

Сегмент 1 копируется в сегмент 2

Сегмент 2 сохраняется на диске

Недостатки этого метода:

Тяжело определить длину выходного файла

Если один процесс отобразил файл в памяти и изменил его, но файл еще не сохранен, второй процесс откроет это же файл, и будет работать с устаревшим файлом.

Файл может оказаться большим, больше сегмента или виртуального пространства.

2.2 Каталоги

2.2.1 Одноуровневые каталоговые системы

В этой системе все файлы содержатся в одном каталоге.

Однокаталоговая система, содержащая четыре файла, файлов А два, но разных владельцев

Возможность быстро найти файл, не надо лазить по каталогам

Различные пользователи могут создать файлы с одинаковыми именами.

2.2.2 Двухуровневые каталоговые системы

Для каждого пользователя создается свой собственный каталог.

Двухуровневая каталоговая система

Пользователь, при входе в систему, попадает в свой каталог и работает только с ним. Это делает проблематичным использование системных файлов.

Эту проблему можно решить созданием системного каталога, с общим доступом.

Если у одного пользователя много файлов, то у него тоже может возникнуть необходимость в файлах с одинаковыми именами.

2.2.3 Иерархические каталоговые системы

Каждый пользователь может создавать столько каталогов, сколько ему нужно.

Иерархическая каталоговая система

Почти все современные универсальные ОС, организованы таким образом. Специализированным ОС это может быть не нужным.

2.2.4 Имя пути

Для организации дерева каталогов нужен некоторый способ указания файла.

Два основных метода указания файла:

абсолютное имя пути - указывает путь от корневого каталога, например:
- для Windows \usr\ast\mailbox
- для UNIX /usr/ast/mailbox
- для MULTICS >usr>ast>mailbox

относительное имя пути - путь указывается от текущего каталога (рабочего каталога), например:
- если текущий каталог /usr/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в ast/mailbox
- если текущий каталог /usr/ast/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в mailbox
- если текущий каталог /var/log/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в ../../usr/ast/mailbox

./ - означает текущий каталог

../ - означает родительский каталог

2.2.5 Операции с каталогами

Основные системные вызовы для работы с каталогами:

Create - создать каталог

Delete - удалить каталог

OpenDir - закрыть каталог

CloseDir - закрыть каталог

ReadDir - прочитать следующий элемент открытого каталога

Rename - переименование каталога

Link - создание жесткой ссылки, позволяет файлу присутствовать сразу в нескольких каталогах.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Информатика 8 класс урок 11 23.11.17

- помочь учащимся получить представление о файлах и файловых системах, именах файлов, пути к файлам, дать основные понятия, необходимые для работы на компьютере.

- воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

- развитие познавательных интересов, навыков работы с мышью и клавиатурой, самоконтроля, умения конспектировать.

1.Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

2.Актуализация знаний. Вернемся снова к вопросу о файлах. Вам уже известно, что в файлах на устройствах внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера и все данные. Любому пользователю, работающему на компьютере, приходится иметь дело с файлами.

Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы, которая является частью операционной системы.

На этом уроке мы рассмотрим, что такое файлы и файловые системы.

3.Теоретическая часть.

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

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

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита, например: Единицы измерения информации.doc

Файловая система . На каждом носителе информации (гибком, жестком или лазерном диске) может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется установленной файловой системой.

Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) удобно применять одноуровневую файловую систему, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла.

Начальный, корневой, каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, в каждом из них бывают вложенные каталоги 2-го уровня и т. д. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен ни в какие другие, называется корневым каталогом.

Путь к файлу. Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "\" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых находится данный нужный файл.

Например, путь к файлам на рисунке можно записать так:

Полное имя файла.

Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла.

Пример полного имени файлов:

В Windows на вершине иерархии папок находится папка Рабочий стол. (Следующий уровень представлен папками Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение (если компьютер подключен к локальной сети).

С файлами и папками можно выполнить ряд стандартных действий.

Вопросы и задания:

1. Запишите полные имена всех файлов

III. Практическая часть.

Сегодня на практической части мы будем работать с папками и файлами. Научимся создавать папки, копировать файлы, перемещать файлы, переименовывать и удалять их.

Цель работы: Научиться создавать в операционной системе Windows папки, выполнять операции над файлами.

Задание 1. Создать на рабочем столе папку ШКОЛА и скопировать в нее файлы Сочинение.doc и Класс.bmp, расположенные в папке вашего класса.

Задание 2.Переименовать данные файлы соответственно в Рассказ.doc и Группа.bmp.

Задание 3.Создать папку КЛАСС и переместить переименованные файлы в папку.

Задание 4. Удалить файлы Рассказ.doc и Группа.bmp.

Далее учащиеся самостоятельно выполняют задание.

4. Вопросы учеников.

Ответы на вопросы учащихся.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы познакомились с понятиями файл и файловая система, научились производить основные операции с файлами и папками.

Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой. Различные ОС могут поддерживать разные организации файловых структур. Существуют две разновидности файловых структур: простая, или одноуровневая, и иерархическая - многоуровневая.

Одноуровневая файловая структура - это простая последовательность файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Операционные системы с одноуровневой файловой структурой используются на простейших учебных компьютерах.

Многоуровневая файловая структура - древовидный (иерархический) способ организации файлов на диске. Следующий по величине после файла элемент файловой структуры называется каталогом. Каталог также получает собственное имя. Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен ни в какой другой каталог, называется корневым каталогом. В операционной системе Windows для обозначения понятия "каталог" используется термин "папка". Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом.

В процессе работы на компьютере над файлами чаще всего производятся следующие операции:копирование (копия файла помещается в другой каталог); перемещение (сам файл перемещается в другой каталог); удаление (запись о файле удаляется из каталога); переименование (изменяется имя файла); архивирование (создается новый файл, который содержит один или несколько файлов в сжатом виде, такой файл называют архивным, а архивирование производят с помощью специальных программ-архиваторов).

развитие познавательных интересов, самоконтроля, умения работать в паре.

воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Тип урока : комбинированный

Технологии обучения: информационно–коммуникационные, здоровьесберегающие, интерактивные, сотрудничества, проблемное обучение.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, парная, практикум.

Технические средства обучения: ПК; мультимедийный проектор и экран.

Учебно-методическое обеспечение урока : презентации к уроку в программе Power Point, карточки с заданиями, рабочие тетради.

Основные понятия: правила именования файлов; каталог; корневой каталог; файловая структура; путь к файлу; полное имя файла.

1. Организационный этап (1 мин)

2. Проверка домашнего задания (1 мин)

3. Мотивация. Постановка цели и задач урока (2 мин)

4. Актуализация опорных знаний (5 мин)

5. Объяснение нового материала(10 мин)

6. Выполнение практической работы (15мин)

7. Физкультминутка (2 мин)

8. Закрепление изученного материала (5 мин)

9. Итог урока. Рефлексия (2 мин)

10. Организация домашней работы учащихся (1 мин)

11. Выставление оценок и заключительное слово учителя (1 мин)

1. Организационный этап (1 мин)

Добрый день, ребята! Рада приветствовать Вас на уроке информатике. (Слайд 1)

На части не делится солнце лучистое

И вечную землю нельзя разделить,

Но искорку счастья луча золотистого

Ты можешь, ты в силах друзьям подарить.

Подарите друг дугу свои замечательные улыбки, а я сегодня на уроке подарю Вам хорошее настроение и много интересной информации. Ребята, Вы умные, талантливые, замечательные. Именно эти качества помогут сегодня нам на уроке быть успешными (Слайд 2) . Проверьте готовность к уроку, ведь мы начинаем…

2. Проверка домашнего задания (1 мин)

Вам дома было предложено задание расшифровать информационный кроссворд, разгадав, который вы должны были получить ключевое слово. Давайте сверим ваши ответы, выполним взаимопроверку, результат занесём в таблицу самоконтроля (Слайд 3).

Заполнение кроссворда (Слайд 4)

А на нем горит экран.

Яркой радугой он дышит,

И на нем компьютер пишет.

И рисует без запинки

На верху картинки всей

Для чего же этот ящик?

Он в себя бумагу тащит,

И сейчас же буквы, точки,

Запятые – строчка к строчке –

Этот урок все обожают,

На этом уроке часто играют,

Не может уже без него математика,

А теперь, друзья, загадка:

Что такое: рукоятка,

Кнопки две, курок и хвостик?

По клавишам прыг да скок –

Раз-два, и готово –

Вот где пальцам физкультура!

Скромный серый колобок,

Длинный тонкий проводок,

Ну а на коробке –

Две или три кнопки.

В зоопарке есть зайчишка,

У компьютера есть …

В ней записаны программы

И для папы, и для мамы!

В упаковке, как конфета,

Он живет в системном блоке,

Не работает без тока,

Очень умный – как профессор.

Около дисплея – главный блок:

Там бежит электроток

К самым важным микросхемам.

Этот блок зовут …

Как ее мы все не любим,

Ею мы компьютер губим.

Крошки, пыль, вода и мазь,

Одним словом, это …

3. Мотивация. Постановка цели и задач урока (2 мин)

Где и в каком виде хранится информация на компьютере? (Слайд 5)

4. Актуализация опорных знаний (5 мин) Слайд 7

Так что же такое файловая система? Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.

Что такое файл? Файл - это определенное количество информации (программа или данные), имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти.

Что такое папка? Папка - это объект Windows, предназначенный для объединения файлов и других папок в группы.

Чем отличаются файлы от папок? Папки могут в себе содержать другие папки, файлы – информацию.

5. Объяснение нового материала (10 мин)

Проблемная ситуация ( Слайд 8) Вашему вниманию предлагаю рассмотреть 3 вещи: матрёшка, канцелярская папка с файлами и коробки разных размеров. Что объединяет эти 3 вещи, какое отношение они имеют к нашей теме? Объединяет - структурированная система – содержание вложенных предметов, такие примеры похожи на файловую структурированную систему. Таких примеров много: камера хранения на вокзале, шкаф с ящичками и отделениями.

Слайд 9-17 Файловая система бывает многоуровневая и одноуровневая.

Самая первая, главная папка – корневая (материнская) папка или каталог А:\, С:\, все остальные – вложенные папки (дочерние)

Файл - это определенное количество информации (программа или данные), имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющего его тип. Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании. (Табличка)

Правила создания имени файла : нельзя использовать следующие символы, которые зарезервированы для специальных функций:? . , ; : = + * / \ " | [ ] ПРОБЕЛ. В длинных именах нельзя использовать следующие символы:? : * / \ " >

Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла.

Операции над файлами и папками:

Создание, копирование (копия файла помещается в другой каталог), перемещение (сам файл перемещается в другой каталог), удаление (файл удаляется из каталога), переименование (изменяется имя файла).

Повторить правила БЖД при работе за компьютером.

Практические задания:

1. В папке Мои документы создать папку Урок.

2. В папке Урок создать папку Рисунки и Тексты.

3. Из папки Заготовки выбрать текстовый файл и переместить любым способом в папку Тексты.

4. Из папки Заготовки выбрать графический файл и переместить любым способом в папку Рисунки.

5. Записать полный путь к файлу.

6. Показать задание учителю.

7. Удалить созданные папки с файлами

8. Занести балы в таблицу самооценивания.

Закройте глаза, представьте что Вы - маленький цветок. Ваша жизнь только зарождается. Вам тепло и спокойно. Ваши стебли тянутся вверх, к солнцу (тянут руки вверх, повороты туловища вправо, влево). Лепестки радужно улыбаются и щурятся под солнцем. Вы посмотрели вокруг (повороты головы). Вы не одни. Вас окружают такие же красивые и радужные цветы, улыбнитесь им. Вот летит красивая бабочка, она садится на цветок, вы можете разглядеть ее замечательные крылья (упражнения для глаз). Жизнь прекрасна!

8. Закрепление пройденного материала (5 мин) Слайд 21-22

Работа в парах (карточки)

9. Итог урока (1 мин)

а) Единица измерения информации

с) Программа в оперативной памяти

в) Текст, распечатанный на принтере

у) Программа или данные на диске, имеющие имя

2. Выбери правильное имя файла:

с) 9 класс.doc г) 9 класс А.docum

3. Расширение в имени файла указывает на:

а) размер файла п) тип файла

у) атрибут файла с) параметр файла

4. Файловая система – это:

а) совокупность всех файлов на диске

б) совокупность всех каталогов на диске

е) совокупность всего программного обеспечения на диске

5. Какие из расширений в списке используются для файлов, содержащих графические изображения:

Читайте также: