Единицы хранения данных и понятие о файловой структуре

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ   
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский  государственный университет сервиса  и экономики»

Сыктывкарский филиал

 

Кафедра: «»

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: Информатика

Тема: Единицы хранения данных и  понятие о файловой структуре 

 

Выполнил:_____________________________________студент     1     курса

           (дата сдачи, подпись студента)

 

                                               Направление: 080100 «Экономика»

 

 

 

                                              (ф.и.о. студента)                           

                                                          

                                                                                                                  

 

 

 

 

Проверил:                                                                Есева О.В., доцент

                                                                                           (ф.и.о., звание преподавателя)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сыктывкар 2012

 

 

Оглавление.

1. Введение ________________________________________________ 3
2. Единица хранения данных ____________________________________  4 
3. Виды файлов. Исполняемые и неисполнимые ____________________  5
4. Операции с файлами и папками (каталогами) ___________________ 7
5. Управление атрибутами файлов ______________________________  9
6. Файловая структура _________________________________________ 10
7. Навигация по файловой структуре ___________________________ 13
8. Заключение _____________________________________________ 14
9. Список использованной литературы _________________________ 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В данной работе рассматривается тема “Единицы хранения данных и понятие о файловой структуре”. В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения для них является одной из наиболее важных сфер экономики развитых стран. Ежегодно в мире продаются десятки миллионов компьютеров. 
Персональные компьютеры являются наиболее широко используемым видом компьютеров, их мощность постоянно увеличивается, а область применения расширяется. Персональные компьютеры могут объединяться в сети, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам данных и т.д. Однако для новичков, одним из самых главных и первых понятий, которые они должны усвоить, является способ хранения информации в компьютере. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме.

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а  не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе  счисления, поскольку при этом их устройство получается значительно  более простым. Ввод чисел в компьютер  и вывод их для чтения человеком  может осуществляться в привычной  десятичной форме - все необходимые  преобразования могут выполнить  программы, работающие на компьютере. 
Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Как правило, команды компьютеров работают не с отдельными битами, а с восемью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 28). Более крупными единицами информации являются килобайт (1024 байта) и мегабайт (1024 килобайта).

Рассмотрим  более подробно то, каким же образом хранится информация в компьютере.

Единица хранения данных.

При хранении данных решаются две проблемы: как  сохранить данные в

наиболее  компактном виде и как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ. Для обеспечения доступа необходимо, чтобы данные имели упорядоченную структуру. При этом образуются адресные данные. Без них нельзя получить доступ к нужным элементам данных, входящих в структуру. В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом. Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла. Проще всего представить себе файл в виде безразмерного канцелярского досье, в которое можно по желанию добавлять содержимое или извлекать его оттуда.

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 они могут автоматически выбрать наиболее адекватный метод для извлечения информации из него.

Имя файла  состоит из двух частей: собственно имени и расширения файла. Например: Неудержимые.mkv. В данном случае Неудержимые – это имя файла, а mkv – это расширение файла. Имя от расширения отделяется точкой, может состоять из букв русского и английского алфавитов, цифр и специальных символов. При этом его длина не должна превышать 256 символов.

 

 

Виды файлов. Исполняемые  и неисполнимые.

В зависимости  от расширения все файлы делятся  на две большие группы: исполняемые  и неисполняемые.

Исполняемые файлы – это такие файлы, которые могут выполняться самостоятельно, т. е. не требуют каких-либо специальных программ для их запуска. Имеют следующие расширения:

.exe – готовый к исполнению файл (tetris.exe; winword.exe);

.com – файл операционной системы (command.com);

.sys – файл операционной системы (Io.sys);

.bat – командный файл операционной системы MS-DOS (autoexec.bat).

Подробнее остановимся на расширении .exe. Файл EXE - Windows, DOS-приложение или самораспаковывающийся архив. Любой файл в ОС Windows с расширением EXE открывается двойным щелчком мыши. Файлы install.exe или setup.exe - это приложения, которые устанавливают программное обеспечение на компьютер. Двойной клик по ним инициализирует процесс установки. В Mac OS EXE - приложения также могут быть запущены, но не напрямую, а с помощью эмуляторов Windows (например, Parallels Desktop или VMware Fusion).

Неисполняемые файлы для запуска требуют установки специальных программ, в противном случае использование этих файлов будет просто невозможно.

Для примера  рассмотрим файл с расширением .doc. Файл DOC - документ Microsoft Word, без сомнения, самой популярной программы для работы с текстами. Файлы формата DOC содержат самую разную информацию о форматировании текста - шрифты, их начертание, выравнивание текста, отступы, абзацы, списки, колонки и т.д. Документы Microsoft Word также могут включать в себя изображения, диаграммы, таблицы, сценарии. Кроме различных объектов, текста и информации о его форматировании, файл DOC содержит параметры самого документа, печати. Начиная с Microsoft Word версии 2007 по умолчанию для новых документов используется формат .docx.

По расширению и уникальному имени неисполняемого файла можно судить о типе данных, хранящихся в нем.

РАСШИРЕНИЕ	ВИД ФАЙЛА	ТИП ДАННЫХ
.txt, .doc, .rtf	Текстовый	Текст
.bmp, .jpg, .gif	Графический	Изображение
.rar, .zip	Архивный
.mp3, .wav	Аудиофайл	Звук
.avi, .mkv	Видеофайл	Изображение

Также пользователь может свободно изменить расширение любого  исполняемого или неисполняемого файла. Поскольку  многие оболочки пользователя используют расширение, чтобы определить программу, с помощью которой нужно открыть файл, это может сделать последний недоступным для работы или вообще «потерять», если пользователь забудет исходное расширение. Поэтому Windows Explorer по умолчанию скрывает расширения. Эта практика имеет и обратную сторону: так как расширение файла не видно, можно обмануть пользователя, заставив его думать, что, например, файл с расширением .exe — изображение с другим расширением. В то же время, опытный пользователь может использовать возможность изменить назначенный файлу тип, просто сменив расширение, чтобы открыть его в другой программе, не указывая её напрямую. Это может быть полезно, если в программе не предусмотрено открытие файлов с каким-то расширением, а пользователь знает, что их формат подходит для обработки в данной программе.

 

 

 

 

 

 

 

Операции с файлами и папками (каталогами).

Создание файлов и папок.

Файлы  и папки пользователь может создавать сам несколькими  способами. Одним из них является создание с помощью контекстного меню. Для этого необходимо щелкнуть в пустое место текущего каталога правой кнопкой мыши и в контекстном  меню выбрать пункт “создать папку” или “создать” документ (в последнем  случае появляется подменю, где выбирается тип документа). После этого вводится имя объекта.

Копирование и перемещение  файлов и папок. 

Копировать и перемещать файлы  из одного места на жёстком диске  в другое можно разными способами, в том числе и с помощью  специальных программ - файловых менеджеров. Но в данном случае рассмотрим несколько другой способ, без использования посторонних программ.

Итак, если вам необходимо скопировать (продублировать) или переместить файл (или папку), то для этого надо сделать всего  несколько простых действий. Для начала находим файлы, которые надо копировать (или перемещать) и выделяем. После того как все необходимые файлы выделены, щёлкаем по ним правой кнопкой мыши. В выпавшем контекстном меню нас интересуют два пункта – Вырезать и Копировать. Выбираем пункт Вырезать для того чтобы переместить файлы в другое место, а пункт Копировать для того чтобы создать копии файлов в другом месте. Теперь нам надо открыть папку, в которую будут скопированы (или перенесены) выбранные файлы. Открыв нужную папку, щёлкаем по пустому месту внутри неё правой кнопкой мыши и выбираем пункт Вставить (левой кнопкой мыши). После этого все файлы, которые находятся в буфере обмена, помещаются в выбранное место.

Удаление файлов и папок.  

Средства удаления данных не менее  важны для операционной системы, чем средства их создания, поскольку  ни один носитель данных не обладает бесконечной емкостью. Существует как минимум три режима удаления данных: удаление, уничтожение и стирание, хотя операционные системы обеспечивают только два первых режима (режим надежного стирания данных можно обеспечить лишь специальными программными средствами).

Удаление файлов является временным. В операционных системах Windows оно организовано с помощью специальной папки, которая называется Корзина. При удалении файлов и папок они перемещаются в Корзину. Эта операция происходит на уровне файловой структуры операционной системы (изменяется только путь доступа к файлам). На уровне файловой системы жесткого диска ничего не происходит - файлы остаются в тех же секторах, где и были записаны.

Уничтожение файлов происходит при их удалении в операционной системе MS-DOS или при очистке Корзины в операционных системах Windows. В этом случае файл полностью удаляется из файловой структуры операционной системы, но на уровне файловой системы диска с ним происходят лишь не значительные изменения. В таблице размещения файлов он помечается как удаленный, хотя физически остается там же, где и был. Это сделано для минимизации времени операции. При этом

открывается возможность записи новых файлов в кластеры, помеченные как «свободные».

Для справки укажем, что операция стирания файлов, выполняемая специальными служебными программами, состоит именно в том, чтобы заполнить якобы свободные кластеры, оставшиеся после уничтоженного файла, случайными данными. Поскольку даже после перезаписи данных их еще можно восстановить специальными аппаратными средствами (путем анализа остаточного магнитного гистерезиса), для надежного стирания файлов требуется провести не менее пяти актов случайной перезаписи в одни и те же сектор. Эта операция весьма продолжительна, и поскольку массовому потребителю она не нужна, то ее не включают в стандартные функции операционных систем.

 

 

Управление атрибутами файлов.

Кроме имени  и расширения файла операционная система хранит для каждого файла дату его создания (изменения) и несколько флаговых величин, называемых атрибутами файла. Атрибуты - дополнительные параметры, определяющие свойства файлов. Операционная система позволяет их контролировать и изменять; состояние атрибутов учитывается при проведении автоматических операций с файлами. Основных атрибутов четыре:

•     Только для чтения (Read only);

•     Скрытный (Hidden);

•     Системный (System);

•     Архивный (Archive).

Атрибут «Только для чтения»  ограничивает возможности работы с файлом. Его установка означает, что файл не предназначен для внесения изменений.

Атрибут «Скрытый» сигнализирует  операционной системе о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против случайного повреждения файла.

Атрибутом «Системный» помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой операционной системы. Его отличительная особенность в том, что средствами операционной системы его изменить нельзя. Как правило, большинство файлов, имеющих установленный атрибут Системный, имеют также и установленный' атрибут Скрытый.

Атрибут «Архивный» в прошлом использовался  для работы программ резервного копирования. Предполагалось, что любая программа, изменяющая файл, должна автоматически устанавливать этот атрибут, а средство резервного копирования должно его сбрасывать. Таким образом, очередному резервному копированию подлежали только те файлы, у которых этот атрибут был установлен. Современные программы резервного копирования используют другие средства для установления факта изменения файла, и данный атрибут во внимание не принимается, а его изменение вручную средствами операционной системы не имеет практического значения.