Файлы. 
Информатика

Информационные объекты, содержащие большой объем цифровой информации и представляющие собой именованную упорядоченную последовательность байтов, называются файлами. Файл служит основной единицей хранения и передачи информации в компьютере. Он имеет имя и расширение. В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, программы, таблицы и т. п.

Особенности конкретных файлов определяется их форматом, под которым понимается элемент языка, описывающий в символическом виде представление информации в файле. Например, текстовая информация хранится в кодах ASCII (American Standard Code for Information Interchange), в так называемом текстовом формате. Содержимое текстовых файлов можно просмотреть на экране монитора.

С понятием файла тесно связаны понятия логического диска и каталога, или папки.

Логический диск создается и управляется специальной программной (драйвером), имеет уникальное имя в виде одной латинской буквы (С, D, Е, F и т. д.). Логический диск может быть реализован на жестком диске, на гибком диске, на CD-ROM, в оперативной памяти (электронный диск). На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков.

Каталог (Directory — справочник, директория), или папка, является средством объединения файлов на диске в логическую группу по тому или иному признаку. Каталог содержит полные имена файлов, их дату и время создания, объем, специальные атрибуты, что обеспечивает операционной системе доступ к каждому файлу. В каталог могут входить также другие каталоги (подкаталоги).

В операционных системах используется иерархическая структура организации каталогов (рис. 1.9). На каждом диске имеется главный, или корневой, каталог, который находится на нулевом уровне и обозначается символом. Главный каталог создается при форматировании диска, имеет ограниченный размер и не может быть удален средствами операционной системы. Входящие в главный каталог имена файлов и другие каталоги нижних уровней (подкаталоги) создаются и при необходимости удаляются соответствующими командами операционной системы. Каталоги именуются так же, как и файлы (обычно без расширения).

Рис. 1.9. Иерархическая структура каталогов.

Таблица размещения файлов (FAT — File Allocation Table), или FAT-таблица, предназначена для размещения и поиска файлов. Она хранится на системном диске сразу после блока начальной загрузки. Количество ячеек FAT-таблицы соответствует числу кластеров на диске. Кластер — ячейка размещения данных на диске. Каждая ячейка таблицы содержит номер кластера. В каталоге хранятся записи о файлах, в которых наряду с другими характеристиками файла указан номер его первого кластера К1. Поэтому при организации доступа к файлу сначала обращаются к ячейке FAT-таблицы, номер которой указан в записи каталога. В ячейке с номером первого кластера К1 файла хранится номер второго кластера К2, в ячейке с номером второго кластера К2 файла хранится номер третьего кластера КЗ и т. д. Таким образом создается цепочка кластеров, которые занимает файл (рис 1.10). В ячейке с номером последнего кластера файла заносится код FFF или FFFF для указания конца цепочки. Кластеры цепочки могут находиться в разных местах диска (К4, К5), свободных на момент записи файла на диск. В этом случае говорят, что файл фрагментирован, так как хранится на диске в виде отдельных фрагментов. Процедура дефрагментации файлов, выполняемая с помощью специальных программ (см. параграф 10.5), позволяет разместить файлы в соседних кластерах, что сокращает время доступа к каждому файлу. На диске хранится две одинаковые FAT-таблицы: основная и резервная. Резервная таблица позволяет восстановить основную таблицу в случае ее повреждения.

Рис. 1.10. Организация записей в FAT-таблице.