Файл. Файловая система. Ее задачи

Файловые системы

Функции файловой системы. Виды файлов

 

К функциям обслуживания файловой структуры относятся следующие основные операции, происходящие под управлением операционной системы:

- создание файлов и присвоение им имен;

- создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

- переименование файлов и каталогов (папок);

- копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;

- удаление файлов и каталогов (папок);

-навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

- управление атрибутами файлов.

Рассмотрим работу с файлами в ОС Windows. Основными типами файлов являются: текстовые и двоичные. В двоичных файлах информация считывается и записывается в виде блоков определенного размера, в которых могут храниться данные любого вида и структуры.

 

Основными качественными показателями кодирования символьной информации являются следующие.

1. Минимальность объема, занимаемого кодовой двоичной информацией в памяти вычислительного устройства. Избыточность системы кодирования обычно оценивают при помощи сравнения средней длины двоичного кода символов с их минимально возможной величиной, равной энтропии кодируемых символов.

2. Возможность кодирования алфавитов из максимально возможного числа языков в одной системе.

       Практически используют следующие системы кодирования.

Языковые теги и коды.

Языковые теги могут использоваться для обозначения региональных особенностей того или иного языка. Имеется основной субтег для идентификации языка (например, «en» для английского) и возможный дополнительный субтег для уточнения региона использования (например, «GB» — GreatBritain, Великобритания). Между субтегами обычно ставится дефис, в отдельных случаях — черта снизу. Примеры языковых тегов:

Английский язык: en-GB (Британский английский), en-US (Американский английский), en-AU (Австралийский английский).

Испанский язык: es-ES (Кастильский испанский, письменный и разговорный язык Испании), es-MX (Мексиканский испанский), es-AR (Аргентинский испанский), es-CO (Колумбийский испанский).

Португальский язык: pt-PT (Европейский португальский, письменный и разговорный язык Португалии), pt-BR (Бразильский португальский).

Китайский язык: zh-CN (Материковый Китай, упрощённые иероглифы), zh-TW (Тайвань, традиционные иероглифы), zh-HK (Гонконг, традиционные иероглифы).

Русский язык: ru-RU (Русский, Россия), ru-UA (Русский, Украина), uk-UA (Украинский, Украина)^[2]

Языковые коды определяются стандартом ISO 639-2 в виде трехбуквенного термина для идентификации каждого языка, например «eng» для английского или «tvl» для языка Тувалу. В то же время, эти коды не могут использоваться в качестве тегов, если соответствующий язык имеет двухбуквенный код согласно стандарту ISO 639-1.

 

Программные методы работы с текстовыми файлами

 

Для работы с файлами используются специальные типы данных, называемые потоками. Поток ifstream служит для работы с файлами в режиме чтения, а ofstream в режиме записи. Для работы с файлами в режиме как записи, так и чтения служит поток fstream.

В программах на C++ при работе с текстовыми файлами необходимо подключать библиотеки iostream и fstream.

Для записи данных в текстовый файл необходимо:

1) описать переменную типа ofstream,

2) открыть файл с помощью функции о pen,

3) вывести информацию в файл,

4) обязательно закрыть файл.

Для считывания данных из текстового файла необходимо:

1) описать переменную типа ifstream,

2) открыть файл с помощью функции open,

3) считать информацию из файла, при считывании каждой порции данных необходимо проверять, достигнут ли конец файла,

4) закрыть файл.

Решение

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <fstream>

#include <iomanip>

using namespace std;

intmain(){setlocale(LC_ALL, "RUS");

Inti, n;

double a;
//описывает поток для записи данных в файл

ofstreamf;

//открываем файл в режиме записи,

//режим ios:: out устанавливается по умолчанию

f.open("D:\\sites\\accounts.txt", ios::out);

//вводимколичествовещественныхчисел

cout<<"n="; cin>>n;

//цикл для ввода вещественных чисел

//и записи их в файл

for(i=0; i<n; i++)

{

cout<<"a=";

// вводчисла

cin>>a;

f<<a<<"\t";

}

// закрытиепотока

f.close();

system("pause");

return0;

}

Решение

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <fstream>

#include <iomanip>

#include <stdlib.h>

usingnamespace std;

intmain()

{ setlocale (LC_ALL, "RUS"); intn=0;

floata;fstreamF;

//открываемфайлврежимечтения

F.open("D:\\sites\\accounts.txt");

//еслиоткрытиефайлапрошлокорректно, то

If(F)

{

//циклдлячтениязначенийизфайла; выполнениециклапрервется,
//когдадостигнемконцафайла, вэтомслучае F. eof () вернетистину.

while (!F.eof())

{

//чтениеочередногозначенияизпотока F впеременную a

F>>a;

//выводзначенияпеременной a наэкран

cout<<a<<"\t";

//увеличениеколичествасчитанныхчисел

n++;

}

//закрытиепотока

F.close();

//воводнаэкранколичествасчитанныхчисел

cout<<"n="<<n<<endl;

}

//еслиоткрытиефайлапрошлонекорректно, товывод

//сообщенияоботсутствиитакогофайла

else cout<<" Файлнесуществует"<<endl;

system("pause");

return0;

}

Файловые системы

Файл. Файловая система. Ее задачи

 

Файл – одно из ключевых понятий в программировании. Вся информация, обрабатываемая вычислительными системами, содержится в электронной памяти в файловом виде.

Файлами называют поименованные области памяти на машинных носителях, обрабатываемые как единое целое. Их используют для организации и хранения данных (кодового представления информации). Отдельный машинный носитель (жесткий диск, флэш-накопитель, оптический диск) называют физическим диском. Также логическим диском называют программно разделенную часть физического диска. Данное подразделение применяют для того, чтобы с разными частями физического диска можно было бы выполнять различные операции. Таким образом, на уровне операционной системы память ЭВМ состоит из отдельных дисков, которые также называют томами.

В электронной памяти данные представлены в кодовом двоичном битовом виде, при котором элементарной единицей памяти является бит – ячейка, принимающая значения 0 или 1. В электронном носителе 0 соответствует отсутствию заряда в ячейке, а 1 – его наличию. В оптических носителях 0 соответствует короткой метке на дорожке диска, а 1 соответствует более длинной метке.

По стандарту минимальной адресуемой единицей памяти является байт - совокупность из 8 подряд стоящих двоичных битов. Поэтому файл на практике представляет собой последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем.

Как правило, файл хранит в себе какой-то определенный тип данных. Поэтому файлы различают по виду содержащейся в них информации— текст, графическую информацию, программный код и т.д. Существуют также файлы, включающие различные виды информации, например, изображение, текст и программный код.

По функциональному назначению файлы подразделяют на:

1) исполняемые файлы (программы), которые предназначены для выполнения некоторых действий,

2) файлы конфигурации, содержащие параметры, необходимые для работы некоторой программы,

3) файлы-библиотеки, содержащие описания типовых процедур, которые могут использоваться сразу несколькими программами,

4) документы - некие совокупности информации, создаваемые пользователем (или компьютером) с помощью программ и т.д.

Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для структурирования и обработки данных в машинной памяти в виде файлов и обеспечения доступа к ним.

Файловая система (ФС) задает способ организации (представления), хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в других устройствах: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, сгруппированной в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Все функции файловой системы можно разделить на две большие группы:

- функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.),

- функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.).

Конкретными задачами любой файловой системы являются следующие:

- именование файлов;

- программный интерфейс работы с файлами для приложений;

- отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

- организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;

- содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.);

- в многопользовательских системах - защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами.

Файловая система связывает конкретный носитель информации (диск) с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

В то же время, современные файловые системы не обязательно напрямую связаны с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.