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Acerca de archivos y estructuras de archivos. Clasificación, estructura, características de los sistemas de archivos.

¿Estructura informática (FS)? Casi todas las grandes empresas tienen máquinas de este tipo, por no hablar de los consumidores corrientes. Hoy en día, una de cada tres o incluso dos familias definitivamente tiene este tipo de equipo, y ni siquiera en una sola copia.

Quizás la generación más joven pueda adivinar de qué estamos hablando en realidad. Pero es posible que las personas mayores, cuya juventud pasó rodeada de otras tecnologías, no lo sepan. Mientras tanto, también empezaron a mostrar interés por las computadoras.

Definición de archivo

El funcionamiento de cualquier computadora está controlado por un sistema operativo, sin el cual es imposible utilizarla para el fin previsto. Para comprender qué es un sistema de archivos, es necesario comprender la esencia de otro término: archivo. En inglés, la palabra archivo se traduce como "carpeta" y significa un área de datos con nombre en un disco o cualquier otro medio de almacenamiento. También puede dar la siguiente definición de archivo: es una secuencia de un cierto número de bytes y su longitud es arbitraria.

¿Cómo comprender mejor la estructura de archivos de una computadora personal y de qué datos estamos hablando? Normalmente, cualquier información almacenada o procesada es:

documentos electrónicos;
Imágenes;
software;
composiciones musicales;
contenido de vídeo y más.

Sin embargo, toda esta información debe organizarse de alguna manera, lo cual se hace para comodidad del usuario. Pero esto no se aplica sólo a los archivos. Por ejemplo, todos guardamos los zapatos por separado de la ropa. Lo mismo se aplica a las compras, porque ¿nadie guarda zapatos al lado? Por ello, recurrimos a dos métodos probados:

clasificación;
agrupamiento.

En cuanto a los archivos, aquí se utiliza el método 2. De esto es responsable el sistema operativo. Pero opera a través de un sistema o estructura de archivos.

¿Qué quieres decir con sistema de archivos?

Básicamente, el sistema de archivos es parte del sistema operativo. Es gracias a él que es posible realizar diversas operaciones con información digital: nombrar archivos o cambiarles el nombre, así como eliminarlos, moverlos y realizar otras acciones. Esta es precisamente la esencia de lo que es la estructura de archivos de una computadora. Encontrarás la respuesta a esta pregunta a continuación.

En ocasiones, debido a algún tipo de falla del software, se puede perder información, y luego este recurso permite restaurarla. En pocas palabras, una estructura de archivos o más bien un sistema actúa como herramienta principal para trabajar con datos digitales.

Para agrupar archivos se crean los llamados directorios, que simplemente se denominan carpetas. Se trata de una especie de contenedores, dentro de los cuales se ubica toda la información almacenada y otros directorios. Se crean a través del propio sistema de archivos.

Si es necesario realizar alguna acción en un archivo (abrir, mover, etc.), el sistema operativo accede al sistema de archivos. Es este último quien realiza las manipulaciones necesarias. Ahora puede crear una definición más comprensible del sistema de archivos. Este es el proceso organizativo de almacenar datos en algún medio.

Sin embargo, cuando compra un disco duro nuevo, no puede escribir ninguna información en él inmediatamente. El hecho es que falta la estructura del sistema de archivos de la computadora; se crea solo después del proceso de formateo. Por cierto, si ya hay archivos en el medio, este procedimiento lo elimina todo por completo, por lo que debe tener cuidado.

funcionalidad FS

El sistema de archivos realiza varias funciones útiles:

Puede determinar la ubicación del archivo, así como su nombre, formato, tamaño y parámetros.
Determinar el orden en que se almacena la información en el medio.
Almacenamiento de información de servicio (áreas de disco defectuosas).
Determinar el número de archivos en un directorio.
Define la longitud máxima para los nombres de archivos y directorios.
Organización de la estabilidad del sistema ante posibles fallas eléctricas, así como errores de hardware y software.
Determinar la seguridad del almacenamiento de datos y proporcionar un acceso rápido a los mismos.

Y dado que los discos duros se utilizan principalmente para almacenar información, el orden organizativo se determina precisamente en relación con sus particiones (volúmenes).

Jerarquía

La estructura de archivos de una computadora parece un árbol. Un usuario atento puede notar que toda la información almacenada en una computadora, es decir, en un disco duro, se asemeja a una estructura jerárquica.

Es decir, dentro de un directorio puede haber otro, dentro del cual, a su vez, hay otro, y así sucesivamente. Todo esto le permite organizar el orden de trabajo y los usuarios saben qué es y dónde.

Aquellos directorios que se encuentran dentro de otros son, de hecho, las mismas carpetas, a las que también se les pueden asignar nombres. Solo que no escriben las últimas tres (o más) letras. Esto suele ser típico de los archivos y esta extensión de nombre determina su tipo. La carpeta contiene datos de varios tipos y, por lo tanto, no es necesario ampliar su nombre.

Por supuesto, nadie le prohibirá hacer esto, pero no tendrá sentido hacerlo. Además, una carpeta con el valor exe, por ejemplo, "Movies.exe", en la mayoría de los casos indica la presencia de un virus; en este caso, no se recomienda abrirla.

Atributos de archivo

Para facilitar el trabajo con la estructura de archivos de una computadora personal, se proporcionan parámetros especiales llamados atributos. Es decir, se trata de disposiciones que definen las reglas para ver o editar datos. Dependiendo de esto, existen 4 tipos de atributos principales:

Solo lectura - solo lectura (R).
Sistema - sistema (S).
Oculto - oculto (H).
Archivo - archivo (A).

ParámetroR- Su significado se puede entender por su nombre ruso. Es decir, esto se aplica al modo de edición: si dicho atributo está activado para un archivo, los intentos de cambiarlo no tendrán éxito. También es imposible de destruir. Por lo tanto, este parámetro es relevante para las redes locales, donde la mayoría de los usuarios dentro de esta red tienen acceso a los datos.

AtributoS indica que los archivos pertenecen al sistema operativo y su presencia es necesaria para un funcionamiento estable. Por lo tanto, si intenta eliminar o mover dichos datos (lo cual no es deseable), el sistema preguntará si el usuario realmente desea realizar la operación. Sin embargo, algunos virus pueden camuflarse de tal manera que tienen un efecto negativo en la estructura de archivos para almacenar información en la computadora.

Parámetroh cuando se activa, oculta los archivos de la vista. Esto se aplica a los datos más importantes del sistema que pueden eliminarse accidentalmente.

AtributoA indica que el archivo está comprimido.

Tipos de sistema de archivos

Existen varios tipos de sistemas de archivos, entre los cuales el usuario medio no encontrará diferencias visibles. Mientras tanto, cada variedad tiene sus propias características. Los sistemas de archivos se dividen según su finalidad:

para discos duros;
para medios magnéticos;
para medios ópticos;
para un entorno virtual;
red.

Los sistemas de archivos más utilizados son:

EXFAT.
NTFS.

Entre ellos, hay aquellos que ya están desactualizados, mientras que otros aún están en uso. Sin embargo, cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas. Vale la pena mirarlos con un poco más de detalle.

EFS

Suena así en su totalidad: Sistema de archivos cifrados. Esta estructura de archivos del sistema operativo de una computadora personal es más preferible debido al hecho de que todos los datos se encuentran en forma cifrada. Debido a esto, este tipo está muy extendido y funciona con sistemas operativos de toda la familia Windows.

El cifrado es fácil de configurar. Para hacer esto, vaya a las propiedades del archivo, haga clic en el botón "Otro", busque el elemento "Cifrar contenido para proteger datos" y marque la casilla junto a él. Después de eso, haga clic en "Nota" y "Aceptar". Además, puede especificar quién tiene permiso de acceso al archivo cifrado.

Formato de disco universal o UDF

Este sistema de archivos está diseñado para medios de almacenamiento, en particular discos ópticos. Compatible con Windows XP y sistemas operativos anteriores. Tiene sus propias características: la longitud del nombre del archivo no supera los 255 caracteres (codificación ASCII) o 127 (codificación Unicode).

En cuanto al caso, puede ser inferior o superior. La longitud máxima de la ruta es de 1023 caracteres.

EXFAT

¿Cuál es la estructura de archivos de una computadora EXFAT? Se utiliza principalmente para dispositivos de almacenamiento portátiles (unidades flash). Es una especie de intermediario entre Windows y Linux, que se encarga de convertir archivos de un sistema a otro. En Windows Vista y Windows 7, puede formatear unidades utilizando una herramienta estándar.

EXT

Este sistema de archivos fue desarrollado específicamente para aquellos sistemas operativos que se basan en el kernel de Linux. Los primeros desarrollos se presentaron a los usuarios en 1992. Hoy en día ya existen varias versiones:

ext2;
ext3;
ext3vaca;
ext4.

El último sistema es el más avanzado y nuevo y, por tanto, relevante. Las distribuciones modernas de Linux utilizan ext4. Puede comprender cuál es la estructura de archivos de una computadora usando el ejemplo de otros sistemas más conocidos, que se analizarán a continuación.

GORDO

Ahora es el turno de los sistemas reconocibles, incluido FAT. El sistema fue creado a finales del siglo pasado y Bill Gates y Mark McDonald fueron los responsables de su desarrollo. Debido a su simplicidad, todavía se utiliza en muchas unidades flash en la actualidad.

Hay varias variedades del mismo:

FAT12.
FAT16.
FAT32.

Se diferencian entre sí en términos de capacidad de bits, es decir, la cantidad de bits que se asignan para almacenar un clúster. En consecuencia, cuanto mayor sea la profundidad de bits, mayor será el volumen que puede soportar el sistema FAT. Su primera versión admitía una pequeña cantidad de datos según los estándares modernos: sólo 2 GB. En consecuencia, no es adecuado para particiones o discos con grandes volúmenes y, por lo tanto, queda obsoleto rápidamente.

Respecto a FAT32, hablamos de 127 gigas, que es su tamaño máximo para un disco. Y actualmente, en la mayoría de los casos, esto es exactamente lo que se utiliza.

NTFS

¿Cuál es la estructura de archivos de computadora NTFS? Este es el sistema más popular en la actualidad, que comenzó a ser desarrollado por Microsoft, conocido por la serie de sistemas operativos Windows. Su principal cualidad es que en caso de falla del sistema operativo todos los datos se guardarán, ya que este tipo es capaz de autorrepararse.

También hay otra característica: su estructura se presenta en forma de una tabla específica. Los primeros 16 datos del registro son el propio sistema de archivos. Cada byte es también una especie de tabla, que contiene un archivo espejo con extensión MFT, así como los datos de registro que serán necesarios en caso de recuperación de la información. Además de ellos, también hay información sobre el archivo en sí con sus datos, que se guardó en el disco duro.

NTFS se introdujo por primera vez en 1993 junto con el lanzamiento de Windows NT 3.1. Si lo comparamos con otra variedad, FAT, aquí se pueden encontrar una cantidad considerable de mejoras. Por ejemplo, ahora prácticamente no existen restricciones en cuanto al tamaño de un disco duro o sus particiones. Ahora también se admiten algunas funciones útiles: enlaces duros, cifrado, compresión.

Finalmente

Ahora, conociendo la definición de qué es una estructura de archivos informáticos, cualquier usuario podrá elegir la opción que más le convenga. Cada uno de los sistemas descritos tiene sus propias características, que determinaron el destino futuro de algunos de ellos.

Algunas ya no se utilizan. Esto se debe principalmente al hecho de que el volumen de datos aumenta constantemente. Y si antes 80-100 GB eran suficientes, ahora es una cantidad minúscula. Ahora el recuento ya está en terabytes.

Un objeto de longitud variable llamado archivo.

Archivo - es una secuencia con nombre de bytes de longitud arbitraria. Dado que un archivo puede tener una longitud cero, crear un archivo implica darle un nombre y registrarlo en el sistema de archivos; esta es una de las funciones del sistema operativo.

Normalmente, los datos que pertenecen al mismo tipo se almacenan en un archivo independiente. En este caso, el tipo de datos determina Tipo de archivo.

Dado que no hay límite de tamaño en la definición del archivo, se puede imaginar un archivo que tenga 0 bytes. (archivo vacío) y un archivo que tenga cualquier número de bytes.

Al definir un archivo, se presta especial atención al nombre. En realidad, lleva datos de dirección, sin los cuales los datos almacenados en el archivo no se convertirán en información debido a la falta de un método para acceder a ellos. Además de las funciones relacionadas con las direcciones, un nombre de archivo también puede almacenar información sobre el tipo de datos que contiene. Esto es importante para las herramientas automáticas para trabajar con datos, porque en función del nombre del archivo (o más bien, de su extensión), pueden determinar automáticamente un método adecuado para extraer información del archivo.

Estructura de archivos - Estructura jerárquica en la que el sistema operativo muestra archivos y directorios (carpetas).

Sirve como parte superior de la estructura. Nombre de la compañía, donde se guardan los archivos. A continuación, los archivos se agrupan en directorios (carpetas), dentro del cual se puede crear directorios anidados

Nombres de medios de almacenamiento externos. Los discos en los que se almacena la información en la computadora tienen sus propios nombres: cada disco lleva el nombre de una letra del alfabeto latino, seguida de dos puntos. Entonces, a los disquetes siempre se les asignan letras. A: Y EN:. Las unidades lógicas del disco duro se nombran comenzando con la letra CON:. Todos los nombres de unidades lógicas van seguidos de los nombres de las unidades de CD. Por ejemplo, instalado: una disquetera, un disco duro dividido en 3 unidades lógicas y una unidad de CD. Identificar las letras de todos los medios de almacenamiento. A:- unidad de disquete; CON:, D:, MI:- unidades lógicas del disco duro; F:- Unidad de CD.

Unidad lógica o volumen(Inglés) volumen o inglés dividir) - parte de la memoria a largo plazo de la computadora, considerada en su conjunto para facilitar su uso. El término "disco lógico" se utiliza en contraste con "disco físico", que se refiere a la memoria de un medio de disco específico.

Para el sistema operativo, no importa dónde se encuentren los datos: en un disco láser, en una partición del disco duro o en una unidad flash. Para unificar las áreas representadas de la memoria a largo plazo, se introduce el concepto de disco lógico.

Además de la información almacenada, el volumen contiene una descripción del sistema de archivos; por regla general, se trata de una tabla que enumera todos los archivos y sus atributos (Tabla de asignación de archivos, FAT). La tabla determina, en particular, en qué directorio (carpeta) se encuentra un archivo en particular. Gracias a esto, al mover un archivo de una carpeta a otra dentro del mismo volumen, los datos no se transfieren de una parte del disco físico a otra, sino que simplemente cambian la entrada en la tabla de asignación de archivos. Si un archivo se transfiere de una unidad lógica a otra (incluso si ambas unidades lógicas están ubicadas en la misma unidad física), necesariamente se producirá una transferencia física de datos (la copia se realizará con posterior eliminación del original si se realiza correctamente).

Por la misma razón, formatear y desfragmentar cada unidad lógica no afecta a las demás.

Catalogar (carpeta) - Espacio del disco (archivo de sistema especial) que almacena información de servicio sobre archivos (nombre, extensión, fecha de creación, tamaño, etc.). Los directorios de niveles inferiores están anidados dentro de directorios de niveles superiores y son para ellos. anidado. El directorio de nivel superior (superdirectorio) en relación con los directorios de nivel inferior se denomina directorio principal. El nivel superior de anidamiento de la estructura jerárquica es directorio raíz disco (Fig. 1). El directorio con el que el usuario está trabajando actualmente se llama actual.

Las reglas para nombrar un directorio no son diferentes de las reglas para nombrar un archivo, aunque no es habitual especificar extensiones de nombre para los directorios. Al escribir una ruta de acceso a un archivo a través de un sistema de subdirectorios, todos los directorios intermedios están separados por un símbolo específico. Muchos sistemas operativos utilizan "\" (barra invertida) como este carácter.

El requisito de un nombre de archivo único es obvio: sin él es imposible garantizar un acceso inequívoco a los datos. En la tecnología informática, el requisito de unicidad del nombre se garantiza automáticamente: ni el usuario ni la automatización pueden crear un archivo con un nombre idéntico a uno existente.

Cuando se utiliza un archivo que no está en el directorio actual, el programa que accede al archivo debe indicar dónde se encuentra exactamente el archivo. Esto se hace especificando la ruta al archivo.

La ruta al archivo- este es el nombre del medio (disco) y una secuencia de nombres de directorios, separados por el carácter "\" en el sistema operativo Windows (el carácter "/" se usa en el sistema operativo de línea UNIX). Esta ruta especifica la ruta al directorio en el que se encuentra el archivo deseado.

Hay dos métodos diferentes que se utilizan para especificar la ruta del archivo. En el primer caso, se proporciona cada archivo. nombre de ruta absoluta (nombre de archivo completo), que consta de los nombres de todos los directorios desde la raíz hasta el que contiene el archivo, y el nombre del archivo en sí. Por ejemplo, el camino C:\Abby\Doc\otchet.doc significa que el directorio raíz del disco CON: contiene un directorio Abby, que a su vez contiene un subdirectorio Doc donde se encuentra el archivo informe.doc. Los nombres de ruta absolutos siempre comienzan con el nombre del medio y el directorio raíz y son únicos. Aplica también nombre de ruta relativa. Se utiliza junto con el concepto. directorio actual. El usuario puede designar uno de los directorios como directorio de trabajo actual. En este caso, todos los nombres de ruta que no comienzan con un carácter delimitador se consideran relativos y se cuentan en relación con el directorio actual. Por ejemplo, si el directorio actual es Taxista, luego al archivo con ruta absoluta Taxista\ se puede contactar como Doc\otchet.doc.

Debido a que la estructura de archivos de una computadora puede ser importante, busque los documentos necesarios simplemente navegar por la estructura de archivos no siempre es conveniente. Generalmente se cree que todo usuario de computadora debe conocer (y recordar) la estructura de las carpetas en las que almacena los documentos. Sin embargo, hay ocasiones en las que los documentos se guardan fuera de esta estructura. Por ejemplo, muchas aplicaciones guardan documentos en carpetas predeterminadas si el usuario olvidó especificar explícitamente dónde se debe guardar el documento. Esta carpeta predeterminada puede ser la carpeta que se guardó por última vez, la carpeta en la que se encuentra la aplicación, algún tipo de carpeta de servicio, por ejemplo \ Mis documentos etcétera. En tales casos, los archivos de documentos pueden “perderse” entre la masa de otros datos.

La necesidad de buscar archivos surge especialmente durante el trabajo de configuración. Un caso típico es cuando, en busca de la fuente de cambios incontrolados en el sistema operativo, es necesario encontrar todos los archivos que se han modificado recientemente. Las herramientas de búsqueda automática de archivos también son ampliamente utilizadas por los especialistas que configuran sistemas informáticos: les resulta difícil navegar por la estructura de archivos de la computadora personal de "otra persona" y la búsqueda de los archivos necesarios mediante la navegación no siempre les resulta productiva.

herramienta de búsqueda principal Windows XP iniciar desde el menú principal con el comando Inicio > Buscar > Archivos y carpetas. Otra opción de inicio no es menos conveniente: desde cualquier ventana de carpeta (Ver > Barras del Explorador > Buscar > Archivos y Carpetas o clave F3).

Los controles proporcionados en el panel de búsqueda le permiten localizar el área de búsqueda según la información disponible sobre el nombre y la dirección del archivo. Se permiten caracteres comodín al ingresar un nombre de archivo «*» Y «?» . Símbolo «*» reemplaza cualquier número de caracteres arbitrarios, y el carácter «?» reemplaza cualquier carácter. Entonces, por ejemplo, buscando un archivo llamado *.TXT terminará mostrando todos los archivos con una extensión de nombre. TXT, y el resultado de buscar archivos con el nombre *.??t Habrá una lista de todos los archivos con extensiones de nombre. txt, .bat, .dat etcétera.

Al buscar archivos con nombres "largos", debe tener en cuenta que si el nombre "largo" contiene espacios (y esto es aceptable), al crear una tarea de búsqueda, dicho nombre debe estar entre comillas, por ejemplo: "Trabajo actual.doc".

La barra de búsqueda tiene controles ocultos adicionales. Se muestran al hacer clic en la flecha que se expande hacia abajo.

· Pregunta ¿Cuándo se realizaron los últimos cambios? le permite limitar el alcance de la búsqueda por la fecha de creación, última modificación o apertura del archivo.

· Pregunta ¿Cuál es el tamaño del archivo? le permite limitar su búsqueda a archivos de un tamaño determinado.

· Párrafo Opciones adicionales le permite especificar el tipo de archivo, permitir la visualización de archivos y carpetas ocultos y configurar algunas otras opciones de búsqueda.

En los casos en que se busca un documento de texto sin formato, es posible buscar no sólo por los atributos del archivo, sino también por su contenido. El texto deseado se puede ingresar en el campo. Una palabra o frase en un archivo.

La búsqueda de un documento basándose en un fragmento de texto no produce resultados si se trata de un documento que tiene formato, porque los códigos de formato violan la secuencia natural de los códigos de caracteres del texto. En estos casos, en ocasiones puedes utilizar la herramienta de búsqueda que viene con la aplicación que formatea los documentos.

19.Compresión de datos y archivo de archivos.

Un rasgo característico de la mayoría de los tipos de datos "clásicos" con los que la gente trabaja tradicionalmente es una cierta redundancia. El grado de redundancia depende del tipo de datos. Además, el grado de redundancia de datos depende del sistema de codificación adoptado. Entonces, por ejemplo, podemos decir que codificar información de texto usando el idioma ruso (usando el alfabeto ruso) proporciona en promedio entre un 20 y un 30% más de redundancia que codificar información adecuada usando el idioma inglés.
La redundancia también juega un papel importante en el procesamiento de la información. Sin embargo, cuando no se trata de procesar, sino de almacenar documentos terminados o transmitirlos, se puede reducir la redundancia, lo que da el efecto de compresión de datos.
Si se aplican métodos de compresión de información a documentos terminados, el término compresión de datos a menudo se reemplaza por el término archivo de datos, y las herramientas de software que realizan estas operaciones se denominan archivadores.
Dependiendo del objeto en el que se encuentren los datos a comprimir, existen:
- compactación (archivo) de archivos;
- compactación (archivo) de carpetas;
- compactación del disco.
Si el contenido de los datos cambia durante la compresión, el método de compresión es irreversible y cuando los datos se restauran desde un archivo comprimido, la secuencia original no se restaura por completo. Estos métodos también se denominan métodos de compresión con pérdida controlada. Son aplicables únicamente para aquellos tipos de datos para los cuales la pérdida formal de parte del contenido no conduce a una disminución significativa de las propiedades del consumidor. En primer lugar, esto se aplica a los datos multimedia: secuencias de vídeo, grabaciones musicales, grabaciones sonoras y dibujos. Los métodos de compresión con pérdida suelen proporcionar tasas de compresión mucho más altas que los métodos reversibles, pero no se pueden aplicar a documentos de texto, bases de datos o incluso códigos de programas. Los formatos típicos de compresión con pérdida son:
- JPG para datos gráficos;
- .MPG para datos de vídeo;
- . M RZ para datos de audio.
Si la compresión de datos sólo cambia su estructura, entonces el método de compresión es reversible. A partir del código resultante, puede restaurar la matriz original aplicando el método inverso. Se utilizan métodos reversibles para comprimir cualquier tipo de datos. Los formatos típicos de compresión sin pérdidas son:
- .GIF, CONSEJO,. PCX y muchos otros para datos gráficos;
- .AVI para datos de vídeo;
- .ZIP, .ARJ, .BAR, .LZH, .LH, .CAB y muchos otros para cualquier tipo de datos.
Los formatos de compresión de datos “clásicos”, muy utilizados en el trabajo diario con la computadora, son los formatos .ZIP y .ARJ. Recientemente, se les ha agregado el popular formato .RAR.
Las funciones básicas que realizan la mayoría de los administradores de archivos modernos incluyen:
- extraer archivos de archivos;
- creación de nuevos archivos;
- agregar archivos a un archivo existente;
- creación de archivos autoextraíbles;
- creación de archivos distribuidos en medios de baja capacidad;
- probar la integridad de la estructura del archivo;
- restauración total o parcial de archivos dañados;
- protección de archivos contra visualización y modificación no autorizada.
Archivos autoextraíbles. Un archivo autoextraíble se prepara sobre la base de un archivo normal adjuntándole un pequeño módulo de software. El archivo en sí recibe una extensión de nombre.EXE, que es típica de los archivos ejecutables.
Archivos distribuidos. Algunos administradores (por ejemplo, WinZip) realizan la división directamente en disquetes y otros (por ejemplo, WinRAR y WinArj) le permiten dividir previamente el archivo en fragmentos de un tamaño determinado en el disco duro. Posteriormente, se pueden transferir a medios externos mediante copia.
Al crear archivos distribuidos, el administrador WinZip tiene una característica desagradable: cada volumen contiene archivos con el mismo nombre. Como resultado, no es posible determinar los números de volumen almacenados en cada disquete por nombre de archivo. Los administradores de archivos WinArj y WinRAR etiquetan todos los archivos distribuidos con nombres diferentes y, por lo tanto, no crean tales problemas.
Protección de archivos. En la mayoría de los casos, los archivos están protegidos mediante una contraseña, que se solicita cuando intenta ver, descomprimir o cambiar el archivo.
Las funciones adicionales de los administradores de archivos incluyen funciones de servicio que hacen que el trabajo sea más conveniente. A menudo se implementan conectando externamente utilidades adicionales y proporcionan:
- ver archivos de varios formatos sin extraerlos del archivo;
buscar archivos y datos dentro de archivos;
instalación de programas desde archivos sin descomprimir previamente;
comprobar la ausencia de virus informáticos en el archivo antes de descomprimirlo;
protección criptográfica de información de archivo;
decodificar mensajes de correo electrónico;
compactación “transparente” de archivos ejecutables.EXE y.DLL;
creación de archivos multivolumen autoextraíbles;
seleccionar o ajustar la relación de compresión de la información.

Clasificación, estructura, características de los sistemas de archivos!!!

1. Concepto, estructura y funcionamiento del sistema de ficheros.

Un sistema de archivos es un conjunto (orden, estructura y contenido) de organización del almacenamiento de datos en medios de almacenamiento, que proporciona acceso directo a los datos almacenados en el nivel cotidiano, es un conjunto de todos los archivos y carpetas en un disco; Se considera que las "unidades" principales de un sistema de archivos son un clúster, un archivo, un directorio, una partición, un volumen y un disco.
Una colección de ceros y unos en un medio de almacenamiento forma un clúster (el tamaño mínimo de espacio para almacenar información, también se les suele llamar el concepto de sector, su tamaño es un múltiplo de 512 bytes).
Archivos - una colección con nombre de bytes divididos en sectores. Dependiendo del sistema de archivos, un archivo puede tener un conjunto diferente de propiedades. Para mayor comodidad al trabajar con archivos, se utilizan sus nombres (identificadores simbólicos).
Para organizar la estructura del sistema de archivos, los archivos se agrupan en catálogos .
Capítulo - un área de un disco creada al particionarlo y que contiene uno o más volúmenes formateados.
Volumen - área de partición con sistema de archivos, tabla de archivos y área de datos. Una o más secciones conforman disco .
Toda la información sobre los archivos se almacena en un área especial de la partición: la tabla de archivos. La tabla de archivos le permite asociar identificadores de archivos numéricos e información adicional sobre ellos (fecha de modificación, derechos de acceso, nombre, etc.) con el contenido real del archivo almacenado en otra área de partición.

MBR (Master Boot Record) un área especial ubicada al principio del disco que contiene la información necesaria para que el BIOS inicie el sistema operativo desde el disco duro.
La tabla de particiones también se encuentra al principio del disco; su tarea es almacenar información sobre las particiones: inicio, longitud, carga. La partición de inicio contiene el sector de inicio, que almacena el programa de inicio del sistema operativo.

La cuenta regresiva comienza desde el MBR (desde el sector número 0) para todas las particiones primarias, tanto regulares como extendidas, y solo para las primarias.
Todas las secciones lógicas regulares (no las lógicas extendidas) se especifican mediante un desplazamiento relativo al comienzo de la sección extendida en la que se describen.
Todas las particiones lógicas extendidas se especifican mediante un desplazamiento relativo al comienzo de la partición primaria extendida.

El proceso de arranque del sistema operativo es el siguiente:
Cuando enciende la computadora, el BIOS toma el control del procesador, arranca desde el disco duro, carga el primer sector del disco (MBR) en la RAM de la computadora y le transfiere el control).

El MBR se puede escribir como un gestor de arranque "estándar",

y cargadores de arranque como LILO/GRUB.

El cargador de arranque estándar encuentra la primera partición con el indicador de arranque en la tabla de particiones principal, lee su primer sector (sector de arranque) y transfiere el control al código escrito en este sector de arranque. Si en lugar del cargador de arranque MBR estándar hay otro, entonces no mira el indicador de arranque y puede arrancar desde cualquier partición (prescrito en su configuración).

Por ejemplo, para cargar el sistema operativo Windows NT/2k/XP/2003, se escribe código en el sector de arranque que carga el cargador principal (ntloader) desde la partición actual en la memoria.
Cada sistema de archivos FAT16/FAT32/NTFS utiliza su propio gestor de arranque. La raíz de la partición debe contener el archivo ntldr. Si ve el mensaje "Falta NTLDR" cuando intenta iniciar Windows, entonces este es precisamente el caso cuando falta el archivo ntldr. Además, para el funcionamiento normal de ntldr, es posible que necesite los archivos bootfont.bin, ntbootdd.sys, ntdetect.com y un boot.ini escrito correctamente.

Ejemplo de arranque.ini

C:\boot.ini

tiempo de espera = 8
predeterminado=C:\gentoo.bin

C:\gentoo.bin="Gentoo Linux"
multi(0)disco(0)rdisco(0)partición(1)\WINDOWS="Windows XP (32 bits)" /fastdetect /NoExecute=OptIn
multi(0)disco(0)rdisco(0)partición(3)\WINDOWS="Windows XP (64 bits)" /fastdetect /usepmtimer

Ejemplo de archivo de configuración grub.conf

#grub.conf generado por anaconda
#
#Tenga en cuenta que no es necesario volver a ejecutar grub después de realizar cambios en este archivo.
#
#AVISO: Tienes una partición /boot. Esto significa que
#todas las rutas de kernel e initrd son relativas a /boot/, por ejemplo.
#root (hdO.O)
#kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#initrd/initrd-version.img
#boot=/dev/sda default=0 tiempo de espera=5
imagensalpicadura=(hdO,0)/grub/splash.xpm.gz
menú oculto
título Servidor Red Hat Enterprise Linux (2.6.18-53.el 5)
raíz(hdO.O)
kernel /vmlinuz-2.6.18-53.el5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet-
initrd /initrd-2.6.18-53.el5.img

Estructura del archivo lilo.conf

# Archivo de configuración de LILO generado por "liloconfig"
//Sección para describir parámetros globales
# Iniciar la sección global de LILO
//La ubicación donde está grabado Lilo. En este caso es MBR
arranque = /dev/hda
//Mensaje que se muestra al cargar
mensaje = /boot/boot_message.txt
//Enviar una invitación
inmediato
//Tiempo de espera para seleccionar el sistema operativo
tiempo de espera = 1200
# Anula los valores predeterminados peligrosos que reescriben la tabla de particiones:
reglas de cambio
reiniciar
#Consola framebuffer VESA @ 800x600x256
//Seleccionar el modo de vídeo para mostrar el menú
VGA = 771
# Fin de la sección global de LILO
//Sección para describir los parámetros de arranque de Windows
# Comienza la configuración de la partición de arranque de DOS
otro = /dev/hda1
etiqueta = Windows98
tabla = /dev/hda
# Finaliza la configuración de la partición de arranque de DOS
//Sección para describir los parámetros de arranque de QNX
# Comienza la configuración de la partición de arranque QNX
//Ruta al sistema operativo
otro = /dev/hda2
etiqueta = QNX
tabla = /dev/hda
# Finaliza la configuración de la partición de arranque QNX
//Sección para describir los parámetros de arranque de Linux
# Comienza la configuración de la partición de arranque de Linux
//Ruta a la imagen del kernel
imagen = /boot/vmlinuz
raíz = /dev/hda4
etiqueta = Slackware
solo lectura
# Finaliza la configuración de la partición de arranque de Linux

2.Los sistemas de archivos más famosos.

Sistema avanzado de archivo de discos
AdvFS
Ser sistema de archivos
CSI-DOS
Sistema de cifrado de archivos
Sistema de archivos extendido
Segundo sistema de archivos extendido
Tercer sistema de archivos extendido
Cuarto sistema de archivos extendido
Tabla de asignación de archivos (FAT)
Archivos - 11
Sistema de archivos jerárquico
HFS Plus
Sistema de archivos de alto rendimiento (HPFS)
ISO 9660
Sistema de archivos registrado
Sistema de archivos Macintosh
sistema de archivos MINIX
MicroDOS
Siguiente3
Nueva implementación de una F con estructura logarítmica (NILFS)
Servicios de almacenamiento de Novell
Sistema de archivos de nueva tecnología (NTFS)
protogono
ReiserFS
Sistema de archivos inteligente
Squashfs
Sistema de archivos Unix
Formato de disco universal (UDF)
Sistema de archivos Veritas
Almacenamiento futuro de Windows (WinFS)
Escribir en cualquier lugar Diseño de archivos
Sistema de archivos Zettabyte (ZFS)

3.Principales características de los sistemas de archivos.

El sistema operativo proporciona a las aplicaciones un conjunto de funciones y estructuras para trabajar con archivos. Las capacidades del sistema operativo imponen restricciones adicionales a las limitaciones del sistema de archivos; las principales restricciones incluyen:

Tamaño de volumen máximo (mínimo);
- Número máximo (mínimo) de archivos en el directorio raíz;
- Número máximo de archivos en un directorio no raíz;
- Seguridad a nivel de archivos;
- Soporte para nombres de archivos largos;
- Autosanación;
- Compresión a nivel de archivo;
- Mantener registros de transacciones;

4. Breve descripción de los sistemas de archivos más habituales FAT, NTFS, EXT.

Sistema de archivos FAT.

FAT (tabla de asignación de archivos) significa tabla de asignación de archivos.
En el sistema de archivos FAT, el espacio en disco lógico de cualquier unidad lógica se divide en dos áreas:
- área del sistema;
- área de datos.
El área del sistema se crea durante el formateo y se actualiza cuando se manipula la estructura del archivo. El área de datos contiene archivos y directorios subordinados a la raíz y se puede acceder a ellos a través de la interfaz de usuario. El área del sistema consta de los siguientes componentes:
- registro de arranque;
- sectores reservados;
- tablas de asignación de archivos (FAT);
- directorio raíz.
La tabla de asignación de archivos es un mapa (imagen) del área de datos, que describe el estado de cada sección del área de datos. El área de datos se divide en grupos. Un clúster es uno o más sectores contiguos en un espacio de direcciones de disco lógico (solo área de datos). En la tabla FAT, los grupos que pertenecen al mismo archivo (directorio no raíz) están vinculados en cadenas. El sistema de gestión de archivos FAT16 utiliza una palabra de 16 bits para indicar el número de clúster, por lo que puede tener hasta 65.536 clústeres.
Un clúster es la unidad mínima direccionable de memoria de disco asignada a un archivo o directorio no raíz. Un archivo o directorio ocupa un número entero de clústeres. En este caso, es posible que el último clúster no se utilice por completo, lo que provocará una pérdida notable de espacio en disco si el tamaño del clúster es grande.
Dado que la FAT se utiliza de forma muy intensiva al acceder al disco, se carga en la RAM y permanece allí el mayor tiempo posible.
El directorio raíz se diferencia de un directorio normal en que está ubicado en una ubicación fija en un disco lógico y tiene una cantidad fija de elementos. Para cada archivo y directorio, el sistema de archivos almacena información de acuerdo con la siguiente estructura:
- nombre de archivo o directorio – 11 bytes;
- atributos de archivo – 1 byte;
- campo de reserva – 1 byte;
- tiempo de creación – 3 bytes;
- fecha de creación – 2 bytes;
- fecha del último acceso – 2 bytes;
- reservado – 2 bytes;
- hora de la última modificación – 2 bytes;
- número de grupo inicial en FAT – 2 bytes;
- tamaño del archivo: 4 bytes.
La estructura del sistema de archivos es jerárquica.

Sistema de archivos FAT32.
FAT32 es un sistema de archivos de 32 bits completamente independiente y contiene numerosas mejoras y adiciones con respecto a FAT16. La diferencia fundamental entre FAT32 es el uso más eficiente del espacio en disco: FAT32 utiliza clústeres más pequeños, lo que permite ahorrar espacio en disco.
FAT32 puede mover el directorio raíz y utilizar la copia de seguridad FAT en lugar de la estándar. El registro de arranque mejorado FAT32 le permite crear copias de estructuras de datos críticas, lo que hace que las unidades sean más resistentes a las violaciones de la estructura FAT que las versiones anteriores. El directorio raíz es una cadena normal de clústeres, por lo que puede ubicarse en cualquier ubicación del disco, lo que elimina la limitación del tamaño del directorio raíz.

Sistema de archivos NTFS.
El sistema de archivos NTFS (New Technology File System) contiene una serie de mejoras y cambios importantes que lo distinguen significativamente de otros sistemas de archivos. Desde el punto de vista de los usuarios, los archivos todavía se almacenan en directorios, pero trabajar en discos grandes en NTFS es mucho más eficiente:
- existen medios para restringir el acceso a archivos y directorios;
- se han introducido mecanismos que aumentan significativamente la fiabilidad del sistema de archivos;
- Se han eliminado muchas restricciones sobre el número máximo de sectores y/o clústeres del disco.

Principales características del sistema de archivos NTFS:
- fiabilidad. Las computadoras de alto rendimiento y los sistemas compartidos deben tener una mayor confiabilidad; para ello se ha introducido un mecanismo de transacción en el que se registran las transacciones de archivos;
- funcionalidad ampliada. Se han introducido nuevas funciones en NTFS: tolerancia a fallos mejorada, emulación de otros sistemas de archivos, un modelo de seguridad potente, procesamiento paralelo de flujos de datos, creación de atributos de archivo definidos por el usuario;
- Soporte estándar POSIX. Las características básicas incluyen nombres de archivos opcionales que distinguen entre mayúsculas y minúsculas, almacenamiento de la hora en que se accedió por última vez a un archivo y un mecanismo de nombre alternativo que permite hacer referencia al mismo archivo con varios nombres;
- flexibilidad. La asignación de espacio en disco es muy flexible: el tamaño del clúster puede variar desde 512 bytes hasta 64 KB.
NTFS funciona bien con grandes conjuntos de datos y grandes volúmenes. El tamaño máximo de volumen (y archivo) es 16 EB. (1 EB equivale a 2**64 o 16000 mil millones de gigabytes). La cantidad de archivos en los directorios raíz y no raíz no está limitada. Debido a que la estructura de directorios NTFS se basa en una estructura de datos eficiente llamada "árbol binario", el tiempo de búsqueda de archivos en NTFS no está relacionado linealmente con la cantidad de archivos.
NTFS tiene algunas capacidades de autorreparación y admite varios mecanismos para verificar la integridad del sistema, incluido el registro de transacciones, que le permite rastrear las operaciones de escritura de archivos en el registro del sistema.
El sistema de archivos NTFS admite el modelo de objetos de seguridad y trata todos los volúmenes, directorios y archivos como objetos NTFS independientes. Los derechos de acceso a volúmenes, directorios y archivos dependen de la cuenta de usuario y del grupo al que pertenece.
El sistema de archivos NTFS tiene capacidades de compresión integradas que se pueden aplicar a volúmenes, directorios y archivos.

Sistema de archivos ext3.
El sistema de archivos ext3 puede admitir archivos de hasta 1 TB de tamaño. Con el kernel de Linux 2.4, el tamaño del sistema de archivos está limitado por el tamaño máximo del dispositivo de bloque, que es de 2 terabytes. En Linux 2.6 (para procesadores de 32 bits), el tamaño máximo del dispositivo de bloque es 16 TB; sin embargo, ext3 solo admite hasta 4 TB.
Ext3 tiene buena compatibilidad con NFS y no tiene problemas de rendimiento cuando hay escasez de espacio libre en el disco. Otra ventaja de ext3 proviene del hecho de que se basa en el código ext2. El formato de disco de ext2 y ext3 es idéntico; De esto se deduce que, si es necesario, el sistema de archivos ext3 se puede montar como ext2 sin ningún problema. Y eso no es todo. Debido al hecho de que ext2 y ext3 utilizan metadatos idénticos, es posible actualizar ext2 a ext3 sobre la marcha.
Fiabilidad ext3
Además de ser compatible con ext2, ext3 hereda otras ventajas del formato de metadatos común. Los usuarios de ext3 tienen a su disposición la herramienta fsck que ha sido probada durante años. Por supuesto, la razón principal para cambiar a un sistema de archivos con registro en diario es eliminar la necesidad de realizar comprobaciones periódicas y prolongadas de la coherencia de los metadatos en el disco. Sin embargo, el "registro" no protege contra fallas del kernel o daños al disco (ni nada por el estilo). En caso de emergencia, apreciará el hecho de que ext3 tiene continuidad desde ext2 con su fsck.
Llevar un diario en ext3.
Ahora que tenemos una comprensión general del problema, veamos cómo ext3 realiza el registro en diario. El código de registro ext3 utiliza una API especial llamada capa de dispositivo de bloqueo de diario o JBD. JBD fue diseñado para iniciar sesión en cualquier dispositivo de bloque. Ext3 está vinculado a la API JBD. En este caso, el código del sistema de archivos ext3 informa al JBD sobre la necesidad de modificación y solicita permiso al JBD para llevarla a cabo. JBD gestiona el diario en nombre del controlador del sistema de archivos ext3. Esta convención es muy conveniente, ya que el JBD se desarrolla como un objeto universal separado y puede usarse en el futuro para registrar en otros sistemas de archivos.
Protección de datos en Ext3
Ahora podemos hablar sobre cómo el sistema de archivos ext3 proporciona registro tanto para datos como para metadatos. En realidad, existen dos métodos para garantizar la coherencia en ext3.
ext3 fue diseñado originalmente para registrar datos y metadatos completos. En este modo (llamado modo "datos=diario"), JBD registra todos los cambios en el sistema de archivos, relacionados tanto con los datos como con los metadatos. En este caso, JBD puede utilizar el diario para revertir y restaurar metadatos y datos. La desventaja del registro "completo" es su rendimiento bastante bajo y el consumo de una gran cantidad de espacio en disco para el diario.
Recientemente, se agregó un nuevo modo de registro en diario a ext3 que combina un alto rendimiento con la garantía de coherencia de la estructura del sistema de archivos después de una falla (como los sistemas de archivos con registro "normales"). El nuevo modo de funcionamiento solo sirve metadatos. Sin embargo, el controlador del sistema de archivos ext3 aún rastrea el procesamiento de bloques completos de datos (si implican modificación de metadatos) y los agrupa en un objeto separado llamado transacción. La transacción se completará sólo después de que todos los datos se hayan escrito en el disco. Un efecto secundario de esta tosca técnica (llamada modo "datos=ordenados") es que ext3 proporciona una mayor probabilidad de integridad de los datos (en comparación con los sistemas de archivos de registro "avanzados") al tiempo que garantiza la coherencia de los metadatos. En este caso, sólo se registran los cambios en la estructura del sistema de archivos. Ext3 usa este modo por defecto.
Ext3 tiene muchas ventajas. Está diseñado para una máxima facilidad de implementación. Se basa en años de código ext2 probado y heredó la maravillosa herramienta fsck. Ext3 está destinado principalmente a aplicaciones que no tienen capacidades integradas para garantizar la integridad de los datos. En general, ext3 es un sistema de archivos maravilloso y una digna continuación de ext2. Hay una característica más que distingue positivamente a ext3 de otros sistemas de archivos registrados en Linux: su alta confiabilidad.

El sistema de archivos ext4 es una digna continuación evolutiva del sistema ext.

Acerca de archivos y estructuras de archivos

¿Qué es un archivo?

La información en medios externos se almacena en forma de archivos. Trabajar con archivos es un tipo de trabajo informático muy importante. Todo se almacena en archivos: tanto el software como la información necesaria para el usuario. Con los archivos, como con los documentos comerciales, constantemente hay que hacer algo: copiarlos de un soporte a otro, destruir los innecesarios, crear otros nuevos, buscarlos, cambiarles el nombre, ordenarlos en un orden u otro, etc.

Archivo- Se trata de información almacenada en medios externos y unida por un nombre común.

Para aclarar el significado de este concepto conviene utilizar la siguiente analogía: el propio medio de almacenamiento (disco) es como un libro. Hablamos sobre el hecho de que un libro es la memoria externa de una persona y un disco magnético es la memoria externa de una computadora. El libro consta de capítulos (historias, secciones), cada uno de los cuales tiene un título. Los archivos también tienen sus propios nombres. Estos se denominan nombres de archivos. Al principio o al final de un libro suele haber un índice: una lista de títulos de capítulos. También existe una lista de directorios en el disco que contiene los nombres de los archivos almacenados.

Puede mostrar el directorio para ver si el archivo que necesita está en la unidad.

Cada archivo almacena un objeto de información separado: un documento, un artículo, una matriz numérica, un programa, etc. La información contenida en el archivo se activa, es decir, puede ser procesada por una computadora, solo después de cargarse en la RAM.

Cualquier usuario que trabaje en una computadora tiene que lidiar con archivos. Incluso para poder jugar un juego de computadora, necesita averiguar en qué archivo está almacenado su programa, poder encontrarlo e inicializar el programa.

Trabajar con archivos en una computadora se realiza utilizando el sistema de archivos. Sistema de archivos- esta es una parte funcional del sistema operativo que realiza operaciones con archivos.

Para encontrar el archivo requerido, el usuario debe saber: a) cuál es el nombre del archivo; b) dónde se almacena el archivo.

Nombre del archivo

En casi todos los sistemas operativos, el nombre del archivo se compone de dos partes separadas por un punto. Por ejemplo:

A la izquierda del punto está el nombre del archivo real (tu-prog). La parte del nombre que sigue al punto se llama extensión de archivo (pas). Por lo general, en los nombres de archivos se utilizan letras y números latinos. En la mayoría de los sistemas operativos, la longitud máxima de la extensión es de 3 caracteres. Además, es posible que el nombre del archivo no tenga extensión. En el sistema operativo Windows, se permiten letras rusas en los nombres de archivos; La longitud máxima del nombre es de 255 caracteres.

La extensión indica qué tipo de información se almacena en este archivo. Por ejemplo, la extensión txt normalmente denota un archivo de texto (contiene texto); extensión pxx - archivo gráfico (contiene una imagen), zip o gag - archivo de almacenamiento (contiene archivo - información comprimida), pas - programa en Pascal.

Unidades lógicas

Una computadora puede tener varias unidades de disco, dispositivos para trabajar con discos. Cada unidad recibe un nombre de una letra (seguido de dos puntos), por ejemplo A:, B:, C:. A menudo, en las computadoras personales, un disco de gran capacidad integrado en la unidad del sistema (llamado disco duro) se divide en particiones. Cada una de estas particiones se denomina disco lógico y recibe el nombre C:, D:, E:, etc. Los nombres A: y B: generalmente se refieren a discos extraíbles de pequeña capacidad: disquetes (disquetes). También pueden considerarse nombres de discos, solo lógicos, cada uno de los cuales ocupa por completo un disco real (físico). Por lo tanto, A:, B:, C:, D: son todos nombres de unidades lógicas.

El nombre de la unidad lógica que contiene el archivo es la primera "coordenada" que determina la ubicación del archivo.

Estructura de archivos de disco

La colección completa de archivos en el disco y las relaciones entre ellos se llama estructura de archivos. Diferentes sistemas operativos pueden admitir diferentes organizaciones de estructura de archivos. Hay dos tipos de estructuras de archivos: simples o de un solo nivel y jerárquicas, de varios niveles.

Estructura de archivos de un solo nivel es una secuencia simple de archivos. Para buscar un archivo en el disco, solo necesita especificar el nombre del archivo. Por ejemplo, si el archivo tetris.exe se encuentra en la unidad A:, entonces su “dirección completa” se verá así:

Los sistemas operativos con una estructura de archivos de un solo nivel se utilizan en las computadoras educativas más simples equipadas únicamente con disquetes.

Estructura de archivos multinivel- una forma de árbol (jerárquica) de organizar archivos en un disco. Para facilitar la comprensión de este tema, utilizaremos una analogía con el método tradicional "en papel" de almacenar información. En esta analogía, un archivo se representa como algún documento titulado (texto, dibujo) en hojas de papel. El siguiente elemento más grande en la estructura del archivo se llama catalogar. Siguiendo con la analogía del “papel”, pensaremos en un directorio como una carpeta en la que se pueden adjuntar muchos documentos, es decir, archivos. El directorio también recibe su propio nombre (piense en ello en la portada de una carpeta).

El directorio en sí puede ser parte de otro directorio externo a él. Esto es similar a anidar una carpeta dentro de otra carpeta más grande. Por tanto, cada directorio puede contener muchos archivos y subdirectorios (llamados subdirectorios). El directorio de nivel superior que no está anidado dentro de ningún otro directorio se denomina directorio raíz.

En el sistema operativo Windows, el término "carpeta" se utiliza para hacer referencia al concepto de "directorio".

Una representación gráfica de una estructura de archivos jerárquica se llama árbol.

En la Fig. 2.9 Los nombres de los directorios se escriben en letras mayúsculas y los nombres de los archivos se escriben en letras minúsculas. Aquí en el directorio raíz hay dos carpetas: IVANOV y PETROV y un archivo fin.com. La carpeta IVANOV contiene dos subcarpetas PROGS y DATA. La carpeta DATOS está vacía; hay tres archivos en la carpeta PROGS, etc. En el árbol, el directorio raíz suele estar representado por el símbolo \.

La ruta al archivo

Ahora imagina que necesitas encontrar un documento específico. Para hacer esto, necesita conocer la casilla en la que se encuentra, así como la “ruta” al documento dentro de la casilla: la secuencia completa de carpetas que deben abrirse para llegar a los documentos que está buscando.

La segunda coordenada que determina la ubicación del archivo es ruta al archivo en el disco. La ruta a un archivo es una secuencia de nombres de directorio, que comienza desde el directorio raíz y termina en aquel en el que está almacenado directamente el archivo.

Aquí hay una analogía familiar de cuento de hadas con el concepto de "camino a un archivo": "Hay un cofre colgado de un roble, en el cofre hay una liebre, en la liebre hay un pato, en el pato hay es un huevo, en el huevo hay una aguja, en cuyo extremo está la muerte de Koshcheev”.

El nombre de la unidad lógica, la ruta del archivo y el nombre del archivo escritos en secuencia conforman nombre de archivo completo.

Si se muestra en la Fig. 2.9 se almacena en la unidad C:, luego los nombres completos de algunos de los archivos incluidos en ella en el simbolismo de los sistemas operativos MS-DOS y Windows se ven así:

C:\IVANOV\PROGS\progl.pas

C:\PETROV\DATOS\task.dat

Tabla de asignación de archivos

La información sobre la estructura de archivos del disco está contenida en el mismo disco en forma de tabla de asignación de archivos. Usando el sistema de archivos del sistema operativo, el usuario puede ver secuencialmente el contenido de los directorios (carpetas) en la pantalla, moviéndose hacia abajo o hacia arriba en el árbol de estructura de archivos.

En la Fig. La Figura 2.10 muestra un ejemplo de visualización de un árbol de directorios en la unidad lógica E: en la pantalla de la computadora (ventana izquierda).

La ventana derecha muestra el contenido de la carpeta ARCON. ") entonces hay muchos archivos de diferentes tipos. Por lo tanto, por ejemplo, está claro que el nombre completo del primer archivo de la lista es el siguiente:

E:\JUEGO\JUEGOS\ARCON\dos4gw.exe

En la tabla puede obtener información adicional sobre los archivos. Por ejemplo, el archivo dos4gw.exe tiene un tamaño de 254.556 bytes y se creó el 31 de mayo de 1994 a las 2:00 am.

Al encontrar una entrada sobre el archivo deseado en dicha lista, usando los comandos del sistema operativo, el usuario puede realizar varias acciones con él: inicializar el programa contenido en el archivo; eliminar, renombrar, copiar archivos. Aprenderás a realizar todas estas operaciones en una lección práctica.

Preguntas y tareas

Interfaz de usuario

Interfaz de usuario amigable

Familiarícese ahora con el nuevo concepto de "interfaz de usuario".

Los desarrolladores de software moderno están tratando de hacer que el trabajo del usuario en la computadora sea conveniente, simple y visual. Las cualidades de consumo de cualquier programa están determinadas en gran medida por la conveniencia de su interacción con el usuario.

La forma de interacción entre un programa y un usuario se llama interfaz de usuario. Una forma de interacción fácil de usar se denomina interfaz fácil de usar.

Interfaz orientada a objetos

La interfaz de los sistemas y programas de aplicación modernos se denomina interfaz orientada a objetos. Un ejemplo de un sistema operativo que implementa un enfoque orientado a objetos es Windows.

El sistema operativo trabaja con muchos objetos, que incluyen: documentos, programas, unidades de disco, impresoras y otros objetos con los que tratamos cuando trabajamos en el sistema operativo.

Los documentos contienen cierta información: texto, sonido, imágenes, etc. Se utilizan programas para procesar documentos. Los programas y documentos individuales están indisolublemente vinculados: un editor de texto trabaja con documentos de texto, un editor gráfico trabaja con fotografías e ilustraciones y un programa de procesamiento de sonido le permite grabar, editar y escuchar archivos de sonido.

Los documentos y programas son objetos de información. Y objetos como unidades de disco e impresoras son objetos de hardware (físicos). El sistema operativo asocia el objeto con:

designación gráfica;

propiedades;

comportamiento.

La interfaz del sistema operativo utiliza íconos (también llamados pictogramas, íconos) y nombres para designar documentos, programas y dispositivos. El nombre y el icono permiten distinguir fácilmente un objeto de otro (Fig. 2.11).

Cada objeto está asociado con un conjunto específico de propiedades y un conjunto de acciones que se pueden realizar sobre el objeto.

Por ejemplo, las propiedades de un documento son su ubicación en la estructura del archivo y su tamaño. Acciones sobre un documento: abrir (ver o escuchar), renombrar, imprimir, copiar, guardar, eliminar, etc.

Menú de contexto

El sistema operativo proporciona la misma interfaz de usuario cuando se trabaja con diferentes objetos. En el sistema operativo Windows, para familiarizarse con las propiedades de un objeto y las posibles acciones sobre él, se utiliza el menú contextual (Fig. 2.12) (para llamar al menú contextual, seleccione el icono del objeto y haga clic derecho).

Menú es una lista que se muestra en pantalla desde la cual el usuario puede seleccionar el elemento que necesita.

Arroz. 2.12. Menú contextual del documento

En el menú de la Fig. 2.12 todos los párrafos, excepto el último, se refieren a acciones que se pueden realizar con el documento. El elemento de menú deseado se selecciona utilizando las teclas del cursor o un manipulador (por ejemplo, un mouse). Si selecciona el elemento del menú "Propiedades", se mostrará una lista de propiedades de este objeto en la pantalla.

Preguntas y tareas

Un archivo es información que se almacena en un medio de almacenamiento de computadora con un nombre específico.

Los archivos pueden almacenar programas, textos y datos.

Los archivos se identifican (identificados de forma única) por nombres. Los usuarios dan a los archivos nombres simbólicos. En algunos sistemas operativos, como el sistema operativo de Microsoft, cada nombre de archivo consta directamente de Nombre del archivo proporcionada por el usuario, y extensiones. Esto tiene en cuenta las restricciones del sistema operativo tanto en los caracteres utilizados en el nombre como en la longitud del nombre. Hasta hace poco, estos límites eran muy estrechos. Por ejemplo, el sistema de archivos del sistema operativo MS-DOS limitó la longitud del nombre al esquema 8.3 (se asignaron 8 caracteres para el nombre, 3 para la extensión). Los sistemas de archivos modernos suelen admitir nombres de archivos simbólicos largos. Los sistemas operativos Windows permiten nombres de hasta 255 caracteres. La extensión está separada del nombre del archivo por el símbolo "." (punto).

La extensión muestra el tipo de archivo:

exe, com archivos ejecutables, es decir. programas escritos en uno de los lenguajes de programación;

doc: archivos creados en el editor de texto de Word;

xls: archivos creados en la hoja de cálculo de Excel;

mdb: accede a archivos del sistema de gestión de bases de datos (DBMS).

Normalmente, para facilitar su uso, los archivos se combinan en directorios (carpetas).

Para que el sistema operativo acceda a los archivos, debe especificar nombre de archivo completo, que consta del nombre del dispositivo externo (normalmente un disco), una secuencia de subcarpetas y un nombre de archivo. Por ejemplo,

C:\Usuario\Carta.doc – nombre de archivo completo Carta.doc ubicado en la unidad C: en la carpeta Usuario. se llama la secuencia del nombre del dispositivo externo y todas las subcarpetas ruta completa al archivo.

A veces, al realizar determinadas operaciones (buscar, copiar, eliminar archivos), puede utilizar patrones de nombre de archivo.

Una plantilla es un nombre genérico para un grupo de archivos que contiene los caracteres: * o?.

Símbolo * significa que en su lugar puede aparecer cualquier carácter válido, comenzando desde la posición donde aparece y hasta el final del nombre.

Símbolo ? indica que una posición determinada puede contener cualquier carácter válido, pero sólo uno.

Por ejemplo,

muestra *.doc representa todos los archivos con la extensión .doc,

la plantilla Letter?.doc denota todos los archivos denominados Letter1.doc, Letter3.doc, LetterZ.doc, LetterA.doc, etc.

Para almacenar archivos en discos y proporcionar acceso a ellos, los sistemas operativos de disco modernos crean sistemas de archivos. El principio de organización de muchos sistemas de archivos es tabular.

Concepto sistema de archivos tiene dos significados. Este es el nombre, en primer lugar, de una forma específica de organizar archivos, directorios, etc., y en segundo lugar, de un conjunto específico de archivos, directorios, etc., organizados según este método.

Los datos sobre en qué parte del disco se graba un archivo en particular se almacenan en el área del sistema del disco en especial tablas de asignación de archivos.

Sistemas de archivos de Microsoft.

Las primeras versiones del sistema operativo Windows de Microsoft utilizaban tablas de asignación de archivos. GORDO (FAT – ArchivoasignarionMesa).

Como resultado del formateo, se forman pistas (círculos concéntricos) en el disco, cada una de las cuales contiene un cierto número de sectores. Un sector es una sección de una pista que almacena la mínima información que se puede leer o escribir en un disco.

Para organizar el acceso a archivos grabados en discos magnéticos, el sistema operativo crea una lista de sectores asignados a cada archivo. Normalmente, el espacio en disco se asigna a archivos en bloques de varios sectores, llamados grupos 5 . El cluster es la unidad más pequeña direccionamiento datos (determinando su ubicación) en el disco.

FAT consta de celdas que almacenan números de grupo, y la principal diferencia entre diferentes FAT es el tamaño de estas celdas, determinado por la cantidad de dígitos binarios (bits). El sistema operativo Windows 95 utiliza FAT16, en el que se asignan 16 bits para la dirección del clúster y, por lo tanto, el número de clústeres es 65.536 (2 · 16). En el caso de que un clúster sea igual a un sector (512 bytes), la capacidad máxima del disco será de 32 MB. Con la llegada de los discos de alta capacidad, el clúster comenzó a constar de varios sectores: 2, 4, 8, etc.

Aquí es donde surge el problema del uso irracional del espacio en disco. El hecho es que un clúster no puede contener más de un archivo. Luego, un archivo de 1 KB utilizará un clúster de 8 KB y 16 KB, según el tamaño del disco. Windows 95 OSR2 introdujo el formato de tabla de asignación de archivos FAT32 (32 bits) y aumentó el número de clústeres a 232 = 4.294.967.296, lo que permite clústeres de 4 KB.

Cada archivo está asociado con el nombre completo del archivo, la fecha de creación del archivo, los atributos del archivo y la longitud del archivo.

El elemento FAT para la descripción del archivo incluye:

byte de atributo;

tiempo de modificación;

fecha de modificación;

No. del primer grupo desde el cual comienza la grabación del archivo;

tamaño del archivo.

Cuando se escribe un archivo en el disco, el sistema operativo escribe el número del primer clúster asignado al archivo en el directorio en el que se crea el archivo. Luego, en el elemento que representa este clúster en la FAT, el SO escribe el número del siguiente clúster, el archivo seleccionado, etc. Así, iniciando la búsqueda de un archivo en el directorio y siguiendo los punteros en la FAT, el SO Puede seleccionar grupos relacionados con el archivo en el orden apropiado, grupo por grupo. Por eso, si se destruye la tabla FAT, el archivo no se puede restaurar. La tabla FAT se almacena en el disco en dos copias.

El sistema de archivos FAT16 es compatible con todos los sistemas operativos de Microsoft, algunos sistemas operativos Unix y sistemas operativos OS/2.

Windows NT Workstation, Windows 2000 Professional y Windows XP admiten el sistema de archivos NTFS.

El sistema de archivos NTFS se representa como una tabla. MFT (Maestro Archivo Mesa), teniendo la siguiente forma:

La longitud máxima de la tabla es 1500 bytes.

Los primeros 16 registros son registros de servicio; almacenan información que describe la propia tabla MFT (análoga al área del sistema FAT).

A partir de la entrada 17 hay descripciones de archivos y carpetas:

información estándar: fecha y hora de creación del archivo, su tamaño;

nombre del archivo: almacenado en 2 versiones: largo (hasta 255 caracteres) y corto (8 + 3), utilizado cuando se utiliza el archivo en MS DOS;

el descriptor de seguridad indica quién tiene qué derechos sobre un archivo o carpeta determinado;

datos: se almacenan los datos de los archivos mismos. Si el archivo es corto, entonces todos los datos están en este lugar. Si el archivo es grande, parte del mismo se almacena en un campo de esta tabla MFT y la parte restante se almacena en cualquier otra área, y se hace referencia a esta área en la MFT.

El sistema de archivos NTFS admite un alto nivel de seguridad (cada archivo puede tener un descriptor de protección para copiar, leer, escribir, modificar, etc.) y se pueden configurar diferentes derechos para diferentes grupos de usuarios.

Sistema operativo	Sistema de archivos
Microsoft MS-DOS
Microsoft Windows 95
Microsoft Windows 95 OSR2
Microsoft Windows 98
Microsoft WindowsNT
Microsoft Windows 2000	NTFS, FAT16, FAT32
MicrosoftWindowsXP	NTFS, FAT16, FAT32

Windows NT, Windows 2000 Professional y Windows XP admiten el sistema de archivos FAT cuando se ejecutan en disquetes. El disco duro admite dos sistemas de archivos: FAT y NTFS.

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