ไฟล์บนคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นและวางตามหลักการของระบบ ด้วยการนำไปใช้งาน ผู้ใช้จึงได้รับโอกาสในการเข้าถึงข้อมูลที่จำเป็นได้อย่างสะดวกสบายโดยไม่ต้องคำนึงถึงอัลกอริธึมที่ซับซ้อนในการเข้าถึงข้อมูลนั้น ระบบไฟล์มีการจัดการอย่างไร? อันไหนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน? อะไรคือความแตกต่างระหว่างระบบไฟล์ที่เป็นมิตรกับพีซี? และที่ใช้ในอุปกรณ์พกพา - สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต?

ระบบไฟล์: คำจำกัดความ

ตามคำจำกัดความทั่วไป ระบบไฟล์คือชุดของอัลกอริธึมและมาตรฐานที่ใช้ในการจัดระเบียบการเข้าถึงข้อมูลที่อยู่บนคอมพิวเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ใช้พีซี ผู้เชี่ยวชาญบางคนถือว่านี่เป็นส่วนหนึ่งของผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีอื่นๆ โดยตระหนักถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามันเกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบปฏิบัติการ โดยเชื่อว่าระบบไฟล์เป็นองค์ประกอบอิสระของการจัดการข้อมูลคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้อย่างไรก่อนที่จะมีการประดิษฐ์ระบบไฟล์? วิทยาการคอมพิวเตอร์ในฐานะสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ได้บันทึกความจริงที่ว่าการจัดการข้อมูลมาเป็นเวลานานได้ดำเนินการผ่านโครงสร้างภายในกรอบของอัลกอริธึมที่ฝังอยู่ในโปรแกรมเฉพาะ ดังนั้น หนึ่งในเกณฑ์สำหรับระบบไฟล์คือการมีมาตรฐานที่เหมือนกันสำหรับโปรแกรมส่วนใหญ่ที่เข้าถึงข้อมูล

ระบบไฟล์ทำงานอย่างไร

ประการแรก ระบบไฟล์คือกลไกที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ ตามกฎแล้วเรากำลังพูดถึงสื่อแม่เหล็กหรือเลเซอร์ที่นี่ - ฮาร์ดไดรฟ์, ซีดี, ดีวีดี, แฟลชไดรฟ์, ฟล็อปปี้ดิสก์ที่ยังไม่ล้าสมัย เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของระบบ เรามากำหนดว่าไฟล์นั้นคืออะไร

ตามคำจำกัดความที่ยอมรับโดยทั่วไปในหมู่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีนี่คือพื้นที่ข้อมูลที่มีขนาดคงที่ซึ่งแสดงเป็นหน่วยข้อมูลพื้นฐาน - ไบต์ ไฟล์นี้อยู่ในดิสก์มีเดียซึ่งมักจะอยู่ในรูปแบบของบล็อกที่เชื่อมต่อถึงกันหลายบล็อกซึ่งมี "ที่อยู่" การเข้าถึงเฉพาะ ระบบไฟล์จะกำหนดพิกัดเดียวกันเหล่านี้และ "รายงาน" ไปยังระบบปฏิบัติการตามลำดับ ซึ่งส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องไปยังผู้ใช้อย่างชัดเจน มีการเข้าถึงข้อมูลเพื่ออ่าน แก้ไข หรือสร้างข้อมูลใหม่ อัลกอริธึมเฉพาะสำหรับการทำงานกับไฟล์ "พิกัด" อาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภทของคอมพิวเตอร์ OS ลักษณะเฉพาะของข้อมูลที่จัดเก็บ และเงื่อนไขอื่นๆ ดังนั้นจึงมีระบบไฟล์หลายประเภท แต่ละอันได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานบนระบบปฏิบัติการเฉพาะหรือสำหรับการทำงานกับข้อมูลบางประเภท

การปรับสื่อดิสก์เพื่อใช้ผ่านอัลกอริธึมของระบบไฟล์เฉพาะเรียกว่าการจัดรูปแบบ องค์ประกอบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องของดิสก์ - คลัสเตอร์ - เตรียมไว้สำหรับการเขียนไฟล์ในภายหลังรวมถึงการอ่านตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ในระบบการจัดการข้อมูลเฉพาะ จะเปลี่ยนระบบไฟล์ได้อย่างไร? ในกรณีส่วนใหญ่ สามารถทำได้โดยการฟอร์แมตสื่อจัดเก็บข้อมูลใหม่เท่านั้น ตามกฎแล้วไฟล์จะถูกลบ อย่างไรก็ตามมีตัวเลือกในการเปลี่ยนระบบการจัดการข้อมูลโดยใช้โปรแกรมพิเศษซึ่งยังคงเป็นไปได้แม้ว่าจะต้องใช้เวลามากในการเปลี่ยนระบบการจัดการข้อมูลโดยปล่อยให้โปรแกรมหลังไม่ถูกแตะต้อง

ระบบไฟล์ไม่ทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาด อาจมีความล้มเหลวบางประการในการจัดระเบียบการทำงานกับบล็อกข้อมูล แต่โดยส่วนใหญ่แล้วสิ่งเหล่านี้จะไม่สำคัญ ตามกฎแล้วไม่มีปัญหาในการแก้ไขระบบไฟล์หรือกำจัดข้อผิดพลาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน Windows OS มีโซลูชันซอฟต์แวร์ในตัวสำหรับผู้ใช้ทุกคนสำหรับสิ่งนี้ เช่นโปรแกรม Check Disk เป็นต้น

พันธุ์

ระบบไฟล์ประเภทใดที่พบบ่อยที่สุด? ก่อนอื่นอาจเป็นระบบปฏิบัติการพีซีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก - Windows ระบบไฟล์ Windows หลักคือ FAT, FAT32, NTFS และการแก้ไขต่างๆ นอกจากคอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน และแท็บเล็ตก็ได้รับความนิยมแล้ว ส่วนใหญ่ถ้าเราพูดถึงตลาดโลกและไม่คำนึงถึงความแตกต่างในแพลตฟอร์มเทคโนโลยีจะถูกควบคุมโดยระบบปฏิบัติการ Android และ iOS ระบบปฏิบัติการเหล่านี้ใช้อัลกอริธึมของตัวเองในการทำงานกับข้อมูลที่แตกต่างจากที่แสดงลักษณะของระบบไฟล์ Windows

มาตรฐานเปิดกว้างสำหรับทุกคน

โปรดทราบว่าเมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการรวมมาตรฐานบางอย่างในตลาดอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกในแง่ของระบบปฏิบัติการที่ทำงานด้วยข้อมูลประเภทต่างๆ เรื่องนี้สามารถเห็นได้ในสองด้าน ประการแรก อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ OS สองประเภทที่แตกต่างกันมักจะใช้ระบบไฟล์เดียวกัน ซึ่งสามารถเข้ากันได้กับแต่ละ OS เท่าๆ กัน ประการที่สองตามกฎแล้วระบบปฏิบัติการเวอร์ชันใหม่สามารถจดจำได้ไม่เพียง แต่ระบบไฟล์ทั่วไปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบที่ใช้ในระบบปฏิบัติการอื่นแบบดั้งเดิมด้วย - ทั้งผ่านอัลกอริธึมในตัวและการใช้ซอฟต์แวร์บุคคลที่สาม ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไป Linux เวอร์ชันใหม่จะรู้จักระบบไฟล์ที่ทำเครื่องหมายไว้สำหรับ Windows โดยไม่มีปัญหา

โครงสร้างระบบไฟล์

แม้ว่าจะมีการนำเสนอประเภทของระบบไฟล์เป็นจำนวนมาก แต่โดยทั่วไปแล้วระบบไฟล์เหล่านั้นจะทำงานตามหลักการที่คล้ายกันมาก (เราได้สรุปโครงร่างทั่วไปไว้ด้านบน) และอยู่ภายในกรอบขององค์ประกอบหรือวัตถุโครงสร้างที่คล้ายกัน มาดูพวกเขากันดีกว่า ออบเจ็กต์หลักของระบบไฟล์คืออะไร?

สิ่งสำคัญประการหนึ่งคือ - เป็นพื้นที่ข้อมูลที่แยกออกมาซึ่งสามารถวางไฟล์ได้ โครงสร้างไดเร็กทอรีเป็นแบบลำดับชั้น มันหมายความว่าอะไร? ไดเร็กทอรีตั้งแต่หนึ่งไดเร็กทอรีขึ้นไปอาจอยู่ภายในไดเร็กทอรีอื่น ซึ่งในทางกลับกันก็เป็นส่วนหนึ่งของ "ที่เหนือกว่า" “สิ่งสำคัญ” ที่สุดคือไดเร็กทอรีรูท หากเราพูดถึงหลักการที่ระบบไฟล์ Windows ใช้งานได้ - 7, 8, XP หรือเวอร์ชันอื่น - ไดเร็กทอรีรากคือไดรฟ์แบบลอจิคัลซึ่งกำหนดด้วยตัวอักษร - โดยปกติคือ C, D, E (แต่คุณสามารถกำหนดค่าใด ๆ ที่เป็น เป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ) ตัวอย่างเช่น Linux OS ซึ่งเป็นไดเร็กทอรีรากมีสื่อแม่เหล็กโดยรวม ในระบบปฏิบัติการนี้และระบบปฏิบัติการอื่นๆ ตามหลักการ เช่น Android จะไม่มีการใช้ไดรฟ์แบบลอจิคัล เป็นไปได้ไหมที่จะจัดเก็บไฟล์โดยไม่มีไดเร็กทอรี? ใช่. แต่นี่ไม่สะดวกมาก ที่จริงแล้วความสะดวกสบายในการใช้พีซีเป็นเหตุผลหนึ่งในการแนะนำหลักการกระจายข้อมูลไปยังไดเร็กทอรีในระบบไฟล์ อย่างไรก็ตามพวกเขาสามารถเรียกต่างกันได้ ใน Windows ไดเร็กทอรีเรียกว่าโฟลเดอร์ ใน Linux โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน แต่ชื่อดั้งเดิมของไดเร็กทอรีในระบบปฏิบัติการนี้ซึ่งใช้มานานหลายปีคือ "ไดเร็กทอรี" เช่นเดียวกับใน Windows และ Linux OS ก่อนหน้า - DOS, Unix

ในบรรดาผู้เชี่ยวชาญด้านไอที ไม่มีความคิดเห็นที่ชัดเจนว่าไฟล์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นองค์ประกอบโครงสร้างของระบบที่เกี่ยวข้องหรือไม่ ผู้ที่เชื่อว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมดโต้แย้งมุมมองของตนโดยกล่าวว่าระบบสามารถดำรงอยู่ได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีไฟล์ แม้ว่านี่จะเป็นปรากฏการณ์ที่ไร้ประโยชน์จากมุมมองเชิงปฏิบัติก็ตาม แม้ว่าจะไม่มีไฟล์ที่เขียนลงดิสก์ แต่ระบบที่เกี่ยวข้องอาจยังคงอยู่ โดยปกติแล้ว สื่อแม่เหล็กที่จำหน่ายในร้านค้าจะไม่มีไฟล์ใดๆ แต่พวกเขามีระบบที่เกี่ยวข้องอยู่แล้ว อีกมุมมองหนึ่งคือไฟล์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนสำคัญของระบบที่จัดการไฟล์เหล่านั้น ทำไม แต่เนื่องจากตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวไว้ อัลกอริธึมในการใช้งานได้รับการปรับให้ทำงานกับไฟล์ที่อยู่ในกรอบมาตรฐานบางอย่างเป็นหลัก ระบบที่เป็นปัญหาไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งอื่นใด

องค์ประกอบอื่นที่มีอยู่ในระบบไฟล์ส่วนใหญ่คือพื้นที่ข้อมูลที่มีข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของไฟล์เฉพาะในตำแหน่งเฉพาะ นั่นคือคุณสามารถวางทางลัดไว้ในที่เดียวบนดิสก์ได้ แต่ก็เป็นไปได้ที่จะให้การเข้าถึงพื้นที่ข้อมูลที่ต้องการซึ่งอยู่ในส่วนอื่นของสื่อ คุณสามารถพิจารณาได้ว่าทางลัดนั้นเป็นออบเจ็กต์ที่สมบูรณ์ของระบบไฟล์หากคุณยอมรับว่าไฟล์ก็เป็นเช่นนั้นเช่นกัน

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ไม่ผิดที่จะบอกว่าข้อมูลทั้งสามประเภท - ไฟล์ ทางลัด และไดเร็กทอรี - เป็นองค์ประกอบของระบบที่เกี่ยวข้อง อย่างน้อยวิทยานิพนธ์นี้ก็จะต้องสอดคล้องกับมุมมองทั่วไปประการหนึ่ง สิ่งสำคัญที่สุดที่กำหนดลักษณะการทำงานของระบบไฟล์คือหลักการตั้งชื่อไฟล์และไดเร็กทอรี

ชื่อไฟล์และไดเร็กทอรีบนระบบที่แตกต่างกัน

หากเรายอมรับว่าไฟล์ยังคงเป็นส่วนประกอบของระบบที่สอดคล้องกับไฟล์เหล่านั้น ก็ควรพิจารณาโครงสร้างพื้นฐานของไฟล์เหล่านั้น สิ่งแรกที่ต้องทราบคืออะไร? เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น ระบบการจัดการข้อมูลสมัยใหม่ส่วนใหญ่จึงมีโครงสร้างการตั้งชื่อไฟล์สองระดับ ระดับแรกคือชื่อ ประการที่สองคือการขยายตัว ลองใช้ไฟล์เพลง Dance.mp3 เป็นตัวอย่าง การเต้นรำคือชื่อ Mp3 - ส่วนขยาย ประการแรกมีวัตถุประสงค์เพื่อเปิดเผยแก่ผู้ใช้ถึงสาระสำคัญของเนื้อหาของไฟล์ (และเพื่อให้โปรแกรมเป็นแนวทางในการเข้าถึงอย่างรวดเร็ว) ส่วนที่สองระบุประเภทไฟล์ ถ้าเป็น MP3 ก็เดาได้ง่ายว่าเรากำลังพูดถึงดนตรี ไฟล์ที่มีนามสกุล Doc ตามกฎแล้วคือเอกสาร JPEG คือรูปภาพ Html คือหน้าเว็บ

ไดเร็กทอรีจะมีโครงสร้างระดับเดียว พวกเขามีเพียงชื่อไม่มีนามสกุล หากเราพูดถึงความแตกต่างระหว่างระบบการจัดการข้อมูลประเภทต่างๆ สิ่งแรกที่คุณควรใส่ใจก็คือหลักการของการตั้งชื่อไฟล์และไดเร็กทอรีที่ใช้งานในระบบนั้น ส่วนระบบปฏิบัติการ Windows มีรายละเอียดดังนี้ ในระบบปฏิบัติการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก สามารถตั้งชื่อไฟล์เป็นภาษาใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม ความยาวสูงสุดนั้นมีจำกัด ระยะเวลาที่แน่นอนขึ้นอยู่กับระบบการจัดการข้อมูลที่ใช้ โดยทั่วไปค่าเหล่านี้จะอยู่ระหว่าง 200-260 อักขระ

กฎทั่วไปสำหรับระบบปฏิบัติการทั้งหมดและระบบการจัดการข้อมูลที่สอดคล้องกันคือไฟล์ที่มีชื่อเดียวกันจะต้องไม่อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวกัน ใน Linux มี "การเปิดเสรี" บางอย่างของกฎนี้ อาจมีไฟล์อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวกันซึ่งมีตัวอักษรเหมือนกัน แต่คนละกรณี ตัวอย่างเช่น Dance.mp3 และ DANCE.mp3 สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้บน Windows OS กฎเดียวกันนี้ยังถูกกำหนดขึ้นในแง่ของการวางไดเร็กทอรีภายในไดเร็กทอรีอื่น ๆ

ที่อยู่ไฟล์และไดเร็กทอรี

การระบุที่อยู่ไฟล์และไดเร็กทอรีเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบที่เกี่ยวข้อง บน Windows รูปแบบที่กำหนดเองอาจมีลักษณะดังนี้: C:/Documents/Music/ - นี่คือการเข้าถึงไดเร็กทอรี Music หากเราสนใจไฟล์ใดไฟล์หนึ่ง ที่อยู่อาจมีลักษณะดังนี้: C:/Documents/Music/Dance.mp3 ทำไมต้อง "กำหนดเอง"? ความจริงก็คือในระดับของการโต้ตอบระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ระหว่างส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ โครงสร้างการเข้าถึงไฟล์นั้นซับซ้อนกว่ามาก ระบบไฟล์จะกำหนดตำแหน่งของบล็อกไฟล์และโต้ตอบกับระบบปฏิบัติการในการดำเนินการที่ซ่อนอยู่เป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากมากที่ผู้ใช้พีซีจะจำเป็นต้องใช้รูปแบบ "ที่อยู่" อื่นๆ เกือบทุกครั้งจะมีการเข้าถึงไฟล์ตามมาตรฐานที่กำหนด

การเปรียบเทียบระบบไฟล์สำหรับ Windows

เราได้ศึกษาหลักการทั่วไปของการทำงานของระบบไฟล์ ให้เราพิจารณาคุณสมบัติของประเภทที่พบบ่อยที่สุด ระบบไฟล์ที่ใช้บ่อยที่สุดใน Windows ได้แก่ FAT, FAT32, NTFS และ exFAT ตัวแรกในชุดนี้ถือว่าล้าสมัย ในเวลาเดียวกัน มันเป็นเรือธงของอุตสาหกรรมมาเป็นเวลานาน แต่เมื่อเทคโนโลยีพีซีเติบโตขึ้น ความสามารถของมันไม่ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้และความต้องการทรัพยากรของซอฟต์แวร์อีกต่อไป

ระบบไฟล์ที่ออกแบบมาเพื่อแทนที่ FAT คือ FAT32 ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุว่า ตอนนี้เป็นที่นิยมมากที่สุดในตลาดพีซีที่ใช้ Windows มักใช้เมื่อจัดเก็บไฟล์ไว้ในฮาร์ดไดรฟ์และแฟลชไดรฟ์ นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตได้ว่าระบบการจัดการข้อมูลนี้มีการใช้เป็นประจำในโมดูลหน่วยความจำของอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ - โทรศัพท์, กล้องถ่ายรูป ข้อได้เปรียบหลักของ FAT32 ซึ่งผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีเน้นย้ำก็คือ แม้ว่าระบบไฟล์นี้จะถูกสร้างขึ้นโดย Microsoft แต่ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ รวมถึงระบบปฏิบัติการที่ติดตั้งบนอุปกรณ์ดิจิทัลประเภทที่ระบุ ก็สามารถทำงานกับข้อมูลภายใน กรอบของอัลกอริธึมที่ฝังอยู่ในนั้น

ระบบ FAT32 ก็มีข้อเสียหลายประการเช่นกัน ก่อนอื่น เราสามารถทราบข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดของไฟล์ที่ถ่ายหนึ่งไฟล์ - ต้องมีขนาดไม่เกิน 4 GB นอกจากนี้ ในระบบ FAT32 คุณไม่สามารถใช้เครื่องมือ Windows ในตัวเพื่อระบุไดรฟ์แบบลอจิคัลที่มีขนาดมากกว่า 32 GB แต่สามารถทำได้โดยการติดตั้งซอฟต์แวร์พิเศษเพิ่มเติม

ระบบจัดการไฟล์ยอดนิยมอีกระบบหนึ่งที่พัฒนาโดย Microsoft คือ NTFS ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีบางคนระบุว่าพารามิเตอร์ส่วนใหญ่นั้นเหนือกว่า FAT32 แต่วิทยานิพนธ์นี้เป็นจริงเมื่อเราพูดถึงคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Windows NTFS ไม่อเนกประสงค์เท่า FAT32 ลักษณะเฉพาะของการทำงานทำให้การใช้ระบบไฟล์นี้ไม่สะดวกสบายเสมอไป โดยเฉพาะบนอุปกรณ์พกพา ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของ NFTS คือความน่าเชื่อถือ ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่ฮาร์ดไดรฟ์สูญเสียพลังงานกะทันหัน โอกาสที่ไฟล์จะได้รับความเสียหายจะลดลงเนื่องจากอัลกอริธึมการทำสำเนาข้อมูลที่มีให้ใน NTFS

หนึ่งในระบบไฟล์ใหม่ล่าสุดจาก Microsoft คือ exFAT เหมาะที่สุดสำหรับแฟลชไดรฟ์ หลักการพื้นฐานของการทำงานเหมือนกับใน FAT32 แต่ก็มีการปรับปรุงใหม่ที่สำคัญในบางด้าน เช่น ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดของไฟล์เดียว ในขณะเดียวกัน ระบบ exFAT ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุไว้นั้นเป็นหนึ่งในระบบที่มีความสามารถรอบด้านต่ำ ในคอมพิวเตอร์ที่ไม่ใช่ Windows การจัดการไฟล์อาจทำได้ยากเมื่อใช้ exFAT ยิ่งไปกว่านั้น แม้แต่ใน Windows บางเวอร์ชัน เช่น XP ข้อมูลบนดิสก์ที่ฟอร์แมตโดยใช้อัลกอริธึม exFAT ก็อาจไม่สามารถอ่านได้ คุณจะต้องติดตั้งไดรเวอร์เพิ่มเติม

โปรดทราบว่าเนื่องจากการใช้ระบบไฟล์ที่ค่อนข้างหลากหลายใน Windows OS ผู้ใช้อาจประสบปัญหาเป็นระยะในแง่ของความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ต่าง ๆ กับคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น ในบางกรณี จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ระบบไฟล์ WPD (Windows Portable Devices - เทคโนโลยีที่ใช้เมื่อทำงานกับอุปกรณ์พกพา) บางครั้งผู้ใช้อาจไม่มีมันอยู่ในมือ และด้วยเหตุนี้ สื่อระบบปฏิบัติการภายนอกจึงอาจไม่รู้จักมัน ระบบไฟล์ WPD อาจต้องมีการปรับซอฟต์แวร์เพิ่มเติมให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง ในบางกรณี ผู้ใช้จะถูกบังคับให้ติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีเพื่อแก้ไขปัญหา

จะทราบได้อย่างไรว่าระบบไฟล์ใด - exFAT หรือ NTFS หรืออาจเป็น FAT32 - เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานในบางกรณี คำแนะนำของผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีโดยทั่วไปมีดังนี้ สามารถใช้วิธีหลักได้สองวิธี ตามข้อแรก ควรแยกความแตกต่างระหว่างระบบไฟล์ฮาร์ดไดรฟ์ทั่วไปและระบบไฟล์ที่ปรับให้เข้ากับแฟลชไดรฟ์ได้ดีกว่า ตามที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนระบุ FAT และ FAT32 เหมาะกว่าสำหรับแฟลชไดรฟ์ NTFS - สำหรับฮาร์ดไดรฟ์ (เนื่องจากคุณสมบัติทางเทคโนโลยีของการทำงานกับข้อมูล)

ในแนวทางที่สอง ขนาดของพาหะมีความสำคัญ หากเรากำลังพูดถึงการใช้ดิสก์หรือแฟลชไดรฟ์ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยคุณสามารถฟอร์แมตในระบบ FAT32 ได้ หากดิสก์มีขนาดใหญ่ขึ้น คุณสามารถลองใช้ exFAT ได้ แต่เฉพาะในกรณีที่สื่อไม่ได้ตั้งใจที่จะใช้กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นโดยเฉพาะคอมพิวเตอร์ที่ไม่มี Windows เวอร์ชันล่าสุด หากเรากำลังพูดถึงฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่รวมถึงฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกขอแนะนำให้ฟอร์แมตเป็น NTFS นี่เป็นเกณฑ์โดยประมาณที่สามารถเลือกระบบไฟล์ที่เหมาะสมที่สุดได้ - exFAT หรือ NTFS, FAT32 นั่นคือคุณควรใช้หนึ่งในนั้นโดยคำนึงถึงขนาดของสื่อประเภทของสื่อรวมถึงเวอร์ชันของระบบปฏิบัติการที่ใช้ไดรฟ์เป็นหลัก

ระบบไฟล์สำหรับ Mac

แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ยอดนิยมอีกแห่งหนึ่งในตลาดคอมพิวเตอร์ทั่วโลกคือ Macintosh ของ Apple พีซีในกลุ่มนี้ใช้ระบบปฏิบัติการ Mac OS คุณสมบัติของการจัดระเบียบงานกับไฟล์บนคอมพิวเตอร์ Mac คืออะไร? Apple PC รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ใช้ระบบไฟล์ Mac OS Extended ก่อนหน้านี้ คอมพิวเตอร์ Mac จัดการข้อมูลโดยใช้มาตรฐาน HFS

สิ่งสำคัญที่สามารถสังเกตได้ในแง่ของคุณลักษณะคือดิสก์ที่จัดการโดยระบบไฟล์ขยายของ Mac OS สามารถรองรับไฟล์ขนาดใหญ่มากได้ - เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับหลายล้านเทราไบต์

ระบบไฟล์ในอุปกรณ์ Android

ระบบปฏิบัติการที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับอุปกรณ์พกพาซึ่งเป็นเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์รูปแบบหนึ่งที่ไม่ด้อยกว่าพีซีคือ Android ไฟล์ได้รับการจัดการบนอุปกรณ์ประเภทที่เกี่ยวข้องอย่างไร ก่อนอื่นให้เราทราบก่อนว่าระบบปฏิบัติการนี้เป็นการดัดแปลง "มือถือ" ของระบบปฏิบัติการ Linux ซึ่งต้องขอบคุณโค้ดโอเพ่นซอร์สที่สามารถแก้ไขได้โดยมีโอกาสใช้งานบนอุปกรณ์หลากหลายประเภท ดังนั้นการจัดการไฟล์ในอุปกรณ์มือถือที่ใช้ Android โดยทั่วไปจึงดำเนินการตามหลักการเดียวกันกับใน Linux เราสังเกตบางส่วนไว้ข้างต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การจัดการไฟล์ใน Linux ดำเนินการโดยไม่ต้องแบ่งสื่อออกเป็นไดรฟ์แบบลอจิคัล เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นใน Windows มีอะไรน่าสนใจเกี่ยวกับระบบไฟล์ Android อีกบ้าง?

ไดเร็กทอรีรากใน Android มักเป็นพื้นที่ข้อมูลที่เรียกว่า /mnt ดังนั้น ที่อยู่ของไฟล์ที่ต้องการจึงอาจมีลักษณะดังนี้: /mnt/sd/photo.jpg นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติอื่นของระบบการจัดการข้อมูลที่นำมาใช้ในระบบปฏิบัติการมือถือนี้ ความจริงก็คือหน่วยความจำแฟลชของอุปกรณ์มักจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วน เช่น ระบบหรือข้อมูล อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงขนาดที่ระบุในตอนแรกของแต่ละขนาดได้ การเปรียบเทียบโดยประมาณเกี่ยวกับแง่มุมทางเทคโนโลยีนี้สามารถพบได้โดยจำไว้ว่าเป็นไปไม่ได้ (เว้นแต่คุณจะใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ) เพื่อเปลี่ยนขนาดของไดรฟ์แบบลอจิคัลใน Windows มันจะต้องได้รับการแก้ไข

คุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของการจัดระเบียบงานกับไฟล์ใน Android คือตามกฎแล้วระบบปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องจะเขียนข้อมูลใหม่ไปยังพื้นที่เฉพาะของดิสก์ - ข้อมูล ตัวอย่างเช่นไม่ได้ดำเนินการกับส่วนระบบ ดังนั้นเมื่อผู้ใช้ใช้ฟังก์ชั่นรีเซ็ตการตั้งค่าซอฟต์แวร์ของสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตเป็นระดับ "โรงงาน" ในทางปฏิบัติหมายความว่าไฟล์เหล่านั้นที่เขียนลงในพื้นที่ข้อมูลจะถูกลบอย่างง่ายดาย ตามกฎแล้วส่วนระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ ผู้ใช้ที่ไม่มีซอฟต์แวร์พิเศษจะไม่สามารถทำการปรับเปลี่ยนเนื้อหาในระบบได้ ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการอัพเดตพื้นที่เก็บข้อมูลระบบในอุปกรณ์ Android เรียกว่าการกะพริบ นี่ไม่ใช่การจัดรูปแบบ แม้ว่าการดำเนินการทั้งสองมักจะดำเนินการพร้อมกันก็ตาม ตามกฎแล้ว การกะพริบจะใช้ในการติดตั้งระบบปฏิบัติการ Android เวอร์ชันใหม่กว่าบนอุปกรณ์มือถือ

ดังนั้นหลักการสำคัญที่ระบบไฟล์ Android ทำงานคือการไม่มีไดรฟ์แบบลอจิคัลรวมถึงการสร้างความแตกต่างที่เข้มงวดในการเข้าถึงระบบและข้อมูลผู้ใช้ ไม่สามารถพูดได้ว่าแนวทางนี้แตกต่างโดยพื้นฐานจากที่ใช้ใน Windows อย่างไรก็ตามตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุว่าในผู้ใช้ระบบปฏิบัติการของ Microsoft มีอิสระในการทำงานกับไฟล์มากกว่า อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่า สิ่งนี้ไม่ถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของ Windows แน่นอนว่ามีการใช้โหมด "เสรีนิยม" ในแง่ของการจัดการไฟล์ไม่เพียง แต่โดยผู้ใช้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไวรัสคอมพิวเตอร์ด้วยซึ่ง Windows อ่อนแอมาก (ไม่เหมือนกับ Linux และการใช้งาน "มือถือ" ในรูปแบบของ Android) ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้อุปกรณ์ Android มีไวรัสเพียงไม่กี่ตัว - จากมุมมองทางเทคโนโลยีล้วนๆ ไวรัสเหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ทำงานบนหลักการของการควบคุมการเข้าถึงไฟล์ที่เข้มงวด

FS อัตโนมัติ สมาคม FS. การติดตั้ง .

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่ออ็อบเจ็กต์ที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซทำให้คุณสามารถขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก- นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า

ข้าว.ลำดับชั้นของระบบไฟล์

ตามกฎแล้วคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพจะติดตั้งดิสก์ไดรฟ์จำนวนมากซึ่งติดตั้งแพ็คเกจดิสก์ การใช้เครื่องมือ OS ทำให้อุปกรณ์ฟิสิคัลหนึ่งเครื่องสามารถแสดงเป็นอุปกรณ์ลอจิคัลหลายตัวได้โดยการแบ่งพื้นที่ดิสก์ออกเป็นพาร์ติชัน คำถามเกิดขึ้น: จะจัดระเบียบที่เก็บไฟล์ในระบบที่มีอุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกหลายตัวได้อย่างไร?

อุปกรณ์แต่ละเครื่องโฮสต์ระบบไฟล์อัตโนมัติ กล่าวคือ ไฟล์ที่อยู่ในอุปกรณ์นี้ได้รับการอธิบายโดยแผนผังไดเร็กทอรีซึ่งไม่มีทางเชื่อมต่อกับแผนผังไดเร็กทอรีบนอุปกรณ์อื่น ในกรณีนี้ เพื่อระบุไฟล์โดยไม่ซ้ำกัน ผู้ใช้ต้องระบุตัวระบุอุปกรณ์แบบลอจิคัลพร้อมกับชื่อไฟล์สัญลักษณ์ผสม

การจัดระเบียบการจัดเก็บไฟล์ซึ่งผู้ใช้จะได้รับโอกาสในการรวมระบบไฟล์ที่อยู่ในอุปกรณ์ต่าง ๆ ให้เป็นระบบไฟล์เดียว อธิบายโดยแผนผังไดเร็กทอรีเดียว การดำเนินการนี้เรียกว่า การติดตั้ง .

มาดูกันว่าการดำเนินการนี้ดำเนินการอย่างไรโดยใช้ UNIX OS เป็นตัวอย่าง ในบรรดาอุปกรณ์โลจิคัลดิสก์ทั้งหมดที่มีอยู่ในระบบ ระบบปฏิบัติการจะแยกแยะอุปกรณ์หนึ่งตัว เรียกว่าระบบหนึ่ง ปล่อยให้มีระบบไฟล์สองระบบอยู่บนโลจิคัลไดรฟ์ที่แตกต่างกัน (รูปที่ 4) และหนึ่งในไดรฟ์คือไดรฟ์ระบบ ระบบไฟล์ที่อยู่บนดิสก์ระบบถูกกำหนดให้เป็นรูท หากต้องการลิงก์ลำดับชั้นของไฟล์ในระบบไฟล์รูท ไดเร็กทอรีที่มีอยู่จะถูกเลือก ในตัวอย่างนี้คือไดเร็กทอรี man เมื่อการเมาท์เสร็จสมบูรณ์ ไดเร็กทอรี man ที่เลือกจะกลายเป็นไดเร็กทอรีรากของระบบไฟล์ที่สอง ผ่านไดเร็กทอรีนี้ ระบบไฟล์ที่เมาท์จะถูกแนบเป็นแผนผังย่อยในแผนผังโดยรวม (รูปที่ 5) เมื่อติดตั้งระบบไฟล์แบบแบ่งใช้แล้ว จะไม่มีความแตกต่างเชิงตรรกะสำหรับผู้ใช้ระหว่างระบบไฟล์ root และระบบไฟล์ที่เมาท์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การตั้งชื่อไฟล์จะทำในลักษณะเดียวกับที่เป็นระบบไฟล์เดียวตั้งแต่เริ่มต้น

ข้าว.ระบบไฟล์ที่ใช้ร่วมกันหลังการติดตั้ง

1.7. การจัดระเบียบไฟล์แบบลอจิคัล

โดยทั่วไป ข้อมูลที่อยู่ในไฟล์จะมีโครงสร้างเชิงตรรกะที่แน่นอน การดูแลรักษาโครงสร้างข้อมูลสามารถมอบหมายให้กับแอปพลิเคชันทั้งหมดได้ หรือในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น โดยระบบไฟล์สามารถควบคุมงานนี้ได้

ไฟล์ที่มีโครงสร้างและไม่มีโครงสร้าง

ในกรณีแรกเมื่อการกระทำทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการจัดโครงสร้างและการตีความเนื้อหาของไฟล์โดยรวม เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาแอปพลิเคชันไฟล์จะถูกนำเสนอต่อ FS ไม่มีโครงสร้าง ลำดับของข้อมูล แอปพลิเคชันส่งคำขอ I/O ไปยังระบบไฟล์โดยใช้เครื่องมือระบบทั่วไปสำหรับแอปพลิเคชันทั้งหมด เช่น การระบุออฟเซ็ตจากจุดเริ่มต้นของไฟล์และจำนวนไบต์ที่จะอ่านหรือเขียน ไบต์สตรีมที่ได้รับจากแอปพลิเคชันจะถูกตีความตามตรรกะที่ฝังอยู่ในโปรแกรม ตัวอย่างเช่น คอมไพเลอร์สร้างและตัวแก้ไขลิงก์ยอมรับรูปแบบเฉพาะของโมดูลอ็อบเจ็กต์โปรแกรม นอกจากนี้รูปแบบไฟล์ที่จัดเก็บโมดูลอ็อบเจ็กต์นั้นเป็นที่รู้จักเฉพาะกับโปรแกรมเหล่านี้เท่านั้น เราเน้นย้ำว่าการตีความข้อมูลไม่เกี่ยวข้องกับวิธีการจัดเก็บจริงในระบบไฟล์ รูปแบบไฟล์ซึ่งเนื้อหาของไฟล์แสดงเป็นลำดับไบต์ที่ไม่มีโครงสร้าง (สตรีม) ได้รับความนิยมในระบบปฏิบัติการ UNIX และปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ รวมถึง MS-DOS, Windows NT/2000 ,เน็ตแวร์. โมเดลไฟล์ที่ไม่มีโครงสร้างทำให้ง่ายต่อการจัดระเบียบการแบ่งปันไฟล์ระหว่างแอพพลิเคชั่นต่างๆ แอพพลิเคชั่นต่างๆ สามารถจัดโครงสร้างและตีความข้อมูลที่มีอยู่ในไฟล์ในแบบของตัวเอง

ไฟล์อีกรูปแบบหนึ่งที่ใช้ใน OS/360, DEC RSX และ VMS แต่ปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้ก็คือ มีโครงสร้าง ไฟล์. ในกรณีนี้ การรักษาโครงสร้างไฟล์จะถูกมอบหมายให้กับระบบไฟล์ ระบบไฟล์จะมองเห็นไฟล์เป็นลำดับของเร็กคอร์ดโลจิคัล แอปพลิเคชันสามารถติดต่อระบบไฟล์ด้วยคำขอ I/O ระดับเรกคอร์ด เช่น “อ่านบันทึก 25 จากไฟล์ FILE.DOC” ระบบไฟล์ต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างไฟล์เพียงพอที่จะเลือกบันทึกใดๆ ระบบไฟล์ช่วยให้แอปพลิเคชันสามารถเข้าถึงบันทึกได้ และแอปพลิเคชันจะประมวลผลข้อมูลเพิ่มเติมทั้งหมดที่มีอยู่ในบันทึกนี้ การพัฒนาแนวทางนี้ได้กลายเป็นระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ซึ่งไม่เพียงแต่สนับสนุนโครงสร้างข้อมูลที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเหล่านั้นด้วย.

การจัดโครงสร้างไฟล์

รายการตรรกะเป็นองค์ประกอบข้อมูลที่เล็กที่สุดที่โปรแกรมเมอร์สามารถทำงานได้เมื่อจัดการการแลกเปลี่ยนกับอุปกรณ์ภายนอก แม้ว่าการสื่อสารทางกายภาพกับอุปกรณ์จะดำเนินการในหน่วยขนาดใหญ่ ระบบปฏิบัติการจะต้องให้โปรแกรมเมอร์สามารถเข้าถึงบันทึกลอจิคัลแยกต่างหาก ระบบไฟล์สามารถใช้สองวิธีในการเข้าถึงบันทึกแบบลอจิคัล:

วางตำแหน่งไฟล์ในบันทึกด้วยหมายเลขที่ระบุ (เข้าถึงโดยตรง)

วิธีการจัดโครงสร้าง :

ขนาดของบันทึกได้รับการแก้ไขภายในไฟล์ แต่บันทึกในไฟล์ที่แตกต่างกันที่เป็นของระบบไฟล์เดียวกันสามารถมีขนาดแตกต่างกันได้ ในกรณีนี้ การเข้าถึงบันทึกที่ n ของไฟล์จะดำเนินการโดยการอ่านบันทึกก่อนหน้า (n-1) ตามลำดับ หรือโดยตรงไปยังที่อยู่ที่คำนวณโดยหมายเลขซีเรียล ตัวอย่างเช่น ถ้า L คือความยาวของบันทึก ที่อยู่เริ่มต้นของบันทึกที่ n จะเป็น Lxn

การแสดงข้อมูลเป็นลำดับของบันทึก ซึ่งขนาดจะแตกต่างกันไปภายในไฟล์เดียว หากต้องการค้นหาบันทึกที่ต้องการ ระบบจะต้องอ่านบันทึกก่อนหน้าทั้งหมดตามลำดับ เป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณที่อยู่ของบันทึกที่ต้องการตามหมายเลขด้วยการจัดระเบียบไฟล์แบบลอจิคัลดังนั้นจึงไม่สามารถใช้วิธีการเข้าถึงโดยตรงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าได้

ไฟล์ที่จัดทำดัชนีช่วยให้เข้าถึงบันทึกลอจิคัลแต่ละรายการได้โดยตรงเร็วขึ้น บันทึกมีฟิลด์คีย์ (ดัชนี) หนึ่งรายการขึ้นไปและสามารถแก้ไขได้โดยการระบุค่าของฟิลด์เหล่านี้หากต้องการค้นหาข้อมูลในไฟล์ดัชนีอย่างรวดเร็วก็สามารถทำได้

ตารางดัชนีพิเศษ ซึ่งค่าของฟิลด์คีย์ถูกกำหนดให้กับที่อยู่หน่วยความจำภายนอก ที่อยู่นี้สามารถชี้โดยตรงไปยังบันทึกที่กำลังค้นหาหรือไปยังพื้นที่บางส่วนของหน่วยความจำภายนอกที่ครอบครองโดยหลายบันทึกซึ่งรวมถึงบันทึกที่ต้องการด้วยระบบไฟล์เข้าควบคุมการบำรุงรักษาตารางดัชนี เป็นที่ชัดเจนว่าบันทึกในไฟล์ที่จัดทำดัชนีสามารถมีความยาวได้ตามใจชอบ ที่กล่าวมาทั้งหมดใช้กับขอบเขตที่มากขึ้นไฟล์ปกติ ซึ่งอาจเป็นแบบมีโครงสร้างหรือไม่มีโครงสร้างก็ได้ สำหรับไฟล์ประเภทอื่น ๆ นั้นมีโครงสร้างบางอย่างที่ระบบไฟล์รู้จัก ตัวอย่างเช่น ระบบไฟล์จะต้องเข้าใจโครงสร้างของข้อมูลที่จัดเก็บไว้ใน».

ไดเรกทอรีไฟล์

ไฟล์คือพื้นที่ที่ระบุชื่อของหน่วยความจำภายนอกที่สามารถเขียนและอ่านได้ ไฟล์จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำที่ไม่ขึ้นกับพลังงาน อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นอยู่ และหนึ่งในนั้นคือ "ดิสก์อิเล็กทรอนิกส์" ซึ่งเป็นโครงสร้างใน RAM ที่จำลองระบบไฟล์

วัตถุประสงค์หลักของการใช้ไฟล์:

การจัดเก็บข้อมูลในระยะยาวและเชื่อถือได้ ความทนทานเกิดขึ้นได้จากการใช้หน่วยความจำที่ไม่ขึ้นกับพลังงาน และความน่าเชื่อถือสูงถูกกำหนดโดยการปกป้องการเข้าถึงไฟล์และการจัดระเบียบทั่วไปของโค้ดโปรแกรม OS ซึ่งความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่มักไม่ทำลายข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในไฟล์

การแบ่งปันข้อมูล ไฟล์เป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติและง่ายดายในการแบ่งปันข้อมูลระหว่างแอพพลิเคชั่นและผู้ใช้ โดยมีชื่อสัญลักษณ์ที่มนุษย์สามารถอ่านได้ และความสอดคล้องกันในข้อมูลที่จัดเก็บและตำแหน่งไฟล์ ผู้ใช้จะต้องมีเครื่องมือที่สะดวกสำหรับการทำงานกับไฟล์รวมถึงไดเร็กทอรีที่รวมไฟล์ออกเป็นกลุ่ม, เครื่องมือค้นหาไฟล์ตามลักษณะ, ชุดคำสั่งสำหรับการสร้าง, แก้ไขและลบไฟล์ ไฟล์สามารถสร้างได้โดยผู้ใช้รายหนึ่ง จากนั้นจึงใช้โดยผู้ใช้รายอื่นโดยสิ้นเชิง และผู้สร้างไฟล์หรือผู้ดูแลระบบสามารถกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงของผู้ใช้รายอื่นได้ เป้าหมายเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในระบบปฏิบัติการโดยระบบไฟล์

ระบบไฟล์ (FS) เป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการที่ประกอบด้วย:

การรวบรวมไฟล์ทั้งหมดบนดิสก์

ชุดของโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในการจัดการไฟล์ เช่น ไดเร็กทอรีไฟล์ ตัวอธิบายไฟล์ ตารางการจัดสรรพื้นที่ว่างและดิสก์ที่ใช้แล้ว

ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ระบบที่ใช้การดำเนินการต่างๆ กับไฟล์ เช่น การสร้าง การทำลาย การอ่าน การเขียน การตั้งชื่อ และการค้นหาไฟล์

ระบบไฟล์อนุญาตให้โปรแกรมทำชุดการดำเนินการที่ค่อนข้างง่ายเพื่อดำเนินการกับอ็อบเจ็กต์นามธรรมบางตัวที่แสดงถึงไฟล์ ไม่จำเป็นต้องจัดการกับรายละเอียดของตำแหน่งจริงของข้อมูลบนดิสก์ การบัฟเฟอร์ข้อมูล ฯลฯ: FS จะดูแลฟังก์ชันเหล่านี้ทั้งหมด FS จัดสรรหน่วยความจำดิสก์ รองรับการตั้งชื่อไฟล์ แมปชื่อไฟล์ไปยังที่อยู่ที่เกี่ยวข้องในหน่วยความจำภายนอก ให้การเข้าถึงข้อมูล รองรับการแยกไฟล์ การป้องกัน และการกู้คืน ดังนั้น FS จึงมีบทบาทเป็นเลเยอร์ระดับกลาง ปกป้องความซับซ้อนทั้งหมดขององค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว และการสร้างแบบจำลองทางลอจิคัลที่เรียบง่ายกว่าของการจัดเก็บข้อมูลนี้สำหรับโปรแกรม ตลอดจนจัดเตรียมชุดที่ใช้งานง่าย - เพื่อใช้คำสั่งในการจัดการไฟล์

ปัญหาที่แก้ไขโดย FS ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบกระบวนการคำนวณโดยรวม ประเภทที่ง่ายที่สุดคือระบบไฟล์ในระบบปฏิบัติการแบบผู้ใช้คนเดียวและแบบโปรแกรมเดียว ซึ่งรวมถึง MS-DOS เป็นต้น หน้าที่หลักใน FS ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขงานต่อไปนี้:

การตั้งชื่อไฟล์

ส่วนต่อประสานซอฟต์แวร์สำหรับแอปพลิเคชัน

การแมปแบบจำลองเชิงตรรกะ FS เข้ากับองค์กรทางกายภาพของคลังข้อมูล

ความต้านทาน FS ต่อไฟฟ้าขัดข้อง ข้อผิดพลาดด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

งาน FS มีความซับซ้อนมากขึ้นในระบบปฏิบัติการหลายโปรแกรมสำหรับผู้ใช้คนเดียว ซึ่งแม้ว่าจะออกแบบมาสำหรับการทำงานของผู้ใช้รายเดียว แต่ก็ทำให้เขาสามารถรันหลายกระบวนการพร้อมกันได้ หนึ่งในระบบปฏิบัติการประเภทแรกๆ คือ OS/2 งานใหม่ในการแชร์ไฟล์จากหลายกระบวนการจะถูกเพิ่มไปยังงานที่แสดงไว้ด้านบน ไฟล์ในกรณีนี้เป็นทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งหมายความว่า FS จะต้องแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบไฟล์จะต้องมีวิธีการในการบล็อกไฟล์และชิ้นส่วนของไฟล์ ป้องกันการแข่งขัน กำจัดการหยุดชะงัก กระทบยอดสำเนา ฯลฯ ในระบบที่มีผู้ใช้หลายราย งานอื่นจะปรากฏขึ้น: ปกป้องไฟล์ของผู้ใช้รายหนึ่งจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยผู้ใช้รายอื่น ฟังก์ชันของ FS ซึ่งทำงานโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเครือข่ายนั้นมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

FS รองรับไฟล์ประเภทต่างๆ ที่มีฟังก์ชันการทำงานหลายประเภท ซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยไฟล์ปกติ ไฟล์ไดเร็กทอรี ไฟล์พิเศษ เนมไปป์ ไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ และอื่นๆ ไฟล์ปกติหรือไฟล์ธรรมดาๆ มีข้อมูลที่มีลักษณะเฉพาะ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ได้จำกัดหรือควบคุมเนื้อหาและโครงสร้างของไฟล์ปกติแต่อย่างใด เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมแก้ไขข้อความจะสร้างไฟล์ข้อความที่ประกอบด้วยสตริงอักขระที่แสดงในโค้ดบางโค้ด สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเอกสาร ซอร์สโค้ดของโปรแกรม ฯลฯ สามารถอ่านไฟล์ข้อความบนหน้าจอและพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ได้ ไฟล์ไบนารีไม่ใช้โค้ดอักขระ และมักมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน เช่น โค้ดโปรแกรมปฏิบัติการหรือไฟล์เก็บถาวร ระบบปฏิบัติการทั้งหมดจะต้องสามารถจดจำไฟล์ได้อย่างน้อยหนึ่งประเภท - ไฟล์ปฏิบัติการของตัวเอง ไดเร็กทอรีเป็นไฟล์ชนิดพิเศษที่มีข้อมูลวิธีใช้ระบบเกี่ยวกับชุดของไฟล์ บนระบบปฏิบัติการหลายระบบ ไดเร็กทอรีสามารถมีไฟล์ประเภทใดก็ได้ รวมถึงไดเร็กทอรีอื่นๆ ส่งผลให้มีโครงสร้างแบบต้นไม้ที่ง่ายต่อการค้นหา ไดเร็กทอรีสร้างความสอดคล้องระหว่างชื่อไฟล์และคุณลักษณะที่ FS ใช้เพื่อจัดการไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดังกล่าวรวมถึงข้อมูล (หรือตัวชี้ไปยังโครงสร้างอื่นที่มีข้อมูลนี้) เกี่ยวกับประเภทของไฟล์และตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์ สิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ และวันที่สร้างและแก้ไข ในแง่อื่นๆ ทั้งหมด ระบบไฟล์จะถือว่าไดเร็กทอรีเหมือนกับไฟล์ปกติ ไฟล์พิเศษคือไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ I/O ที่ใช้ในการรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอก อนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งปกติสำหรับการเขียนไฟล์หรืออ่านจากไฟล์ คำสั่งเหล่านี้จะถูกประมวลผลก่อนโดยโปรแกรม FS จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอคำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ระบบไฟล์สมัยใหม่ยังสนับสนุนไฟล์ประเภทอื่นๆ เช่น ลิงก์สัญลักษณ์ ไปป์ที่มีชื่อ และไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่อวัตถุที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซช่วยให้เราขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากไฟล์ได้รับอนุญาตให้รวมไว้ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น และจะสร้างเครือข่ายหากไฟล์สามารถรวมไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้ ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ในโครงสร้างแบบต้นไม้ แต่ละไฟล์จะเป็นใบไม้ ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่าไดเร็กทอรีรากหรือรูท ด้วยองค์กรนี้ผู้ใช้จะเป็นอิสระจากการจดจำชื่อไฟล์ทั้งหมดก็เพียงพอแล้วสำหรับเขาที่จะทราบคร่าวๆ ว่าไฟล์ใดสามารถกำหนดให้กับกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งได้ โครงสร้างลำดับชั้นนั้นสะดวกสำหรับการทำงานแบบผู้ใช้หลายคน: ผู้ใช้แต่ละคนที่มีไฟล์ของเขาจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในไดเร็กทอรีของตนเองหรือแผนผังย่อยของไดเร็กทอรีและในเวลาเดียวกันไฟล์ทั้งหมดในระบบก็เชื่อมต่อกันแบบลอจิคัล กรณีพิเศษของโครงสร้างแบบลำดับชั้นคือองค์กรระดับเดียว เมื่อไฟล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไดเร็กทอรีเดียว

สวัสดีผู้ใช้ที่รักในบทความนี้เราจะพูดถึงหัวข้อเช่นไฟล์ กล่าวคือเราจะดูที่: การจัดการไฟล์, ประเภทไฟล์, โครงสร้างไฟล์, คุณสมบัติไฟล์.

ระบบไฟล์

ภารกิจหลักประการหนึ่งของระบบปฏิบัติการคือการอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้เมื่อทำงานกับข้อมูลที่เก็บไว้ในดิสก์ ในการดำเนินการนี้ ระบบปฏิบัติการจะแทนที่โครงสร้างทางกายภาพของข้อมูลที่จัดเก็บด้วยโมเดลลอจิคัลที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ ซึ่งใช้งานในรูปแบบของแผนผังไดเร็กทอรีที่แสดงบนหน้าจอโดยยูทิลิตี้ เช่น Norton Commander, Far Manager หรือ Windows Explorer องค์ประกอบพื้นฐานของรุ่นนี้ก็คือ ไฟล์ซึ่งก็เหมือนกับ ระบบไฟล์โดยทั่วไปสามารถกำหนดลักษณะได้ทั้งโครงสร้างเชิงตรรกะและทางกายภาพ

การจัดการไฟล์

ไฟล์– พื้นที่ตั้งชื่อของหน่วยความจำภายนอกที่มีไว้สำหรับการอ่านและเขียนข้อมูล

ไฟล์จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำที่ไม่ขึ้นกับพลังงาน ข้อยกเว้นคือดิสก์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อมีการสร้างโครงสร้างที่เลียนแบบระบบไฟล์ใน OP

ระบบไฟล์(FS) เป็นส่วนประกอบระบบปฏิบัติการที่ให้องค์กรสำหรับการสร้าง การจัดเก็บ และการเข้าถึงชุดข้อมูลที่มีชื่อ - ไฟล์

ระบบไฟล์ประกอบด้วย: ระบบไฟล์ประกอบด้วย:

• การรวบรวมไฟล์ทั้งหมดบนดิสก์
• ชุดของโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในการจัดการไฟล์ (ไดเร็กทอรีไฟล์, ตัวอธิบายไฟล์, ตารางการจัดสรรพื้นที่ว่างและดิสก์ที่ใช้แล้ว)
• ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ระบบที่ใช้การดำเนินการต่างๆ กับไฟล์ ได้แก่ การสร้าง การทำลาย การอ่าน การเขียน การตั้งชื่อ การค้นหา

ปัญหาที่แก้ไขโดย FS ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบกระบวนการคำนวณโดยรวม ประเภทที่ง่ายที่สุดคือระบบไฟล์ในระบบปฏิบัติการแบบผู้ใช้คนเดียวและแบบโปรแกรมเดียว หน้าที่หลักใน FS ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขงานต่อไปนี้:

• การตั้งชื่อไฟล์.
• ส่วนต่อประสานซอฟต์แวร์สำหรับแอปพลิเคชัน
• การแมปโมเดลระบบไฟล์โลจิคัลเข้ากับการจัดองค์กรทางกายภาพของคลังข้อมูล
• ความต้านทาน FS ต่อไฟฟ้าขัดข้อง ข้อผิดพลาดด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

งาน FS มีความซับซ้อนมากขึ้นในระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งของผู้ใช้คนเดียว ซึ่งออกแบบมาเพื่อการทำงานของผู้ใช้คนเดียว แต่ทำให้สามารถรันหลายกระบวนการพร้อมกันได้ งานใหม่จะถูกเพิ่มเข้าไปในงานที่ระบุไว้ข้างต้น - การเข้าถึงไฟล์ร่วมกันจากหลายกระบวนการ

ไฟล์ในกรณีนี้เป็นทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งหมายความว่า FS จะต้องแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: ต้องมีวิธีการในการบล็อกไฟล์และชิ้นส่วนของไฟล์ ปรับสำเนา ป้องกันการแข่งขัน และขจัดการหยุดชะงัก ในระบบที่มีผู้ใช้หลายราย งานอื่นจะปรากฏขึ้น: การปกป้องไฟล์ของผู้ใช้รายหนึ่งจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยผู้ใช้รายอื่น

ฟังก์ชันของ FS ซึ่งทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเครือข่ายมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ไฟล์ผู้ใช้รายหนึ่งจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตของผู้ใช้รายอื่น

วัตถุประสงค์หลัก ระบบไฟล์และสอดคล้องกับมัน ระบบการจัดการไฟล์– จัดระเบียบการจัดการไฟล์ที่สะดวกซึ่งจัดเป็นไฟล์: แทนที่จะเข้าถึงข้อมูลในระดับต่ำซึ่งระบุที่อยู่ทางกายภาพเฉพาะของบันทึกที่เราต้องการ จะใช้การเข้าถึงแบบลอจิคัลเพื่อระบุชื่อไฟล์และบันทึกในนั้น

ต้องแยกคำว่า "ระบบไฟล์" และ "ระบบการจัดการไฟล์": ระบบไฟล์กำหนดหลักการเข้าถึงข้อมูลที่จัดเป็นไฟล์เป็นอันดับแรก และควรใช้คำว่า "ระบบการจัดการไฟล์" ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานระบบไฟล์โดยเฉพาะเช่น นี่คือชุดของโมดูลซอฟต์แวร์ที่ให้งานกับไฟล์ในระบบปฏิบัติการเฉพาะ

ตัวอย่าง

ระบบไฟล์ FAT (ตารางการจัดสรรไฟล์) มีการใช้งานหลายอย่างในฐานะระบบการจัดการไฟล์

• ระบบที่พัฒนาขึ้นสำหรับพีซีเครื่องแรกเรียกง่ายๆ ว่า FAT (ปัจจุบันเรียกง่ายๆ ว่า FAT-12) ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานกับฟล็อปปี้ดิสก์และบางครั้งมันก็ใช้เพื่อทำงานกับฮาร์ดไดรฟ์
• จากนั้นได้รับการปรับปรุงให้ทำงานกับฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่ขึ้น และการใช้งานใหม่นี้เรียกว่า FAT-16 ชื่อนี้ยังใช้สัมพันธ์กับ SUF ของ MS-DOS ด้วย
• การใช้งาน SUF สำหรับ OS/2 เรียกว่า super-FAT (ความแตกต่างหลักคือความสามารถในการรองรับแอตทริบิวต์เพิ่มเติมสำหรับแต่ละไฟล์)
• มี SUF เวอร์ชันสำหรับ Windows 9x/NT ฯลฯ (FAT-32).

ประเภทไฟล์

ไฟล์ปกติ: มีข้อมูลที่มีลักษณะตามอำเภอใจที่ผู้ใช้ป้อนหรือสร้างขึ้นจากการทำงานของระบบและโปรแกรมผู้ใช้ เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้

ไฟล์ปกติสามารถมีได้สองประเภท:

1. ซอฟต์แวร์(ปฏิบัติการได้) – คือโปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาคำสั่ง OS และทำหน้าที่บางอย่างของระบบ (มีนามสกุล .exe, .com, .bat)
2. ไฟล์ข้อมูล– ไฟล์ประเภทอื่นๆ ทั้งหมด: เอกสารข้อความและกราฟิก สเปรดชีต ฐานข้อมูล ฯลฯ

แคตตาล็อก- ในอีกด้านหนึ่ง นี่คือกลุ่มของไฟล์ที่ผู้ใช้รวมเข้าด้วยกันตามการพิจารณาบางประการ (เช่น ไฟล์ที่มีโปรแกรมเกม หรือไฟล์ที่ประกอบเป็นชุดซอฟต์แวร์ชุดเดียว) และในทางกลับกัน นี่เป็นลักษณะพิเศษ ประเภทของไฟล์ที่มีข้อมูลช่วยเหลือของระบบเกี่ยวกับชุดของไฟล์ที่จัดกลุ่มตามผู้ใช้ตามเกณฑ์ที่ไม่เป็นทางการ (ประเภทไฟล์ ตำแหน่งบนดิสก์ สิทธิ์การเข้าถึง วันที่สร้างและแก้ไข)

ไฟล์พิเศษเป็นไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตที่ใช้ในการรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอก ไฟล์พิเศษอนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งเขียนไฟล์หรืออ่านไฟล์ปกติ คำสั่งเหล่านี้ได้รับการประมวลผลก่อนโดยโปรแกรม FS จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอคำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง (PRN, LPT1 - สำหรับพอร์ตเครื่องพิมพ์ (ชื่อสัญลักษณ์สำหรับระบบปฏิบัติการ - นี่คือไฟล์ ), CON - สำหรับแป้นพิมพ์)

ตัวอย่าง- คัดลอกข้อความ 1 (ทำงานกับแป้นพิมพ์)

โครงสร้างไฟล์

โครงสร้างไฟล์– ชุดไฟล์ทั้งหมดบนดิสก์และความสัมพันธ์ระหว่างไฟล์เหล่านั้น (ลำดับที่ไฟล์ถูกจัดเก็บไว้ในดิสก์)

ประเภทของโครงสร้างไฟล์:

• เรียบง่าย, หรือ ระดับเดียว: ไดเร็กทอรีคือลำดับไฟล์เชิงเส้น
• ลำดับชั้นหรือ หลายระดับ: ไดเร็กทอรีเองสามารถเป็นส่วนหนึ่งของไดเร็กทอรีอื่นและมีไฟล์และไดเร็กทอรีย่อยจำนวนมากอยู่ภายใน โครงสร้างลำดับชั้นสามารถมีได้สองประเภท: "Tree" และ "Network" ไดเร็กทอรีจะสร้าง "Tree" หากไฟล์ได้รับอนุญาตให้รวมไว้ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น (OS MS-DOS, Windows) และ "เครือข่าย" - หากไฟล์สามารถรวมไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกัน (UNIX)
• โครงสร้างไฟล์สามารถแสดงเป็นกราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเร็กทอรีและไฟล์:

ประเภทชื่อไฟล์

ไฟล์จะถูกระบุด้วยชื่อ ผู้ใช้ให้ไฟล์ ชื่อเชิงสัญลักษณ์โดยคำนึงถึงข้อจำกัดของระบบปฏิบัติการทั้งอักขระที่ใช้และความยาวของชื่อ ในระบบไฟล์ยุคแรก ขอบเขตเหล่านี้ค่อนข้างแคบ จึงเป็นที่นิยม ระบบไฟล์ FATความยาวของชื่อถูกจำกัดโดยรูปแบบ 8.3 ที่รู้จักกันดี (8 อักขระ - ชื่อนั้นเอง, 3 อักขระ - นามสกุลของชื่อ) และใน UNIX System V ชื่อต้องมีความยาวไม่เกิน 14 อักขระ

อย่างไรก็ตาม จะสะดวกกว่ามากสำหรับผู้ใช้ในการทำงานกับชื่อยาว ๆ เนื่องจากอนุญาตให้คุณตั้งชื่อไฟล์ที่ช่วยในการจำอย่างแท้จริง ซึ่งแม้หลังจากผ่านไปค่อนข้างนาน คุณก็สามารถจำได้ว่าไฟล์นี้มีอะไรบ้าง ดังนั้นระบบไฟล์สมัยใหม่จึงมีแนวโน้มที่จะสนับสนุนชื่อไฟล์สัญลักษณ์ที่ยาว

ตัวอย่างเช่น Windows NT ระบุในระบบไฟล์ NTFS ว่าชื่อไฟล์สามารถมีความยาวได้สูงสุด 255 อักขระ โดยไม่นับอักขระ null ที่สิ้นสุด

การย้ายไปใช้ชื่อแบบยาวทำให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้กับแอปพลิเคชันที่สร้างไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งใช้ชื่อแบบสั้น เพื่อให้แอปพลิเคชันเข้าถึงไฟล์ตามแบบแผนที่ยอมรับก่อนหน้านี้ ระบบไฟล์จะต้องสามารถให้ชื่อย่อ (นามแฝง) ที่เทียบเท่ากับไฟล์ที่มีชื่อยาวได้ ดังนั้นงานสำคัญประการหนึ่งจึงกลายเป็นปัญหาในการสร้างชื่อย่อที่เหมาะสม

ชื่อเชิงสัญลักษณ์สามารถมีได้สามประเภท: แบบง่าย แบบประสม และแบบสัมพัทธ์:

1. ชื่อง่ายๆระบุไฟล์ภายในหนึ่งไดเร็กทอรี ซึ่งกำหนดให้กับไฟล์โดยคำนึงถึงระบบการตั้งชื่อสัญลักษณ์และความยาวของชื่อ
2. ชื่อเต็มเป็นสายโซ่ของชื่อเชิงสัญลักษณ์อย่างง่ายของไดเร็กทอรีทั้งหมดซึ่งเส้นทางจากรูทไปยังไฟล์ที่กำหนด ชื่อดิสก์ ชื่อไฟล์จะผ่านไป จึงได้ชื่อเต็มว่า คอมโพสิตซึ่งชื่อธรรมดาจะถูกแยกออกจากกันโดยตัวคั่นที่ยอมรับในระบบปฏิบัติการ
3. นอกจากนี้ยังสามารถระบุไฟล์ได้ ชื่อญาติ- ชื่อไฟล์สัมพันธ์ถูกกำหนดผ่านแนวคิดของ "ไดเร็กทอรีปัจจุบัน" ในเวลาใดก็ตามไดเร็กทอรีหนึ่งจะเป็นปัจจุบันและไดเร็กทอรีนี้จะถูกเลือกโดยผู้ใช้เองตามคำสั่งของระบบปฏิบัติการ ระบบไฟล์จับชื่อของไดเร็กทอรีปัจจุบัน เพื่อที่จะสามารถใช้เป็นส่วนเสริมของชื่อที่สัมพันธ์กันเพื่อสร้างชื่อไฟล์แบบเต็มได้

ในโครงสร้างไฟล์แบบต้นไม้ มีการโต้ตอบแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างไฟล์และชื่อเต็ม - "หนึ่งไฟล์ - หนึ่งชื่อเต็ม" ในโครงสร้างไฟล์เครือข่าย ไฟล์สามารถรวมอยู่ในหลายไดเร็กทอรี ซึ่งหมายความว่าสามารถมีชื่อเต็มได้หลายชื่อ การติดต่อที่นี่คือ "ไฟล์เดียว - ชื่อเต็มหลายชื่อ"

สำหรับไฟล์ 2.doc ให้กำหนดชื่อทั้งสามประเภท โดยที่ไดเร็กทอรีปัจจุบันคือไดเร็กทอรี 2008_year

• ชื่อง่ายๆ: 2.doc
• ชื่อเต็ม: C:\2008_year\Documents\2.doc
• ชื่อที่เกี่ยวข้อง: Documents\2.doc

คุณสมบัติไฟล์

ลักษณะสำคัญของไฟล์คือคุณลักษณะของไฟล์ คุณสมบัติ– เป็นข้อมูลที่อธิบายคุณสมบัติของไฟล์ ตัวอย่างของแอตทริบิวต์ไฟล์ที่เป็นไปได้:

• แอตทริบิวต์แบบอ่านอย่างเดียว
• ลงชื่อ "ไฟล์ที่ซ่อนอยู่" (ซ่อน);
• ลงชื่อ "ไฟล์ระบบ" (ระบบ);
• ลงชื่อ "ไฟล์เก็บถาวร" (เก็บถาวร);
• ประเภทไฟล์ (ไฟล์ปกติ, ไดเร็กทอรี, ไฟล์พิเศษ);
• เจ้าของไฟล์;
• ผู้สร้างไฟล์;
• รหัสผ่านเพื่อเข้าถึงไฟล์
• ข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการเข้าถึงไฟล์ที่ได้รับอนุญาต
• เวลาที่สร้าง การเข้าถึงครั้งล่าสุด และการแก้ไขครั้งล่าสุด
• ขนาดไฟล์ปัจจุบัน
• ขนาดไฟล์สูงสุด
• ลงชื่อ "ชั่วคราว (ลบออกหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการ)";
• ป้ายกั้น.

ในระบบไฟล์ประเภทต่างๆ อาจใช้ชุดคุณลักษณะที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดลักษณะไฟล์ (เช่น ในระบบปฏิบัติการผู้ใช้คนเดียว ชุดคุณลักษณะจะไม่ประกอบด้วยคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องกับผู้ใช้และความปลอดภัย (ผู้สร้างไฟล์ รหัสผ่านเพื่อเข้าใช้งานไฟล์ ฯลฯ)

ผู้ใช้สามารถเข้าถึงคุณลักษณะโดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีให้เพื่อจุดประสงค์นี้โดยระบบไฟล์ โดยทั่วไป คุณสามารถอ่านค่าของแอตทริบิวต์ใดๆ ได้ แต่เปลี่ยนได้เพียงบางส่วนเท่านั้น เช่น คุณสามารถเปลี่ยนสิทธิ์การเข้าถึงไฟล์ได้ แต่คุณไม่สามารถเปลี่ยนวันที่สร้างหรือขนาดปัจจุบันของไฟล์ได้

สิทธิ์ของไฟล์

การกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงไฟล์หมายถึงการกำหนดชุดการดำเนินการสำหรับผู้ใช้แต่ละรายที่เขาสามารถใช้กับไฟล์ที่กำหนดได้ ระบบไฟล์ที่แตกต่างกันสามารถมีรายการการดำเนินการเข้าถึงที่แตกต่างกันได้ รายการนี้อาจรวมถึงการดำเนินการต่อไปนี้:

• การสร้างไฟล์
• การทำลายไฟล์
• เขียนลงในไฟล์.
• การเปิดไฟล์
• ปิดไฟล์
• อ่านจากไฟล์.
• การเพิ่มไฟล์
• ค้นหาในไฟล์.
• รับคุณสมบัติของไฟล์
• การตั้งค่าแอตทริบิวต์ใหม่
• เปลี่ยนชื่อ
• การดำเนินการไฟล์
• การอ่านแค็ตตาล็อก ฯลฯ

ในกรณีทั่วไปที่สุด สิทธิ์การเข้าถึงสามารถอธิบายได้ด้วยเมทริกซ์ของสิทธิ์การเข้าถึง ซึ่งคอลัมน์สอดคล้องกับไฟล์ทั้งหมดในระบบ แถวสอดคล้องกับผู้ใช้ทั้งหมด และที่จุดตัดของแถวและคอลัมน์ การดำเนินการที่ได้รับอนุญาตจะถูกระบุ:

ในบางระบบ ผู้ใช้อาจถูกแบ่งออกเป็นหมวดหมู่แยกกัน สำหรับผู้ใช้ทั้งหมดในหมวดหมู่เดียวกัน สิทธิ์การเข้าถึงแบบเดียวกันจะถูกกำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น ในระบบ UNIX ผู้ใช้ทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสามหมวดหมู่: เจ้าของไฟล์ สมาชิกของกลุ่ม และคนอื่นๆ

ประเภทไฟล์ โครงสร้างระบบไฟล์แบบลำดับชั้น

ระบบไฟล์สนับสนุนไฟล์ประเภทต่างๆ ที่มีฟังก์ชันการทำงานต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงไฟล์ปกติ ไฟล์ไดเร็กทอรี ไฟล์พิเศษ เนมไปป์ และไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ

ไฟล์ปกติหรือเพียงแค่ ไฟล์,มีข้อมูลที่มีลักษณะตามอำเภอใจที่ผู้ใช้ป้อนหรือสร้างขึ้นจากการทำงานของระบบและโปรแกรมผู้ใช้ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ (เช่น UNIX, Windows, OS/2) ไม่ได้จำกัดหรือควบคุมเนื้อหาและโครงสร้างของไฟล์ปกติแต่อย่างใด เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้

แคตตาล็อก- เป็นไฟล์ประเภทพิเศษที่มีข้อมูลอ้างอิงระบบเกี่ยวกับชุดไฟล์ที่จัดกลุ่มตามผู้ใช้ตามเกณฑ์ที่ไม่เป็นทางการ (เช่น ไฟล์ที่มีเอกสารในสัญญาเดียวกัน หรือไฟล์ที่ประกอบเป็นชุดซอฟต์แวร์ชุดเดียวจะรวมเป็นชุดเดียว กลุ่ม). บนระบบปฏิบัติการหลายระบบ ไดเร็กทอรีสามารถมีไฟล์ประเภทใดก็ได้ รวมถึงไดเร็กทอรีอื่น ๆ ทำให้เกิดโครงสร้างแบบต้นไม้ที่ง่ายต่อการค้นหา ไดเร็กทอรีสร้างการแมประหว่างชื่อไฟล์และคุณลักษณะของไฟล์ที่ระบบไฟล์ใช้เพื่อจัดการไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดังกล่าวรวมถึงข้อมูล (หรือตัวชี้ไปยังโครงสร้างอื่นที่มีข้อมูลนี้) เกี่ยวกับประเภทของไฟล์และตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์ สิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ และวันที่สร้างและแก้ไข ในแง่อื่นๆ ทั้งหมด ระบบไฟล์จะถือว่าไดเร็กทอรีเหมือนกับไฟล์ปกติ

ไฟล์พิเศษ- ไฟล์เหล่านี้เป็นไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ I/O ซึ่งใช้เพื่อรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอกเข้าด้วยกัน ไฟล์พิเศษอนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งปกติสำหรับการเขียนไฟล์หรืออ่านจากไฟล์ คำสั่งเหล่านี้จะถูกประมวลผลก่อนโดยโปรแกรมระบบไฟล์ จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอ คำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่ออ็อบเจ็กต์ที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซช่วยให้เราขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าไดเร็กทอรีระดับล่างสามารถรวมไว้ในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่าได้ (รูปที่ 6.1)

ข้าว. 6. 1. ลำดับชั้นของระบบไฟล์

กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากไฟล์ได้รับอนุญาตให้อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น (รูปที่ 6.1, ข)และเครือข่าย - หากไฟล์สามารถรวมไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกัน (รูปที่ 6.1, วี)ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ในโครงสร้างแบบต้นไม้ แต่ละไฟล์จะมี ใบไม้.ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่า ไดเรกทอรีรากหรือ ราก.

กรณีพิเศษของโครงสร้างลำดับชั้นคือองค์กรระดับเดียวเมื่อไฟล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไดเร็กทอรีเดียว (รูปที่ 6.1, ก)