يتم إنشاء الملفات الموجودة على جهاز الكمبيوتر ووضعها بناءً على مبادئ النظام. بفضل تنفيذها، يحصل المستخدم على فرصة الوصول بشكل مريح إلى المعلومات الضرورية دون التفكير في خوارزميات معقدة للوصول إليها. كيف يتم تنظيم أنظمة الملفات؟ أي منها هي الأكثر شعبية اليوم؟ ما هي الاختلافات بين أنظمة الملفات الصديقة للكمبيوتر الشخصي؟ وتلك المستخدمة في الأجهزة المحمولة - الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية؟

أنظمة الملفات: التعريف

وفقًا للتعريف الشائع، يعد نظام الملفات عبارة عن مجموعة من الخوارزميات والمعايير المستخدمة لتنظيم الوصول الفعال لمستخدم الكمبيوتر الشخصي إلى البيانات الموجودة على الكمبيوتر. يعتبره بعض الخبراء جزءًا من خبراء تكنولوجيا المعلومات الآخرين، الذين يدركون حقيقة أنه يرتبط مباشرة بنظام التشغيل، ويعتقدون أن نظام الملفات هو مكون مستقل لإدارة بيانات الكمبيوتر.

كيف تم استخدام أجهزة الكمبيوتر قبل اختراع نظام الملفات؟ سجلت علوم الكمبيوتر، باعتبارها تخصصًا علميًا، حقيقة أنه لفترة طويلة تم تنفيذ إدارة البيانات من خلال الهيكلة في إطار الخوارزميات المضمنة في برامج محددة. وبالتالي، أحد معايير نظام الملفات هو أن يكون لديه نفس المعايير لمعظم البرامج التي تصل إلى البيانات.

كيف تعمل أنظمة الملفات

نظام الملفات هو في المقام الأول آلية تتضمن استخدام موارد أجهزة الكمبيوتر. كقاعدة عامة، نحن نتحدث هنا عن الوسائط المغناطيسية أو الليزرية - محركات الأقراص الثابتة والأقراص المضغوطة وأقراص DVD ومحركات الأقراص المحمولة والأقراص المرنة التي لم تصبح قديمة بعد. من أجل فهم كيفية عمل النظام المقابل، دعونا نحدد ما هو الملف نفسه.

وفقًا للتعريف المقبول عمومًا بين خبراء تكنولوجيا المعلومات، فهذه منطقة بيانات ذات حجم ثابت، معبرًا عنها بوحدات المعلومات الأساسية - البايت. يوجد الملف على وسائط القرص، عادةً في شكل عدة كتل مترابطة لها "عنوان" وصول محدد. يحدد نظام الملفات هذه الإحداثيات نفسها ويقوم "بإبلاغها" بدوره إلى نظام التشغيل. والذي ينقل البيانات ذات الصلة بوضوح إلى المستخدم. يتم الوصول إلى البيانات لقراءتها أو تعديلها أو إنشاء بيانات جديدة. قد تختلف الخوارزمية المحددة للعمل مع "إحداثيات" الملف. يعتمد ذلك على نوع الكمبيوتر ونظام التشغيل وتفاصيل البيانات المخزنة والشروط الأخرى. ولذلك، هناك أنواع مختلفة من أنظمة الملفات. تم تحسين كل منها للاستخدام على نظام تشغيل معين أو للعمل مع أنواع معينة من البيانات.

يسمى تكييف وسائط القرص للاستخدام من خلال خوارزميات نظام ملفات معين بالتنسيق. يتم إعداد عناصر الأجهزة المقابلة للقرص - المجموعات - لكتابة الملفات إليها لاحقًا، بالإضافة إلى قراءتها وفقًا للمعايير المنصوص عليها في نظام معين لإدارة البيانات. كيفية تغيير نظام الملفات؟ في معظم الحالات، لا يمكن القيام بذلك إلا عن طريق إعادة تهيئة وسيط التخزين. وكقاعدة عامة، يتم مسح الملفات. ومع ذلك، هناك خيار لا يزال من الممكن فيه، باستخدام برامج خاصة، على الرغم من أن هذا يتطلب عادة الكثير من الوقت، لتغيير نظام إدارة البيانات، وترك الأخير دون تغيير.

أنظمة الملفات لا تعمل بدون أخطاء. قد يكون هناك بعض الإخفاقات في تنظيم العمل مع كتل البيانات. لكن في معظم الحالات ليست حرجة. كقاعدة عامة، لا توجد مشاكل في كيفية إصلاح نظام الملفات أو إزالة الأخطاء. في نظام التشغيل Windows، على وجه الخصوص، هناك حلول برمجية مدمجة لهذا، متاحة لأي مستخدم. مثل، على سبيل المثال، برنامج فحص القرص.

أصناف

ما هي أنواع أنظمة الملفات الأكثر شيوعًا؟ ربما، أولا وقبل كل شيء، تلك المستخدمة من قبل نظام تشغيل الكمبيوتر الأكثر شعبية في العالم - ويندوز. أنظمة ملفات Windows الرئيسية هي FAT وFAT32 وNTFS وتعديلاتها المختلفة. جنبا إلى جنب مع أجهزة الكمبيوتر، اكتسبت الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية شعبية. معظمها، إذا تحدثنا عن السوق العالمية ولم نأخذ في الاعتبار الاختلافات في منصات التكنولوجيا، يتم التحكم فيها بواسطة نظامي التشغيل Android وiOS. تستخدم أنظمة التشغيل هذه خوارزمياتها الخاصة للتعامل مع البيانات التي تختلف عن تلك التي تميز أنظمة ملفات Windows.

المعايير مفتوحة للجميع

لاحظ أنه حدث مؤخرًا بعض التوحيد للمعايير في سوق الإلكترونيات العالمية من حيث أنظمة التشغيل التي تعمل بأنواع مختلفة من البيانات. ويمكن ملاحظة ذلك في جانبين. أولاً، غالبًا ما تستخدم الأجهزة المختلفة التي تعمل بنوعين مختلفين من أنظمة التشغيل نفس نظام الملفات، وهو متوافق بشكل متساوٍ مع كل نظام تشغيل. ثانيا، الإصدارات الحديثة من نظام التشغيل، كقاعدة عامة، قادرة على التعرف ليس فقط على أنظمة الملفات النموذجية الخاصة بها، ولكن أيضا تلك المستخدمة تقليديا في أنظمة التشغيل الأخرى - سواء من خلال الخوارزميات المضمنة أو باستخدام برامج الطرف الثالث. على سبيل المثال، تتعرف الإصدارات الحديثة من Linux بشكل عام على أنظمة الملفات المميزة لنظام التشغيل Windows دون مشاكل.

هيكل نظام الملفات

على الرغم من وجود عدد كبير جدًا من أنواع أنظمة الملفات، إلا أنها تعمل بشكل عام وفقًا لمبادئ متشابهة جدًا (لقد حددنا المخطط العام أعلاه) وفي إطار عناصر أو كائنات هيكلية مماثلة. دعونا ننظر إليهم. ما هي الكائنات الرئيسية لنظام الملفات؟

أحد أهمها - إنها منطقة بيانات معزولة يمكن وضع الملفات فيها. هيكل الدليل هرمي. ماذا يعني ذلك؟ قد يوجد دليل واحد أو أكثر داخل دليل آخر. والتي بدورها جزء من "المتفوق". الشيء الأكثر أهمية هو الدليل الجذر. إذا تحدثنا عن المبادئ التي يعمل عليها نظام ملفات Windows - 7 أو 8 أو XP أو إصدار آخر - فإن الدليل الجذر هو محرك أقراص منطقي، يتم تحديده بحرف - عادةً C، D، E (ولكن يمكنك تكوين أي منها بالأبجدية الإنجليزية). أما بالنسبة لنظام التشغيل Linux، على سبيل المثال، فإن الدليل الجذر هناك هو الوسيط المغناطيسي ككل. في نظام التشغيل هذا وأنظمة التشغيل الأخرى بناءً على مبادئه - مثل Android - لا يتم استخدام محركات الأقراص المنطقية. هل من الممكن تخزين الملفات بدون أدلة؟ نعم. ولكن هذه ليست مريحة للغاية. في الواقع، الراحة في استخدام جهاز الكمبيوتر هي أحد أسباب إدخال مبدأ توزيع البيانات في الدلائل في أنظمة الملفات. بالمناسبة، يمكن أن يطلق عليهم بشكل مختلف. في نظام التشغيل Windows، تُسمى الدلائل بالمجلدات، أما في Linux فهي نفسها بشكل أساسي. لكن الاسم التقليدي للأدلة في نظام التشغيل هذا، والذي تم استخدامه لسنوات عديدة، هو "الأدلة". كما هو الحال في أنظمة التشغيل Windows وLinux السابقة - DOS، Unix.

لا يوجد رأي واضح بين متخصصي تكنولوجيا المعلومات حول ما إذا كان ينبغي اعتبار الملف عنصرًا هيكليًا للنظام المقابل. أولئك الذين يعتقدون أن هذا ليس صحيحًا تمامًا يجادلون بوجهة نظرهم بالقول إن النظام يمكن أن يوجد بسهولة بدون ملفات. حتى لو كانت هذه ظاهرة عديمة الفائدة من الناحية العملية. حتى لو لم تتم كتابة أي ملفات على القرص، فقد يظل النظام المقابل موجودًا. عادةً، لا تحتوي الوسائط المغناطيسية المباعة في المتاجر على أي ملفات. لكن لديهم بالفعل النظام المقابل. وجهة نظر أخرى هي أن الملفات يجب أن تعتبر جزءًا لا يتجزأ من الأنظمة التي تتم إدارتها بواسطتها. لماذا؟ ولكن لأنه، وفقا للخبراء، يتم تكييف خوارزميات استخدامها في المقام الأول للعمل مع الملفات في إطار معايير معينة. الأنظمة المعنية ليست مخصصة لأي شيء آخر.

هناك عنصر آخر موجود في معظم أنظمة الملفات وهو منطقة البيانات التي تحتوي على معلومات حول وضع ملف معين في موقع محدد. أي أنه يمكنك وضع اختصار في مكان واحد على القرص، ولكن من الممكن أيضًا توفير الوصول إلى منطقة البيانات المطلوبة الموجودة في جزء آخر من الوسائط. يمكنك اعتبار أن الاختصارات هي كائنات كاملة لنظام الملفات إذا وافقت على أن الملفات كذلك.

بطريقة أو بأخرى، لن يكون من الخطأ القول بأن الأنواع الثلاثة من البيانات - الملفات والاختصارات والأدلة - هي عناصر في أنظمتها الخاصة. على الأقل ستتوافق هذه الأطروحة مع إحدى وجهات النظر المشتركة. الجانب الأكثر أهمية الذي يميز كيفية عمل نظام الملفات هو مبادئ تسمية الملفات والأدلة.

أسماء الملفات والدلائل على أنظمة مختلفة

إذا اتفقنا على أن الملفات لا تزال مكونات للأنظمة المقابلة لها، فمن المفيد النظر في بنيتها الأساسية. ما هو أول شيء يجب ملاحظته؟ لتسهيل الوصول إليها، توفر معظم أنظمة إدارة البيانات الحديثة بنية تسمية الملفات ذات المستويين. المستوى الأول هو الاسم. والثاني هو التوسع. لنأخذ ملف الموسيقى Dance.mp3 كمثال. الرقص هو الاسم. MP3 - التمديد. الأول يهدف إلى الكشف للمستخدم عن جوهر محتويات الملف (وأن يكون البرنامج دليلاً للوصول السريع). والثاني يشير إلى نوع الملف. إذا كان MP3، فمن السهل تخمين أننا نتحدث عن الموسيقى. الملفات ذات الامتداد Doc، كقاعدة عامة، هي مستندات، وJpg عبارة عن صور، وHtml عبارة عن صفحات ويب.

الدلائل، بدورها، لديها بنية ذات مستوى واحد. ليس لديهم سوى اسم، لا امتداد. إذا تحدثنا عن الاختلافات بين أنواع مختلفة من أنظمة إدارة البيانات، فإن أول شيء يجب الانتباه إليه هو بالضبط مبادئ تسمية الملفات والأدلة المنفذة فيها. فيما يتعلق بنظام التشغيل Windows، فإن التفاصيل هي كما يلي. في نظام التشغيل الأكثر شعبية في العالم، يمكن تسمية الملفات بأي لغة. ومع ذلك، فإن الحد الأقصى للطول محدود. يعتمد الفاصل الزمني الدقيق على نظام إدارة البيانات المستخدم. عادةً ما تتراوح هذه القيم من 200 إلى 260 حرفًا.

القاعدة العامة لجميع أنظمة التشغيل وأنظمة إدارة البيانات المقابلة لها هي أنه لا يمكن وضع الملفات التي تحمل نفس الأسماء في نفس الدليل. في Linux، هناك "تحرير" معين لهذه القاعدة. قد تكون هناك ملفات في نفس الدليل بنفس الأحرف، ولكن في حالة مختلفة. على سبيل المثال، Dance.mp3 وDANCE.mp3. هذا غير ممكن على نظام التشغيل Windows. يتم وضع نفس القواعد أيضًا فيما يتعلق بوضع الأدلة ضمن الآخرين.

معالجة الملفات والدلائل

تعد معالجة الملفات والأدلة أهم عنصر في النظام المقابل. على نظام التشغيل Windows، قد يبدو تنسيقه المخصص كما يلي: C:/Documents/Music/ - هذا هو الوصول إلى دليل الموسيقى. إذا كنا مهتمين بملف معين، فقد يبدو العنوان كما يلي: C:/Documents/Music/Dance.mp3. لماذا "مخصص"؟ والحقيقة هي أنه على مستوى تفاعل الأجهزة والبرامج بين مكونات الكمبيوتر، فإن بنية الوصول إلى الملفات أكثر تعقيدا بكثير. يحدد نظام الملفات موقع كتل الملفات ويتفاعل مع نظام التشغيل في عمليات مخفية إلى حد كبير. ومع ذلك، فمن النادر جدًا أن يحتاج مستخدم الكمبيوتر الشخصي إلى استخدام تنسيقات "عنوان" أخرى. دائمًا تقريبًا، يتم الوصول إلى الملفات بالمعيار المحدد.

مقارنة أنظمة الملفات لنظام التشغيل Windows

لقد درسنا المبادئ العامة لعمل أنظمة الملفات. دعونا الآن نفكر في ميزات الأنواع الأكثر شيوعًا. أنظمة الملفات الأكثر استخدامًا في Windows هي FAT وFAT32 وNTFS وexFAT. الأول في هذه السلسلة يعتبر عفا عليه الزمن. في الوقت نفسه، لفترة طويلة كان نوعا من الرائد في الصناعة، ولكن مع نمو تكنولوجيا الكمبيوتر، لم تعد قدراتها تلبي احتياجات المستخدمين واحتياجات الموارد من البرامج.

نظام الملفات المصمم ليحل محل FAT هو FAT32. وفقًا للعديد من خبراء تكنولوجيا المعلومات، فقد أصبح الآن الأكثر شيوعًا عندما يتعلق الأمر بسوق أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows. يتم استخدامه غالبًا عند تخزين الملفات على محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المحمولة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن نظام إدارة البيانات هذا يستخدم بانتظام في وحدات الذاكرة الخاصة بالأجهزة الرقمية المختلفة - الهواتف والكاميرات. الميزة الرئيسية لـ FAT32، والتي أبرزها خبراء تكنولوجيا المعلومات، هي أنه على الرغم من أن نظام الملفات هذا تم إنشاؤه بواسطة Microsoft، فإن معظم أنظمة التشغيل الحديثة، بما في ذلك تلك المثبتة على الأنواع المحددة من المعدات الرقمية، يمكنها العمل مع البيانات داخل إطار الخوارزميات المضمنة فيه.

يحتوي نظام FAT32 أيضًا على عدد من العيوب. بادئ ذي بدء، يمكننا ملاحظة القيود المفروضة على حجم ملف واحد مأخوذ - لا يمكن أن يكون أكثر من 4 جيجابايت. وأيضًا، في نظام FAT32، لا يمكنك استخدام أدوات Windows المضمنة لتحديد محرك أقراص منطقي يزيد حجمه عن 32 جيجابايت. ولكن يمكن القيام بذلك عن طريق تثبيت برامج متخصصة إضافية.

نظام آخر شائع لإدارة الملفات طورته Microsoft هو NTFS. وفقًا لبعض خبراء تكنولوجيا المعلومات، فهو يتفوق على FAT32 في معظم المعايير. لكن هذه الأطروحة صحيحة عندما نتحدث عن جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows. NTFS ليس متعدد الاستخدامات مثل FAT32. خصوصيات عمله تجعل استخدام نظام الملفات هذا غير مريح دائمًا، خاصة على الأجهزة المحمولة. واحدة من المزايا الرئيسية لـ NFTS هي الموثوقية. على سبيل المثال، في الحالات التي يفقد فيها القرص الصلب الطاقة فجأة، يتم تقليل احتمالية تلف الملفات إلى الحد الأدنى بسبب خوارزميات تكرار البيانات المتوفرة في NTFS.

أحد أحدث أنظمة الملفات من Microsoft هو exFAT. من الأفضل تكييفه مع محركات الأقراص المحمولة. المبادئ الأساسية للتشغيل هي نفسها الموجودة في FAT32، ولكن هناك أيضًا تحديثات مهمة في بعض الجوانب: على سبيل المثال، لا توجد قيود على حجم ملف واحد. في الوقت نفسه، فإن نظام ExFAT، كما لاحظ العديد من خبراء تكنولوجيا المعلومات، هو من بين تلك التي لديها تنوع منخفض. على أجهزة الكمبيوتر التي لا تعمل بنظام Windows، قد تكون معالجة الملفات صعبة عند استخدام exFAT. علاوة على ذلك، حتى في بعض إصدارات Windows نفسها، مثل XP، قد لا تكون البيانات الموجودة على الأقراص المنسقة باستخدام خوارزميات exFAT قابلة للقراءة. سوف تحتاج إلى تثبيت برنامج تشغيل إضافي.

لاحظ أنه نظرا لاستخدام مجموعة واسعة إلى حد ما من أنظمة الملفات في نظام التشغيل Windows، قد يواجه المستخدم صعوبات دورية فيما يتعلق بتوافق الأجهزة المختلفة مع الكمبيوتر. في بعض الحالات، على سبيل المثال، من الضروري تثبيت برنامج تشغيل نظام الملفات WPD (الأجهزة المحمولة التي تعمل بنظام Windows - التقنية المستخدمة عند العمل مع الأجهزة المحمولة). في بعض الأحيان قد لا يكون المستخدم في متناول اليد، ونتيجة لذلك، قد لا تتعرف عليه وسائط نظام التشغيل الخارجية. قد يتطلب نظام ملفات WPD تكييفًا إضافيًا للبرامج مع بيئة التشغيل على جهاز كمبيوتر معين. وفي بعض الحالات، سيضطر المستخدم إلى الاتصال بمتخصصي تكنولوجيا المعلومات لحل المشكلة.

كيفية تحديد نظام الملفات - exFAT أو NTFS، أو ربما FAT32 - الأمثل للاستخدام في حالات محددة؟ توصيات متخصصي تكنولوجيا المعلومات بشكل عام هي كما يلي. يمكن استخدام نهجين رئيسيين. وفقا للأول، يجب التمييز بين أنظمة ملفات القرص الصلب النموذجية، وكذلك تلك التي تتكيف بشكل أفضل مع محركات الأقراص المحمولة. FAT و FAT32، وفقا للعديد من الخبراء، أكثر ملاءمة لمحركات الأقراص المحمولة، NTFS - لمحركات الأقراص الصلبة (بسبب الميزات التكنولوجية للعمل مع البيانات).

وفي النهج الثاني، حجم الناقل مهم. إذا كنا نتحدث عن استخدام حجم صغير نسبيًا من القرص أو محرك الأقراص المحمول، فيمكنك تنسيقه في نظام FAT32. إذا كان القرص أكبر، يمكنك تجربة exFAT. ولكن فقط إذا لم تكن الوسائط مخصصة للاستخدام على أجهزة الكمبيوتر الأخرى، خاصة تلك التي لا تحتوي على أحدث إصدارات Windows. إذا كنا نتحدث عن محركات الأقراص الصلبة الكبيرة، بما في ذلك الخارجية، فمن المستحسن تنسيقها في NTFS. هذه هي المعايير تقريبًا التي يمكن من خلالها تحديد نظام الملفات الأمثل - exFAT أو NTFS، FAT32. أي أنه يجب عليك استخدام أي منها، مع الأخذ في الاعتبار حجم الوسائط ونوعها بالإضافة إلى إصدار نظام التشغيل الذي يستخدم عليه محرك الأقراص بشكل أساسي.

أنظمة الملفات لنظام التشغيل Mac

منصة أخرى مشهورة للبرامج والأجهزة في سوق الكمبيوتر العالمي هي Apple Macintosh. تعمل أجهزة الكمبيوتر في هذا الخط بنظام التشغيل Mac OS. ما هي ميزات تنظيم العمل مع الملفات على أجهزة كمبيوتر Mac؟ تستخدم معظم أجهزة كمبيوتر Apple الحديثة نظام الملفات Mac OS Extended. في السابق، كانت أجهزة كمبيوتر Mac تدير البيانات باستخدام معايير HFS.

الشيء الرئيسي الذي يمكن ملاحظته من حيث خصائصه هو أن القرص المُدار بواسطة نظام الملفات Mac OS Extended يمكنه استيعاب ملفات كبيرة جدًا - يمكننا التحدث عن عدة ملايين تيرابايت.

نظام الملفات في أجهزة أندرويد

نظام التشغيل الأكثر شيوعًا للأجهزة المحمولة - وهو شكل من أشكال التكنولوجيا الإلكترونية التي لا تقل شعبية عن أجهزة الكمبيوتر الشخصية - هو Android. كيف تتم إدارة الملفات على الأجهزة من النوع المقابل؟ دعونا نلاحظ أولاً أن نظام التشغيل هذا هو في الواقع تعديل "محمول" لنظام التشغيل Linux، والذي، بفضل الكود مفتوح المصدر، يمكن تعديله مع احتمال استخدامه على مجموعة واسعة من الأجهزة. لذلك، تتم إدارة الملفات في الأجهزة المحمولة التي تعمل بنظام Android بشكل عام وفقًا لنفس المبادئ المتبعة في Linux. وقد لاحظنا بعضًا منها أعلاه. على وجه الخصوص، تتم إدارة الملفات في Linux دون تقسيم الوسائط إلى محركات أقراص منطقية، كما يحدث في Windows. ما الذي يثير الاهتمام أيضًا في نظام ملفات Android؟

عادةً ما يكون الدليل الجذر في Android عبارة عن منطقة بيانات تسمى /mnt. وبناءً على ذلك، قد يبدو عنوان الملف المطلوب كما يلي: /mnt/sd/photo.jpg. بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى لنظام إدارة البيانات يتم تنفيذها في نظام التشغيل المحمول هذا. والحقيقة هي أن ذاكرة الفلاش الخاصة بالجهاز يتم تصنيفها عادةً إلى عدة أقسام، مثل النظام أو البيانات على سبيل المثال. ومع ذلك، لا يمكن تغيير الحجم المحدد في البداية لكل منها. يمكن العثور على تشبيه تقريبي فيما يتعلق بهذا الجانب التكنولوجي من خلال تذكر أنه لا يمكنك (ما لم تستخدم برنامجًا خاصًا) تغيير حجم محركات الأقراص المنطقية في Windows. يجب أن تكون ثابتة.

ميزة أخرى مثيرة للاهتمام لتنظيم العمل مع الملفات في Android هي أن نظام التشغيل المقابل، كقاعدة عامة، يكتب بيانات جديدة إلى منطقة معينة من القرص - البيانات. العمل، على سبيل المثال، مع قسم النظام لم يتم تنفيذه. لذلك، عندما يستخدم المستخدم وظيفة إعادة ضبط إعدادات البرنامج للهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي على مستوى "المصنع"، فإن هذا يعني عمليًا أن تلك الملفات المكتوبة في منطقة البيانات يتم مسحها ببساطة. قسم النظام، كقاعدة عامة، يبقى دون تغيير. علاوة على ذلك، لا يمكن للمستخدم، دون وجود برنامج متخصص، إجراء أي تعديلات على محتويات النظام. يُطلق على الإجراء المرتبط بتحديث منطقة تخزين النظام في جهاز Android اسم الوميض. هذا ليس تنسيقًا، على الرغم من أنه يتم تنفيذ كلتا العمليتين في وقت واحد في كثير من الأحيان. كقاعدة عامة، يتم استخدام الوميض لتثبيت إصدار أحدث من نظام التشغيل Android على جهاز محمول.

وبالتالي، فإن المبادئ الأساسية التي يعمل عليها نظام ملفات Android هي عدم وجود محركات أقراص منطقية، بالإضافة إلى التمييز الصارم بين الوصول إلى بيانات النظام والمستخدم. لا يمكن القول أن هذا النهج يختلف بشكل أساسي عن النهج المطبق في Windows، ومع ذلك، وفقا للعديد من خبراء تكنولوجيا المعلومات، يتمتع مستخدمو نظام التشغيل Microsoft بحرية أكبر إلى حد ما في العمل مع الملفات. ومع ذلك، كما يعتقد بعض الخبراء، لا يمكن اعتبار ذلك ميزة واضحة لنظام التشغيل Windows. يتم استخدام الوضع "الليبرالي" من حيث إدارة الملفات، بالطبع، ليس فقط من قبل المستخدمين، ولكن أيضًا من خلال فيروسات الكمبيوتر، والتي يكون Windows عرضة لها بشدة (على عكس Linux وتطبيقه "المحمول" في شكل Android). وهذا، وفقًا للخبراء، هو أحد أسباب وجود عدد قليل جدًا من الفيروسات لأجهزة Android - من وجهة نظر تكنولوجية بحتة، لا يمكنها العمل بشكل كامل في بيئة تشغيل تعمل وفقًا لمبادئ التحكم الصارم في الوصول إلى الملفات.

المهمة العملية رقم 9.

الموضوع: "العمل مع بنية الملف"

المعلومات النظرية

الهدف من العمل:دراسة بنية نظام الملفات، وخصائص الملف، ووظائف نظام الملفات، وقواعد إنشاء اسم الملف.

ملف (من ملف Word باللغة الإنجليزية - ملف، مجموعة من المستندات)- هذه كمية معينة من المعلومات (برامج أو بيانات) تحمل اسمًا مخزنة في الذاكرة طويلة المدى للكمبيوتر.

يمكن وضع الملفات إما مباشرة على القرص أو في مناطق خاصة تسمى الدلائل, كتالوجاتأو المجلدات.

ملفهي منطقة مسماة على القرص. كل ملف له التسمية التالية:

يتم تقسيم اسم الملف إلى جزأين بنقطة: اسم الملف الصحيح (البادئة) والامتداد (اللاحقة)، الذي يحدد نوعه (البرنامج، البيانات، وما إلى ذلك). يتم إعطاء الاسم الفعلي للملف من قبل المستخدم، وعادةً ما يتم تعيين نوعه تلقائيًا بواسطة البرنامج.

يتم إنشاء اسم الملف الكامل كما يلي: [اسم محرك الأقراص:] [path\] اسم الملف. يمكن أن تحمل الأقراص أسماء A: وB: – للأقراص المرنة (الأقراص المرنة)؛ ج:، د:، ه: إلخ. حتى Z: – لمحركات الأقراص الصلبة وأقسامها المنطقية، والأقراص الإلكترونية (الافتراضية)، وأقراص الليزر المضغوطة ومحركات الأقراص المحمولة.

الجدول 1. ملحقات أسماء الملفات

صفات

خصائص الملف التي تعطي الملف خصائص معينة. بالنسبة لأنظمة الملفات الأكثر شيوعًا حاليًا FAT16 وFAT32 وNTFS، يمكن تمييز سمات الملفات التالية:

يقرأ فقط- يعني أن الملف للقراءة فقط بواسطة نظام التشغيل، أي أنه لا يمكن إجراء أي تصحيحات عليه. في معظم الحالات، هذا لا يعني أنه من المستحيل إجراء التصحيحات على الإطلاق، ولكن إذا جرت محاولة لتغيير ملف بهذه السمة، فسيتم عرض تحذير مناسب للمستخدم.

"مختفي"- يعني ضمنيًا أن الملف الذي يحمل هذه السمة لا يتم عرضه عند عرض قوائم ملفات معينة. يمكن لمعظم البرامج تخصيص كيفية التعامل مع هذه السمة. على سبيل المثال، يتيح لك مستكشف Windows القياسي إمكانية إخفاء الملفات وإظهارها باستخدام السمة "المخفية". وفي الحالة الثانية، تظهر أيقونة الملف شفافة.

"نظام"- تشير الملفات التي تحتوي على سمة "النظام" في أغلب الأحيان إلى ملفات نظام التشغيل المهمة التي لا يمكن حذفها أو تعديلها. بشكل عام، السمة "النظام" هي نسخة "مرجحة" من السمة "للقراءة فقط" مقترنة بالسمة "المخفية". في مستكشف Windows القياسي، تتم معالجة سمة "النظام" بشكل مشابه للسمة "المخفية" - تكون هذه الملفات مخفية عن المستخدم بشكل افتراضي، ولكن يمكنك السماح بإظهارها.

"أرشيف"- في الوقت الحاضر، لا يتم استخدام سمة ملف FAT هذه عمليًا للغرض المقصود منها. كان المقصود في الأصل من هذه السمة الإشارة إلى برامج الأرشفة بالملفات التي سيتم نسخها احتياطيًا. بمعنى آخر، كان على برنامج النسخ الاحتياطي لملف على القرص الصلب إعادة تعيين سمة "الأرشيف"، والبرامج التي قامت بعد ذلك بإجراء أي تغييرات على هذا الملف، على العكس من ذلك، كان عليها تعيينه مرة أخرى. وبالتالي، يمكن لبرنامج النسخ الاحتياطي أن يحدد بسهولة عن طريق التحقق من سمة ملف معينة ما إذا كان الملف المحدد على القرص الصلب قد تغير منذ النسخة الاحتياطية السابقة.

في نظام الملفات NTFS، المستخدم في الإصدارات الحديثة من Windows، بالإضافة إلى السمات المقدمة بالفعل، تقوم سمات الملف بتخزين أسماء الملفات، ومحتويات الملفات نفسها، بالإضافة إلى الكثير من المعلومات الأخرى. علاوة على ذلك، بالإضافة إلى مجموعة سمات الملفات القياسية، يسمح نظام الملفات NTFS لمطوري التطبيقات بإنشاء سماتهم الخاصة التي يمكن لتطبيقاتهم العمل معها بعد ذلك.

نظام الملفات- هذا جزء وظيفي من نظام التشغيل الذي ينفذ العمليات على الملفات. يتيح لك نظام الملفات العمل مع الملفات والأدلة (الأدلة) بغض النظر عن محتوياتها وحجمها ونوعها وما إلى ذلك.

يحدد نظام الملفات البنية العامة لتسمية الملفات وتخزينها وتنظيمها في نظام التشغيل.

وظائف نظام الملفات:

1. حفظ المعلومات على الوسائط الخارجية.

2. قراءة المعلومات من الملفات.

3. حذف الملفات والدلائل.

4. إعادة تسمية الملفات.

5. نسخ الملفات، الخ.

ينقسم كل قرص إلى منطقتين: منطقة تخزين الملفات والدليل. يحتوي الدليل على اسم الملف وإشارة إلى مكان بدايته على القرص.

نظام الملفات على مستوى واحد

الجدول 2. هيكل الإدخالات في الكتالوج

نظام الملفات الهرمي

يمكن تنفيذ عمليات مختلفة على الملفات:

• النسخ (يتم وضع نسخة من الملف من دليل إلى آخر)
• نقل (يتم نقل الملف نفسه إلى دليل آخر)
• حذف (تتم إزالة إدخال الملف من الدليل)
• إعادة التسمية (تغيير اسم الملف)، إلخ.

قواعد إنشاء اسم الملف:

لا يمكن استخدام الأحرف التالية المحجوزة لوظائف خاصة:

? : * / \ “ > < |

يشير الامتداد إلى نوع المعلومات المخزنة في الملف (نوع الملف):

· txt، doc، rtf - المستندات النصية

bmp، jpg، gif - ملفات رسومية

بالإضافة إلى الاسم والامتداد، تتضمن معلمات الملف أيضًا: حجم الملف وتاريخ ووقت الإنشاء والرمز.

حجم الملفيشير إلى مقدار المعلومات التي يحتوي عليها، وبالتالي مقدار المساحة التي يشغلها على القرص. يتم التعبير عن حجم الملف بوحدات حجم المعلومات: بايت، كيلو بايت، ميجابايت.

تاريخ ووقت إنشاء الملف.تميز هذه المعلمات أيضًا الملف ويتم كتابتها وفقًا لقواعد معينة. على سبيل المثال، الإدخال 03/05/97 15:30 يعني أنه تم إنشاء الملف في 5 مارس 1997، والوقت الذي تم إنشاؤه فيه هو 15 ساعة و30 دقيقة. يتم تسجيل التاريخ والوقت تلقائيًا بواسطة نظام التشغيل.

أيقونة- كائن رسومي أولي. من خلال الأيقونة يمكنك معرفة البيئة التي تم إنشاء الملف فيها أو نوعه.

تستخدم المجلدات لتنظيم الملفات. مجلد- كائن بيئة Windows مصمم لدمج المجلدات والملفات الأخرى في مجموعات. يتبع اسم المجلد نفس القواعد التي تتبعها أسماء الملفات، ولكن ليس لها امتدادات.

الإجراءات مع الملفات والمجلدات:

· يغلق؛

· يفتح؛

· إعادة التسمية؛

· يمسح؛

· يتحرك؛

· نسخ (إنشاء نسخة).

تقدم

التمرين 1

حدد المسار الكامل للملفات:

المهمة 2

المهمة 3

يتم إعطاء شجرة بنية الملف الهرمي على القرص. تشير الأحرف الكبيرة إلى أسماء الدليل، بينما تشير الأحرف الصغيرة إلى أسماء الملفات:

ابحث عن الأخطاء في بنية الملف.

المهمة 4

يتم إعطاء شجرة بنية الملف الهرمي على القرص. تشير الأحرف الكبيرة إلى أسماء الدليل، بينما تشير الأحرف الصغيرة إلى أسماء الملفات:

قائمة بأدلة المستويات الأول والثاني والثالث إن وجدت. حدد المسارات من الدليل الجذر إلى كل ملف من الملفات.

المهمة 5

C:\Drawings\Nature\Sky.bmp

C:\Drawings\Nature\Snow.bmp

C:\Pictures\Computer\Monitor.bmp

C:\المستندات\Report.doc

المهمة 6

تتم الإشارة إلى المسارات من الدليل الجذر إلى بعض الملفات المخزنة على القرص.

عرض بنية الملف كشجرة.

C:\الملخصات\الفيزياء\الظواهر البصرية.doc

C:\Abstracts\Informatics\Internet.doc

جيم:\الملخصات\المعلوماتية\فيروسات الكمبيوتر.doc

C:\الرسومات\Sunset.jpg

جيم:\الرسومات\ Winter.jpg

1. ما هو نظام الملفات الذي يستخدمه Windows؟

2. ما هو الملف؟

3. كيف يتم تخزين الملفات على القرص؟

4. كيف يتم تشكيل اسم الملف؟

5. لماذا تحتاج إلى امتداد اسم الملف؟

6. ما هي امتدادات أسماء الملفات القياسية التي تعرفها وماذا تعني؟

7. ما هو مسار الملف؟

8. ما هي الأسماء المنطقية لأجهزة القرص التي تعرفها؟

9. اشرح المصطلحات: الدليل، المجلد، الملف، الاختصار، الرمز، القائمة؟

10. نسخ ونقل الملفات. كيف يتم تنفيذ ذلك على نظام التشغيل Windows؟

11. كيفية إعادة تسمية ملف أو دليل؟

12. كيفية إنشاء ملف أو دليل جديد؟

13. كيفية حذف ملف أو دليل من القرص؟

14. كيف يمكن عرض محتويات الملف؟

15. كيفية تشغيل الملف للتنفيذ؟

تتمثل الوظيفة الرئيسية لأي نظام ملفات في توزيع مساحة القرص على مناطق محددة - الملفات. نظام الملفاتextXتم تنظيمه بكل بساطة، وملفاته هي مجرد تسلسلات من البايتات. ويتم الوصول إليها كنص أو بيانات ثنائية، ولكنها تختلف فقط في المحتوى، وليس في البنية أو طريقة الوصول. هذا النظام عالمي لأنه لا يضع أي افتراضات حول بنية البيانات الداخلية للملف، ويتم الوصول إلى أي جهاز خارجي، بالإضافة إلى العمليات الأخرى، كما لو كان ملفًا عاديًا. يتم تحديد خصائص توقيت نظام الملفات إلى حد كبير من خلال سرعة محركات الأقراص الثابتة، واستخدام أساليب التخزين المؤقت، جنبًا إلى جنب مع القراءة الأمامية لكتل ​​الملفات غير المطلوبة، واستخدام الكتابة البطيئة، مما يسمح بمعالجة الملفات بكفاءة تامة. تم بناء التسلسل الهرمي لنظام الملفات على شكل شجرة (الشكل 1).1 )، فهو يزيل كافة القيود المفروضة على طول اسم الملف والإصلاح اللاحق. الوصول إلى ملفات القرص العادية والدلائل والملفات الخاصة متطابق.

أرز. 1 . تم بناء التسلسل الهرمي لنظام الملفات extX على شكل شجرة.

توجد الملفات العادية في كتل بيانات قابلة للعنونة على القرص وتحتوي على معلومات يدخلها المستخدم فيها. البرامج الجاهزة للتنفيذ ووحدات الكائنات وما إلى ذلك هي أيضًا ملفات. ولا يفرض النظام أي قيود على البنية الداخلية للمعلومات المخزنة في الملف. يتم التحكم في بنية المعلومات من قبل المستخدم، وليس النظام؛ ويمكن أن تحتوي على مجموعة متنوعة من التنسيقات المعروفة فقط للبرامج التي تنشئ هذه الملفات أو تستخدم هذه الملفات. الملف العادي عبارة عن مجموعة غير منظمة من البايتات ذات الوصول المباشر، ولكن عادةً ما يتم تشكيل الملفات النصية في شكل أسطر ذات طول عشوائي، مفصولة عن بعضها البعض بحرف تغذية السطر.

الدلائل هي مجلدات يتم فيها تخزين الملفات، ويتم تجميعها وفقًا لبعض المعايير التعسفية (على سبيل المثال، البرامج القابلة للتنفيذ، والمستندات النصية، والمكتبات ووحدات المكتبة، ورموز مصدر البرنامج، وما إلى ذلك). يمكن لمجموعات الدلائل بدورها أن تشكل وحدة تخزين منطقية مع دليل جذر رئيسي يمكن تركيب نظام ملفات معين عليه. تحتوي الدلائل على معلومات حول الملفات: الأسماء والأطوال والأحجام وطرق الوصول والأوضاع والأنواع. تحتوي الأدلة على معلومات مهمة حول الملفات، لذا فهي محمية بواسطة آليات نظام التشغيل. لكتابة وقراءة المعلومات من ملف الدليل، تكون امتيازات النظام مطلوبة (على عكس الملف العادي). في جميع النواحي الأخرى، الدليل، من وجهة نظر نظام التشغيل، هو نفس الملف العادي.

يستخدم النظام اصطلاح تسمية عالمي: يتكون الاسم الكامل من سلسلة من أسماء الأدلة التي يمر من خلالها المسار من جذر الشجرة (الدليل الجذر) إلى الملف نفسه.

على سبيل المثال، لتحديد الملف "client .c" (الشكل 1)، الموجود في الدليل "c"، الموجود في الدليل "tcp"، والذي يقع بدوره في الدليل "usr" و وفقًا لذلك، في الدليل "الجذر" (الشكل 1)، يتم استخدام سلسلة الأحرف التالية: /usr /tcp /c /client .c . إذا كانت سلسلة الأحرف تبدأ بعلامة (/)، فسيبدأ البحث في الدليل الجذر لنظام الملفات بأكمله. يؤدي اسم المسار الذي لا يبدأ بعلامة (/) إلى بدء نظام التشغيل في البحث من الدليل الحالي.

يقوم النظام دائمًا بربط كل مستخدم بدليل محدد. عندما تقوم بتسجيل الدخول باستخدام أمر تسجيل الدخول، يتم وضعك تلقائيًا في دليل يسمى المنزل. يتم تعيين هذا الدليل من قبل مسؤول النظام عند التسجيل كمستخدم. إذا كان اسم المستخدم الخاص بك، على سبيل المثال، inter ، فبعد إدخال أمر تسجيل الدخول inter وإدخال كلمة المرور استجابةً لمطالبة كلمة المرور، سيتم تسجيل دخولك ونقلك تلقائيًا إلى الدليل /home /inter. بالطبع، بعد ذلك يمكنك استخدام الأمر cd (تغيير الدليل) لتغيير الدليل الحالي الخاص بك إلى ما تريد.

في نظام الإدخال/الإخراج، يتم التعامل مع جميع الأجهزة الخارجية كملفات، والتي يمكن إجراء عمليات الملفات العادية عليها. بالطبع، هناك برامج تشغيل للأجهزة، لكن الواجهة معها مصممة للمستخدم كالوصول إلى ملف خاص. الملفات الخاصة هي وسيلة لتوحيد نظام الإدخال والإخراج.

كل جهاز متصل(المحطة، والأقراص، والطابعة، وما إلى ذلك)، يطابق ملفًا خاصًا واحدًا على الأقل. يتم تخزين معظم هذه الملفات الخاصة في الدليل /dev (الشكل 1):

$ مؤتمر نزع السلاح / ديف

$ ليرة سورية -ل

لوحة تحكم نظام وحدة التحكم

أجزاء dsk على القرص

فد 0 القرص المرن 1

ذاكرة الذاكرة

طابعة ل ع

ل p0 المنفذ المتوازي 0

الجزء الجذر الموجود على القرص لنظام الملفات الجذر

مبادلة جزء المبادلة

syscon الاسم البديل لوحدة التحكم

systty هو اسم آخر لوحدة تحكم النظام

دليل المصطلحات للمحطات الطرفية

ttyS 0 المنفذ التسلسلي 0 (COM 1)

عندما يكتب برنامج ما إلى مثل هذا الملف الخاص، يعترضه نظام التشغيل ويرسله إلى جهاز، مثل الطابعة). عند قراءة البيانات من هذا النوع من الملفات، يتم استلامها فعليًا من جهاز، مثل القرص. يجب ألا يأخذ البرنامج في الاعتبار ميزات التشغيل لجهاز الإدخال / الإخراج. ولهذا الغرض، يتم استخدام ملفات خاصة (برامج تشغيل) تعمل كواجهة بين مكونات نواة نظام التشغيل وبرامج التطبيقات ذات الأغراض العامة. يكتشف النظام الفرق بين الملف العادي والملف الخاص فقط بعد أن يقوم بتحليل inode المقابل المشار إليه بواسطة إدخال الدليل.

يحتوي ملف inode الخاص على معلومات حول فئة الجهاز ونوعه ورقمه. تحدد فئة الجهاز كلاً من الأجهزة القائمة على الأحرف والكتلة.

يتم تخزين كافة البرامج والبيانات على أجهزة الذاكرة الخارجية للكمبيوتر في النموذج ملفات.

تعريف. ملف (مجلد ملف) - هذا منطقة الذاكرة المسماة (تسلسل البايتات ذات الطول التعسفي)على قرص أو أي وسيلة أخرى، يتم تخزينها ومعالجتها كوحدة واحدة. يمكن أن تكون البيانات المخزنة في الملفات عبارة عن نصوص أو برامج أو معلومات رسومية أو صوتية مشفرة، وما إلى ذلك. .

ملفلقد اسمو صفاتويتميز مقاسبالبايت، تاريخو وقتله خلقأو اخر تغير.

ملحوظة.

اسم الملفربما مكتملو غير مكتمل. الاسم الكامل (المركب).إملأ مس-دوسيضم جزئين: اسم الملفو ملحقاتقابلة للفصل نقطة. امتداد، أيضا يسمى نوع الملف، قد يكون مفقودًا، وفي هذه الحالة يكون اسم الملف غير مكتمل.

حرف او رمزالمستخدمة في اسم الملف وامتداده مأخوذة من المجموعة التالية :

الأحرف الكبيرة (الكبيرة) والأحرف الصغيرة (الصغيرة) من الأبجدية اللاتينية ; ;

الرموز: - _ $ # & @ ! % () ( ) ‘ ~ ^

يمكن أن يكون اسم الملف من واحدقبل ثمانية أحرفوفي التوسع - من صفرقبل ثلاثة(لأنظمة التشغيل مثل مس دوس). في نظام التشغيل ويندوزهذه القيود أقل صرامة - يمكن أن يحتوي اسم الملف على ما يصل إلى 255 حرفا.

بعض امتدادات الملفات (الأنواع) هي معيار:

COM - ملف جاهز للتنفيذ (النوع الأول)؛

EXE - ملف جاهز للتنفيذ (النوع الثاني) أو ملف قابل للتنفيذ، وهو الملف الرئيسي لأي برنامج مستخدم؛

BAT - ملف دفعي للأوامر؛

TXT - ملف نصي من أي نوع؛

MDB - الوصول إلى ملف DBMS؛

XLS - ملف جدول بيانات Excel؛

DOC - ملف نصي يحتوي على وثائق لمنتج برنامج أو ملف محرر Microsoft Word؛

BMP - ملف رسومي بتنسيق منقط؛

ARJ، RAR، ZIP - الملفات المؤرشفة، إلخ.

تعريف . سمة الملفهي معلمة تحدد قواعد عرض محتواها وتحريرها.

قد يحتوي الملف على ما يلي صفات:

ص (للقراءة فقط) - "للقراءة فقط".إذا حاولت تحديث أو إتلاف مثل هذا الملف باستخدام أدوات نظام التشغيل، فسيتم عرض رسالة حول الإجراءات الخاطئة. يتم تعيين سمة الملف لحماية الملف من التعديل أو التدمير العرضي.

ح (مخفي) - "الملف المخفي"عند عرض دليل باستخدام أدوات نظام التشغيل القياسية، لا يتم توفير معلومات حول الملف المخفي.

إس (النظام) - "ملف النظام".يتم استخدام هذه الملفات بواسطة نظام التشغيل.

أ (أرشيف) - "ملف أرشيفي". يتم تعيين هذه السمة عند إنشاء كل ملف جديد وإعادة تعيينه بواسطة برنامج الأرشفة والنسخ الاحتياطي.

تعريف. فهرسهو ملف خاص يحتوي على معلومات حول الملفات والأدلة الأخرى، وهي:

الاسم الكامل؛

وقت وتاريخ الإنشاء أو التعديل الأخير؛

الحجم بالبايت؛

صفات؛

بعض المعلومات الأخرى حول بنية ملف القرص.

ملحوظة.

تعبير " يتم تضمين الملف في الدليل" أو " الملف موجود في الدليل" يعني أن المعلومات حول هذا الملف موجودة في هذا الدليل (أو الدليل، الدليل - الدليل، الفهرس).

موجود دائما على القرص المغناطيسي رئيسي، أو دليل الجذر، والذي يتم إنشاؤه أثناء عملية تهيئة القرص. يعتمد عدد الملفات المسجلة في الدليل الجذر على نوع القرص وسعته. هناك عدد كبير من الملفات في الدليل الجذر غير مريح للمستخدم. بالإضافة إلى ذلك، قد ينشأ موقف عندما لا تكون سعة الدليل الرئيسي كافية لتخزين كافة الملفات على القرص. لذلك، يوفر أي نظام تشغيل القدرة على إنشاء نظام دليل هرمي على القرص. في هذا النظام، لا يمكن أن تكون عناصر الدليل ملفات عادية فحسب، بل يمكن أن تكون أيضًا ملفات أخرى الدلائل الفرعية (الدلائل الفرعية), والتي بدورها قد تتضمن أدلة فرعية ذات مستوى أدنى مع الملفات. عدد العناصر في الدليل الفرعي محدود (تقريبًا) فقط بسعة القرص. عادة، تسمى الدلائل الفرعية ببساطة الدلائل للاختصار.

ملحوظة.

دليل الجذريسمى (يشار إليه) بالرمز \ ( شرطة مائلة عكسية). دليل الجذرعلى كل قرص الوحيدولا يمكن حذفها باستخدام البرنامج.

قواعد التسمية للأدلة غير الجذريةتتزامن مع قواعد تسمية الملفات، ولكن لا يتم استخدام الامتدادات عادة.

جميع أنظمة التشغيل الحديثة توفر الإنشاء نظام الملفات، مصمم لتخزين البيانات على الوسائط الخارجية وتوفير الوصول إليها.

للوسائط التي تحتوي على عدد صغير من الملفات (ما يصل إلى عدة عشرات) يمكن استخدامها نظام الملفات على مستوى واحد, عندما يكون الدليل الجذر عبارة عن تسلسل خطي لأسماء الملفات. يمكن مقارنة هذا الكتالوج بجدول محتويات كتاب الأطفال الذي يحتوي فقط على عناوين القصص الفردية.

إذا تم تخزين مئات الملفات على الوسائط، فمن أجل راحة العمل معهم، استخدم نظام الملفات الهرمي متعدد المستويات, وجود هيكل شجرة. ويمكن مقارنة هذا النظام، على سبيل المثال، بجدول محتويات كتاب يحتوي على أقسام وفصول وفقرات وعبارات.

تتضمن أمثلة أنظمة الملفات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر ما يلي: FAT-16، FAT-32، NTFS (نظام ملفات التكنولوجيا الجديدة)وإلخ.

كل قرص لديه هيكل الملف الخاص بك، والتي يتم تشكيلها وفقًا للقواعد التالية:

يمكن أن يكون للملفات الموجودة في أدلة مختلفة نفس الأسماء، ولكن في نفس الدليل يجب أن تكون أسماء الملفات مختلفة؛

لا توجد قيود على ترتيب الملفات والأدلة في الدليل؛

يقتصر عمق تداخل الدليل على عدد الأحرف في طول مسار الدليل.

نموذج أدلة نظام التشغيل الهيكل الهرمي، مُسَمًّى شجرة الدليل, حيث يشكل الدليل الرئيسي "جذر" الشجرة (ومن هنا الاسم الثاني الدليل الرئيسي - "الجذر")، وبقية الدلائل متشابهة الفروع.

ملحوظة.

إذا كان هناك أي ملفات و/أو الدلائل الفرعيةمعلومات الإندماج فهرس، ثم يقولون ذلك تم تضمينها (متداخلة) في هذا الدليل. غير أن هذه الرابطة لا يعني, ما همبأي طريقة مجمعة في مكان واحد على القرص.

عند الوصول إلى ملف ما، يجب عليك تحديد المسار للوصول إليه وفقًا لذلك تحديد، بالصيغة التالية:

[الجهاز] [مسار الدليل] اسم الملف [. يكتب]

أقواس مربعةيعني أنه يمكن حذف الجزء المقابل من التنسيق. جزء من التنسيق جهازيعني الوسيط الذي يوجد عليه الملف أو حيث يتم كتابته. إذا لم يتم تحديد الوسائط، فسيتم استخدام الإعداد الافتراضي الجهاز الحالي. مسار الدليليحدد الطريق من الجذر أو الدليل الحاليإلى الملف.

تعريف. الجهاز الحالي- هذا هو الجهاز (الوسائط) الذي به في الوقت الحاليالمستخدم يعمل. اسمه هو المعنى تقصيرلاسم الجهاز في مواصفات الملف.

ملحوظة.

يتم فصل أسماء الدليل في المسار بـ " \ " إذا كان المسار يبدأ بالرمز " \ "، ثم يبدأ البحث عن الملف بـ دليل الجذر. إذا تم حذف المسار، فهو ضمني الدليل الحالي.

تعريف. حاضِريسمى الدليل المفتوح حاليا على الجهاز الحالي.في بعض الأحيان يتم استخدام هذا المفهوم عمل اخراجي، يعني بهذا الدليل الحالي للجهاز الحالي. اسمه هو المعنى تقصيرلاسم الدليل في مواصفات الملف.

يمكن أن يكون القرص المغناطيسي الصلب عبارة عن برنامج مقسم إلى عدة أجزاء يمكن العمل بها كأقراص منفصلة. تسمى هذه الأجزاء بالأقراص أو الأقسام المنطقية، ويتم تعيين اسم لكل منها، مثل جهاز فردي، على شكل حرف لاتيني مع الرمز ":". في هذه الحالة، كقاعدة عامة، يتم تسمية محرك الأقراص FDD باسم A:، ويتم تسمية أقسام محرك الأقراص الثابتة بدءًا من C:. تتلقى أجهزة الذاكرة الخارجية الأخرى الموجودة في الكمبيوتر (القرص المضغوط، محرك الأشرطة، وما إلى ذلك) الأسماء التالية بالترتيب الأبجدي لاسم آخر قسم لمحرك الأقراص الثابتة. يُطلق على القرص المنطقي (أو الجهاز) الذي يتم تحميل نظام التشغيل منه اسم قرص النظام.

تدعم أنظمة الملفات العديد من أنواع الملفات المختلفة وظيفيًا، والتي تتضمن عادةً الملفات العادية وملفات الدليل والملفات الخاصة والأنابيب المسماة والملفات المعينة للذاكرة وغيرها.

تحتوي الملفات العادية، أو ببساطة الملفات، على معلومات ذات طبيعة تعسفية، يتم إدخالها فيها من قبل المستخدم أو التي يتم إنشاؤها نتيجة لتشغيل برامج النظام والمستخدم. معظم أنظمة التشغيل الحديثة (على سبيل المثال، UNIX، Windows، OS/2) لا تقيد أو تتحكم في محتويات وبنية الملف العادي بأي شكل من الأشكال. يتم تحديد محتويات الملف العادي من خلال التطبيق الذي يعمل معه. على سبيل المثال، يقوم محرر النصوص بإنشاء ملفات نصية تتكون من سلاسل من الأحرف الممثلة في بعض التعليمات البرمجية. يمكن أن تكون هذه المستندات وأكواد مصدر البرنامج وما إلى ذلك. يمكن قراءة الملفات النصية على الشاشة وطباعتها على الطابعة. لا تستخدم الملفات الثنائية رموز الأحرف وغالبًا ما تحتوي على هياكل داخلية معقدة، مثل رمز البرنامج القابل للتنفيذ أو ملف الأرشيف. يجب أن تكون جميع أنظمة التشغيل قادرة على التعرف على نوع ملف واحد على الأقل - الملفات القابلة للتنفيذ الخاصة بها.

الدلائل هي نوع خاص من الملفات تحتوي على معلومات مرجعية للنظام حول مجموعة من الملفات المجمعة بواسطة المستخدمين وفقًا لبعض المعايير غير الرسمية (على سبيل المثال، يتم دمج الملفات التي تحتوي على مستندات من نفس العقد، أو الملفات التي تشكل حزمة برمجية واحدة في مجموعة واحدة) ). في العديد من أنظمة التشغيل، يمكن أن يحتوي الدليل على أي نوع من الملفات، بما في ذلك الأدلة الأخرى، مما يؤدي إلى إنشاء بنية شجرة يسهل البحث فيها. تنشئ الدلائل تعيينًا بين أسماء الملفات وخصائص الملفات التي يستخدمها نظام الملفات لإدارة الملفات. وتشمل هذه الخصائص، على وجه الخصوص، معلومات (أو مؤشر إلى بنية أخرى تحتوي على هذه البيانات) حول نوع الملف وموقعه على القرص، وحقوق الوصول إلى الملف، وتواريخ إنشائه وتعديله. وفي جميع النواحي الأخرى، يتم التعامل مع الدلائل بواسطة نظام الملفات كملفات عادية.

الملفات الخاصة هي ملفات وهمية مرتبطة بأجهزة الإدخال/الإخراج المستخدمة لتوحيد آلية الوصول إلى الملفات والأجهزة الخارجية. تسمح الملفات الخاصة للمستخدم بإجراء عمليات الإدخال/الإخراج باستخدام الأوامر العادية للكتابة إلى ملف أو القراءة من ملف. تتم معالجة هذه الأوامر أولاً بواسطة برامج نظام الملفات، ثم في مرحلة ما من تنفيذ الطلب يتم تحويلها بواسطة نظام التشغيل إلى أوامر تحكم للجهاز المقابل.

تدعم أنظمة الملفات الحديثة أنواع الملفات الأخرى، مثل الروابط الرمزية والأنابيب المسماة والملفات المعينة للذاكرة. سوف تناقش هذا في وقت لاحق.

هيكل نظام الملفات الهرمي

يصل المستخدمون إلى الملفات بأسماء رمزية. ومع ذلك، فإن الذاكرة البشرية تحد من عدد أسماء الكائنات التي يمكن للمستخدم الرجوع إليها بالاسم. يسمح لنا التنظيم الهرمي لمساحة الاسم بتوسيع هذه الحدود بشكل كبير. هذا هو السبب في أن معظم أنظمة الملفات لديها بنية هرمية، حيث يتم إنشاء المستويات عن طريق السماح باحتواء دليل المستوى الأدنى داخل دليل المستوى الأعلى (الشكل 1).

أرز. 1. التسلسل الهرمي لأنظمة الملفات

يمكن أن يكون الرسم البياني الذي يصف التسلسل الهرمي للدليل عبارة عن شجرة أو شبكة. تشكل الأدلة شجرة إذا سمح بإدراج ملف في دليل واحد فقط (الشكل 1، ب)، وتشكل شبكة - إذا كان من الممكن تضمين الملف في عدة أدلة في وقت واحد (الشكل 1، ج). على سبيل المثال، في MS-DOS وWindows، تشكل الدلائل بنية شجرية، بينما في UNIX تشكل بنية شبكة. في بنية الشجرة، كل ملف عبارة عن ورقة. يُسمى دليل المستوى الأعلى بالدليل الجذر، أو الجذر.

مع هذا التنظيم، يتحرر المستخدم من تذكر أسماء جميع الملفات؛ فهو يحتاج فقط إلى الحصول على فكرة تقريبية عن المجموعة التي يمكن تخصيص ملف معين لها من أجل العثور عليه من خلال تصفح الدلائل بشكل تسلسلي. يعد الهيكل الهرمي مناسبًا للعمل متعدد المستخدمين: يتم ترجمة كل مستخدم بملفاته في الدليل الخاص به أو شجرة الدلائل الفرعية، وفي نفس الوقت، تكون جميع الملفات الموجودة في النظام متصلة منطقيًا.

حالة خاصة من الهيكل الهرمي هي منظمة ذات مستوى واحد، عندما يتم تضمين كافة الملفات في دليل واحد (الشكل 1، أ).