Самостоятельная работа размер файла
Обновлено: 02.07.2024
Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.
Введение
Файл – совокупность логически объединенных данных во внешней памяти. Управление файлами – одна из важных задач ОС, так как в виде файлов в системе хранится практически любая информация – программы и данные. В лекции рассмотрены следующие вопросы:
- Понятие файла
- Методы доступа
- Структура директорий
- Монтирование файловых систем
- Общий доступ к файлам
- Защита файлов
- Принципы реализации файловых систем
- Блок управления файлом.
Понятие файла
Файл (file) – это смежная область логического адресного пространства. Как правило, файлы хранятся во внешней памяти.
Немного о терминологии. Слово файл уже несколько десятков лет используется как русское – один из многочисленных примеров программистских неологизмов. Первоначально, когда около 50 лет назад появился данный английский термин, в русскоязычной литературе специалисты пытались ввести другую терминологию – слово file переводили как фонд и даже тека (в смысле хранилище ). Однако исторически сложилось иное решение – слово файл стало русским. В английском языке слово file имеет много других значений: например, подшитый в папку бумажный документ и даже стадо (например, слонов) – в последнем случае, как можно предположить, размер "файла" может быть очень велик. У всех в памяти название легендарного сериала " X files" (в вольном русском переводе – "Секретные материалы").
Фирма IBM в документации по своей системе IBM 360 в 1960-х гг. использовала иной термин – набор данных (data set) – для обозначения этого же понятия, однако он не пережил операционную систему, в которой использовался.
Каждый файл имеет свой тип, определяющий, какая информация хранится в файле. Основные типы файлов – программа (код) или данные. Данные подразделяются на числовые, символьные (текстовые) и двоичные ( произвольная информация ).
Структура файла
В различных системах приняты различные точки зрения на структуру файлов. В ряде систем структура файла привязывалась к типу устройства, на котором он находится. В некоторых других системах структура файла была искусственно усложнена. Однако наиболее простую и унифицированную точку зрения из них предложили авторы системы UNIX : файл – это последовательность слов или байтов. Казалось бы, это очевидно, но преимущество данного подхода к файлам в том, что базовое представление файла и базовые операции над ним ( read , write ) не зависят от типа устройства. В свое время для программистов нашего поколения такой подход к файлам был откровением, после сложностей системы файлов IBM 360, а затем – "Эльбруса". Можно сказать, что файлы в своем развитии прошли путь , аналогичный развитию архитектур компьютеров – сначала в сторону значительных усложнений, затем – упрощения и унификации .
Файлы можно условно подразделять на файлы простой и сложной структуры (хотя точка зрения на структуру файла зависит от той программы, которая его обрабатывает).
Файлы простой структуры состоят из последовательности записей (records) – элементарных единиц, в терминах которых выполняются операции обмена с файлом. Записи могут быть:
- строками, если это текстовый файл ;
- двоичными данными фиксированной длины ;
- двоичными данными переменной длины.
Файлы сложной структуры могут быть самого разного вида, например:
Сложная структура файла может быть смоделирована записями путем добавления соответствующих управляющих символов .
Файлы интерпретируются операционной системой или программами их обработки.
Атрибуты файла
Практически в любой системе файлов можно считать, что файл состоит из заголовка и памяти.В заголовке файла хранятся его атрибуты – общие свойства, описывающие содержимое файла, память файла – это его записи, строки, секции и т.д., содержащие собственно хранимую в нем информацию.
Различаются следующие основные атрибуты файла :
Имя (Name) – название файла в символьной форме, воспринимаемое пользователем.
Тип (Type) – тип хранимой в файле информации. Отдельный атрибут тип необходим для систем, которые поддерживают различные типы файлов. Например, в системе "Эльбрус" значением атрибута тип файла является число, кодирующее тип: 0 – данные, 2 – код, 3 – текст и т.д. Однако более общепринятым подходом является подход, принятый в системах MS DOS , Windows , UNIX : тип файла кодируется расширением имени, например, book.txt – текстовый файл (.txt), содержащий текст книги.
Размещение (Location) – указатель на размещение файла на устройстве.
Размер (Size) – текущий размер файла .
Защита (Protection) – управляющая информация , задающая полномочия чтения, изменения и исполнения файла.
Время и дата. Например, во всех системах хранится дата создания файла и дата последней модификации файла. Последняя играет важную роль при компиляции (сборке) больших программных проектов, так как утилиты для сборки проектов (например, make ) определяют по соотношению дат последней модификации файлов исходного кода и двоичного кода, следует ли перекомпилировать исходный файл .
В ОС UNIX дату модификации файла можно изменить командой touch f , где f – имя файла . Touch дословно означает потрогать. Кроме изменения времени модификации, больше никаких действий над файлом не производится.
Идентификация пользователя.В любой системе поддерживается понятие хозяин (создатель) файла (owner).Именно хозяин вправе задавать другим пользователям полномочия для работы с файлом.
Информация о файлах хранится в структуре директорий ( или справочников - directories),иногда, например, в системе Windows , называемых также папками (folders) – структурами во внешней памяти, содержащими символьные имена файлов и ссылки на них. Важнейшая концепция директории подробно рассматривается далее в данной лекции.
Операции над файлами
Хотя набор операций над файлами и особенно их обозначений различается от системы к системе, можно выделить следующие основные операции над файлами.
- Создание файла ( Create ). Создается заголовок файла; первоначально его содержимое (память) пусто.
- Запись в файл ( Write ). Как правило, происходит записями (records) или блоками – более крупными логическими единицами информации, объединяющими несколько записей, с целью оптимизации операций ввода-вывода .
- Чтение из файла ( Read ). Обычно также выполняется записями или блоками.
- Поиск позиции внутри файла (позиционирование) ( Seek ). Позиция задается номером записи или блока, либо специальными именами, обозначающими начало файла (позиция перед первой записью) или конец файла (позиция после последней записи).
- Удаление файла ( Delete ). В зависимости от реализации системы файлов, ошибочное удаление файла может быть фатальным (UNIX) или исправимым (MS DOS).
- Сокращение файла ( Truncate ).
- Открытие файла ( Open ) – поиск файла в структуре директорий по его символьному имени (пути) и считывание его заголовка и одного или нескольких смежных блоков в буфера в основной памяти.
- Закрытие файла ( Close ) – запись содержимого буферов в блоки файла; обновление файла во внешней памяти в соответствии с его текущим состоянием; освобождение всех структур в основной памяти, связанных с файлом.
Для выполнения операций обмена с файлом ( read, write ), как правило, файл необходимо открыть. Закрытие файла является обязанностью пользовательского процесса ; однако, если он по какой-либо причине этого не выполняет, то закрывает все файлы, открытые процессом, операционная система после завершения или прекращения процесса.
1 Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов
make. cpp, name. c, age. pc, name. cpp
2 Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:? n*i??t?*. *i
1) annimtion. jpi
4) a_nimation. gi
3) В каталоге находятся файлы со следующими именами:
3 Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов:
Полную информацию смотрите в файле.
Содержимое разработки
Самостоятельная работа по теме «Файлы и файловая система»
Вариант 1
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов
make.cpp, name.c, age.pc, name.cpp
1) *a*e.? 2) a?e.*
3) *a?e.* 4) ?a?e.*
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске: ?n*i??t?*.*i
1) annimtion.jpi 2) animate.jpg
3) animation.gi 4) a_nimation.gi
Самостоятельная работа по теме «Файлы и файловая система»
Вариант 2
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов
abcd.txt, bc.tel, bcd.txt, xbc.tar
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске: ?mu*r.?st
1) mur.lst 2) omurr.sst
3) omur.sts 4) murr.lst
3) В каталоге находятся файлы со следующими именами:
bike.mdb
bike.mp3
iks.mpg
like.mpg
mikes.mp3
nike.mpeg
Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов:
1) ?ik*.m* 2) ?ik*.mp?
3) *ik?.mp* 4) ?ik*.mp*
4) В каталоге находятся файлы со следующими именами:
korsten.docx
mikor5.docx
mokkorte.dat
mokkorte.doc
skorcher.doc
x-korvet.doc
Определите, сколько масок из списка
*kor?*.d*
позволяют выбрать указанную группу файлов:
mokkorte.doc
skorcher.doc
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
5) В некотором каталоге хранится файл Список_10_клacca.txt. В этом каталоге создали подкаталог и переместили в него файл Список_10_класса.txt, после чего полное имя файла стало
D:\USER\CLASS\DOC\Список_10_класca.txt.
Каково полное имя каталога, в котором хранился файл до перемещения?
1) D:\USER\CLASS 2) DOC
3) D:\USER\CLASS\DOC 4) CLASS
3) В каталоге находятся файлы со следующими именами:
Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов:
fedor.docx
msdos.doc
radost.doc
1) *?do?*.d* 2) ?do*.doc
3) *?do?*.do* 4) *do?.doc*
4) В каталоге находятся файлы со следующими именами:
astarta.doc
catarsis.dat
catarsis.doc
plataria.docx
Определите, сколько масок из списка
*tar?*.d*
позволяют выбрать указанную группу файлов:
catarsis.doc
plataria.docx
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
В некотором каталоге хранится файл Задачи_по_программированию.tхt. В этом каталоге создали подкаталог и переместили в него файл Задачи_по_программированию.tхt. После этого полное имя файла стало D:\INFORM\LESSONS\10_CLASS\Задачи_по_программированию.txt
Каково полное имя каталога, в котором хранился файл до перемещения?
1) D:\INFORM 2) D:\INFORM\LESSONS
Файлы и папки
Имя файла, как правило, состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имени файла и расширения. Расширения необязательны, но они широко используются: расширение позволяет пользователю, не открывая файл, определить, какого типа данные (программа, текст, рисунок и т. д.) в нём содержатся.
В некоторых операционных системах имя файла может включать до 255 символов, причём в нём можно использовать буквы национальных алфавитов и пробелы.
Файлы, содержащие данные (рисунки, тексты), ещё называют документами. Файлы - документы создаются и обрабатываются с помощью прикладных программ (приложений).
Файл характеризуется такими свойствами как тип, размер, дата создания, дата последней модификации.
Подумайте, каким типам файлов могут быть поставлены в соответствие эти рисунки:
Объём компьютерных информационных носителей измеряется в мегабайтах и гигабайтах.
Приходилось ли вам иметь дело с компьютерными носителями информации? Какой объём они имели?
На стандартном лазерном диске можно сохранить множество файлов, общий размер которых будет равен 700 Мбайт. Выясним, сколько копий словаря русского языка Сергея Ивановича Ожегова можно разместить на таком диске. Для вычислений можно воспользоваться приложением Калькулятор.
Одно из изданий словаря Ожегова состоит из 800 страниц, на каждой странице 2 колонки из 80 строк, в каждой строке 60 символов (включая пробелы).
Выразим размер файла в килобайтах:
7 680 000 : 1024 = 7 500 (Кбайт).
Выразим размер файла в мегабайтах:
7 500 : 1024 * 7 (Мбайт).
Теперь разделим 700 (информационный объём лазерного диска в мегабайтах) на 7 (размер файла со словарем, выраженный в мегабайтах). Получится 100. Значит, на одном лазерном диске можно разместить 100 книг, таких по объёму, как словарь Ожегова. Если эти книги размещать в обычном книжном шкафу, то потребуется шкаф из шести полок, на каждой из которых будет умещаться по 15 - 17 книг большого формата.
Вопросы и задания
3. Какие правила записи имени файла следует соблюдать?
6. Каких действий следует избегать при работе с файлами?
8. Одно из действий в контекстном меню объекта операционной системы всегда выделено полужирным шрифтом. Какое это действие? Почему выбрано именно оно? Каким образом можно выполнить это действие без контекстного меню?
10. Что такое байт, килобайт, мегабайт и гигабайт? Как они связаны между собой?
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 2
1. Переведите в биты:
а) 64 Гбайт
б) 512 байт
2. Переведите в байты:
а) 256 Мбит
б) 64 Гбит
3. Сколько бит (без кавычек) в следующей фразе: «Я учусь в первой школе».
4. Сколько музыкальных файлов размеров 3 Мбайта может поместиться на одном CD-диске размером 700 мегабайт?
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 3
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 4
1. Переведите в биты:
а) 128 Кбайт
б) 64 Мбайт
2. Переведите в байты:
а) 256 Кбит
б) 16 Гбит
3. Сколько бит (без кавычек) в следующей фразе: «Сегодня замечательная погода!».
4. У Вас есть флешка объемом 4 Гб, но на ней уже занято 3,8 Гб. Сколько нужно освободить места, чтобы поместить на нее файл размером 380 Мб?
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 5
1. Переведите в биты:
а) 256 Мбайт
б) 1024 байт
2. Переведите в байты:
а) 128 Мбит
б) 512 Кбит
3. Сколько байт (без кавычек) необходимо для кодирования фразы: «КАЗНИТЬ НЕЛЬЗЯ, ПОМИЛОВАТЬ.»?
4. Посчитать объем книги, если известно, что в ней 300 страниц и на каждой странице 30 строчек по 40 символов.
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 6
1. Переведите в биты:
а) 64 Гбайт
б) 256 байт
2. Переведите в байты:
а) 256 Мбит
б) 64 Гбит
3. Сколько бит информации содержится в фразе: "Доброе утро!".
4. Сколько файлов размеров 2 Мбайта может поместиться на флешке размером 8 гигабайт?
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 7
1. Переведите в биты:
а) 512 Мбайт
б) 64 Кбайт
2. Переведите в байты:
а) 32 Мбит
б) 1024 Кбит
3. Сколько байт (без кавычек) необходимо для кодирования фразы: «Сколько байт в килобайте?».
4. У Вас есть флешка объемом 16 Гб, но на ней уже занято 15,7 Гб. Сколько нужно освободить места, чтобы поместить на нее файл размером 2048 Кб?
Самостоятельная работа
«Единицы измерения количества информации»
Вариант № 8
1. Переведите в биты:
а) 512 Кбайт
б) 64 Мбайт
2. Переведите в байты:
а) 256 Кбит
б) 16 Гбит
3. Сколько бит необходимо для кодирования словосочетания: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.
4. Сколько фотографий размеров 4 Мбайта может поместиться на флешке размером 16 гигабайт?
Читайте также: