Файловая система в Windows

Представляет собой запоминающее устройство с несколькими круглыми жесткими пластинами покрытыми слоем ферромагнитного материала расположенные на одной оси привода и с подвижными считывающими головками. В работе жесткого диска (винчестера) используется принцип магнитной записи. Мы не будем углубляться в устройство и работу жестких дисков, а рассмотрим в общих чертах файловую систему компьютера.

Файловая система компьютера (ФС) — описание способа хранения, распределения, наименования и обеспечения доступа к информации, хранящейся на жестком диске компьютера. Именно файловая система жесткого диска определяет правила наименования файлов и каталогов, ограничения на максимальные размеры файла и раздела, длину имени файла, максимальный уровень вложенности каталогов и другие моменты. Кстати, максимальный размер файла в файловой системе FAT32 составляет 4 Гбайта.

В ОС Windows наиболее распространенной на сегодняшний день является файловая система NTFS, заменившая устаревшую файловую систему FAT. Именно файловую систему NTFS лучше всего использовать на сегодняшний день. Чтобы жесткий диск можно было использовать в компьютере, его необходимо подготовить, отформатировать в выбранную файловую систему. Программа форматирования создает на жестком диске компьютера структуру в соответствии с правилами файловой системы Windows после чего диск становится виден в операционной системе и его можно использовать. Форматирование жесткого диска осуществляется силами операционной системы или сторонней программы. При этом выбирается тип файловой системы жесткого диска, размер кластера и способ форматирования.

Кластер — упрощенно, минимальная ячейка на жестком диске для хранения информации, эдакая коробочка для хранения файлов. Кластер имеет вполне конкретные стандартизованные размеры равные 512 байт раньше и 4 096 байт в настоящее время. В одном кластере хранится только один файл, если он меньше размера кластера, то все равно занимает весь кластер. Когда файл не помещается целиком в одном кластере, то он записывается кусочками по разным кластерам, необязательно соседним. Поскольку размеры файлов крайне редко кратны размеру кластера, то на диске файлы практически всегда занимают больше места, чем их реальный размер. Чтобы было понятнее, возьмем для наглядности такой пример. Есть 9 кирпичей, из них 3 белых и 6 красных, а в контейнер помещается только 5 кирпичей одного типа. Чтобы хранить наши кирпичи нам понадобится 3 контейнера, хотя емкость двух контейнеров 10 кирпичей. Вот наглядная иллюстрация, как это происходит.

В файловой системе компьютера происходит точно также. В этом легко убедиться, если кликнуть правой кнопкой мыши по файлу и выбрать свойства.

Файл размером 6 байт занимает в файловой системе жесткого диска 4 096 байт , т.е. один кластер. Соответственно маленький размер кластера больше подходит для хранения маленьких файлов, а большой размер кластера для хранения больших. Тогда место на диске будет использоваться более рационально. Так же происходит и с ярлыками.

Структура файловой системы Windows

Первоначально, вся информация в виде файлов записывалась в файловую систему Windows в одну кучу, однако с ростом количества информации и емкости дисков это стало очень неудобно. Попробуйте найти нужную вам вещь в коробке, среди десятков других. Выходом из этой ситуации стало создание древовидной структуры папок (директорий или каталогов) сильно облегчающих структурирование и поиск информации. Внутри каталога создаются подкаталоги, и файлы группируются по логическому принципу удобному пользователю.

Дальнейший рост емкости дисков привел к следующему очевидному шагу, разбить один физический носитель информации на несколько логических разделов (дисков). Логически выделенная часть смежных блоков на диске называется раздел (partition). Такая структура файловой системы применяется в настоящее время в операционной системе Windows.

Это позволяет упростить структурирование информации, повысить надежность хранения данных за счет разделения системных и пользовательских файлов, более гибко управлять правами доступа к файлам, увеличить скорость дисковых операций. Каждый созданный логический диск воспринимается операционной системой, как независимый, хотя фактически он виртуален. Благодаря этому каждому разделу жесткого диска можно назначить произвольную файловую систему или настроить размер кластера, а так же иметь несколько операционных систем на одном компьютере.

Первый физический сектор жесткого диска отведен для хранения главной загрузочной записи (MBR), необходимой для начальной загрузки операционной системы, а так же хранит таблицу разделов.

Разделы бывают двух видов: первичный (основной) и дополнительный (расширенный). В первом секторе основного раздела располагается загрузочный сектор, обеспечивающий загрузку ОС с данного раздела жесткого диска. Всего на физическом диске может быть четыре раздела и только один из них расширенный. Дополнительный раздел представляет собой оболочку для любого количества других логических разделов. Это позволяет обойти ограничение, только четыре раздела на физическом диске.

Вот и все, что мы хотели рассказать о файловой системе компьютера в операционной системе Windows.

3. Файловая система

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Файл — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более восьми букв латинского алфавита и цифр, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba.txt

В операционной системе Windows в имя файла:
Единицы измерения информации.doc

1. Разрешается использовать до 255 символов.
2. Разрешается использовать символы национальных алфавитов, в частности русского.
3. Разрешается использовать пробелы и другие ранее запрещенные символы, за исключением следующих девяти: /\:*?»<>|.
4. В имени файла можно использовать несколько точек. Расширением имени считаются все символы, стоящие за последней точкой.

Роль расширения имени файла чисто информационная, а не командная. Если файлу с рисунком присвоить расширение имени ТХТ, то содержимое файла от этого не превратится в текст. Его можно просмотреть в программе, предназначенной для работы с текстами, но ничего вразумительного такой просмотр не даст.

Файловая система. На каждом носителе информации (гибком, жестком или лазерном диске) может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется установленной файловой системой.

Файловая система — это система хранения файлов и организации каталогов.
Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) удобно применять одноуровневую файловую систему, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска файлы организуются в многоуровневую иерархическую файловую систему, которая имеет «древовидную» структуру (имеет вид перевернутого дерева).Начальный, корневой, каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, в каждом из них бывают вложенные каталоги 2-го уровня и т. д. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Для облегчения понимания этого вопроса воспользуемся аналогией с традиционным «бумажным» способом хранения информации. В такой аналогии файл представляется как некоторый озаглавленный документ (текст, рисунок и пр.) на бумажных листах. Следующий по величине элемент файловой структуры называется каталогом. Продолжая «бумажную» аналогию, каталог будем представлять как папку, в которую можно вложить множество документов, т.е. файлов. Каталог также получает собственное имя (представьте, что оно написано на обложке папки).

Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен ни в какие другие, называется корневым каталогом.

А теперь полную картину файловой структуры представьте себе так: вся внешняя память компьютера — это шкаф с множеством выдвижных ящиков. Каждый ящик — аналог диска; в ящике — большая папка (корневой каталог); в этой папке множество папок и документов (подкаталогов и файлов) и т.д. Самые глубоко вложенные папки хранят в себе только документы (файлы) или могут быть пустыми.

Путь к файлу. Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель «\» логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых находится данный нужный файл.

Например, путь к файлам на рисунке можно записать так:
C:\Рефераты\
C:\Рефераты\Физика\
C:\Рефераты\Информатика\
C:\Рисунки\

Полное имя файла.
Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла.
Пример полного имени файлов:
C:\Рефераты\Физика\Оптические явления.doc
C:\Рефераты\Информатика\Интернет.doc
C:\Рефераты\Информатика\Компьютерные вирусы.doc
C:\Рисунки\Закат.jpg
C:\Рисунки\ Зима.jpg

В операционной системе Windows вместо каталогов используется понятие «папка». Папка – это объект Windows, предназначенное для объединения файлов и других папок в группы. Понятие папки шире, чем понятие «каталог».

В Windows на вершине иерархии папок находится папка Рабочий стол. (Следующий уровень представлен папками Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение (если компьютер подключен к локальной сети).

Графический интерфейс Windows позволяет производить операции над файлами с помощью мыши с использованием метода Drag&Drop (тащи и бросай). Существуют также специализированные приложения для работы с файлами, так называемые файловые менеджеры.

NTFS (от англ. New Technology File System — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Microsoft Windows

NTFS заменила использовавшуюся в MS-DOS и Microsoft Windows файловую систему FAT. NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства

FAT (англ. File Allocation Table — «таблица размещения файлов») — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-накопителей. Используется в дискетах, и некоторых других носителях информации. Ранее использовалась и на жестких дисках.

Дефрагмента́ция — процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечения хранения файлов в непрерывной последовательности кластеров. После дефрагм 4 ентации ускоряется чтение и запись файлов, а, следовательно, и работа программ, ввиду того, что последовательные операции чтения и записи выполняются быстрее случайных обращений

Се́ктор диска — минимальная адресуемая единица хранения информации на дисковых запоминающих устройствах

Операции с файлами и папками

Файлы и папки в операционной системе Windows представляют собой специальные объекты с набором определенных свойств, служащие для удобного структурирования информации в файловой системе компьютера. Такое логическое разделение информации на жестком диске компьютера сильно облегчает человеку быстрый доступ к нужным в данный момент данным.

Подробнее ознакомиться, как устроен файл можно здесь, а про папки почитать тут. Новичку важно усвоить, что одни и те же действия в компьютере часто можно выполнить несколькими способами и это в полной мере относится к операциям с каталогами и файлами. Давайте разберемся, какие бывают операции с данными на жестком диске компьютера и способы их выполнения. Мы будем описывать работу в штатном Проводнике Windows при настройках по умолчанию.

Открыть файл или папку

Наверно самая частая операция с файлами и папками, в результате которой мы можем увидеть их содержимое. В случае папки мы видим содержащиеся в ней файлы и другие каталоги. Открывая файл, мы указываем операционной системе запустить программу, ассоциированную с данным типом файлов и открыть файл в ней. В результате на мониторе отобразится текст, хранящийся в текстовом файле или запуститься проигрывание фильма и так далее.

Достигнуть данного результата можно по-разному, в зависимости от настроек системы и используемых программ. Самый простой способ открыть файл или папку это сделать по ней двойной щелчок левой кнопкой мыши (ЛКМ), однако начинающим пользователям данное действие бывает сложно сделать. В таком случае можно щелкнуть по нужному объекту один раз ЛКМ , он выделится и нажать клавишу Enter или кликнуть по нему правой кнопкой мыши (ПКМ) и выбрать в появившемся контекстном меню пункт «Открыть».

Вверху Проводника есть собственное меню позволяющее производить операции с объектами и настроить сам Проводник. Если вы не ведите меню, нажмите клавишу F10 на клавиатуре. Выделите объект щелчком ЛКМ и выберите в меню «Файл» ⇒ «Открыть».

Может возникнуть ситуация, когда Windows не знает с помощью какой программы нужно открыть данный файл или вы хотите открыть его в другой программе. Для этого нужно щелкнуть по файлу ПКМ и выбрать в контекстном меню пункт «Открыть с помощью» и указать нужную программу.

Операция переименования папок и файлов

Все объекты на жестком диске компьютера имеют свои имена уникальные внутри одного каталога. Имена можно менять произвольным образом любое количество раз, главное соблюдать требования файловой системы к ним. В случае ввода недопустимого имени компьютер выведет предупреждение об этом.

Для переименования необходимо выделить нужный объект одиночным щелчком ЛКМ чтобы он под светился цветом и после небольшой задержки произвести по нему еще один клик ЛКМ. Имя должно выделиться синим, теперь можно ввести на клавиатуре новое имя и щелкнуть ЛКМ на свободном месте в окне Проводника или нажать на клавиатуре клавишу Enter .

Альтернативный вариант переименования файлов и папок предполагает использование всплывающего контекстного меню Проводника. Щелкнете на объекте ПКМ и выберете пункт «Переименовать» дальнейшие действия как описано выше.

Последний способ переименовать объект задействует меню Проводника. Выделите нужный файл или папку щелчком ЛКМ и в меню Проводника выберите «Файл» ⇒ «Переименовать», а дальше все как в других способах.

Операция перемещения папок и файлов

Довольно распространённый тип операций с файлами и каталогами. Часто возникает необходимость переместить файлы или каталоги в другое место на жестком диске компьютера. Перемещая папку, следует помнить, что переместятся и все находящиеся в ней файлы и каталоги. В случае переноса файла следует учитывать, что если он требуется для работы какой-либо программы, она перестанет работать, так как будет искать его на старом месте. Перемещать можно множеством способов, давайте рассмотрим несколько.

Используя буфер обмена.

Выделить объект щелчком ЛКМ, чтобы он подсветился цветом. Дальше есть несколько вариантов, как можно поступить:

• щелкнуть по нему ПКМ и выбрать пункт «Вырезать»
• нажать комбинацию клавиш Ctrl + X
• нажать кнопку «Вырезать» на панели инструментов или в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Вырезать». В зависимости от версии операционной системы вид, расположение меню и наличие кнопок несколько различается.

В результате этих действий объект станет блеклым и поместится в буфер обмена операционной системы Windows. Теперь надо открыть папку на жестком диске, куда вы хотите переместить объект и выполнить одно из действий:

• щелкнуть на свободном месте ПКМ и выбрать пункт «Вставить»
• нажать комбинацию клавиш Ctrl + V
• нажать кнопку «Вставить» на панели инструментов или в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Вставить». В зависимости от версии операционной системы вид, расположение меню и наличие кнопок несколько различается.

Поздравляем, вы переместили ваш файл или папку в другое место. Тот же самый результат можно получить, если выделить объект и в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Переместить в папку» в открывшемся окне указать папку назначения и нажать «Переместить».

Используя перетаскивание.

Широко применяется в графических интерфейсах и буквально означает «тащи-и-бросай» или «drag-and-drop» по-английски. Чтобы его осуществить, надо открыть окно Проводника Windows с объектами для перетаскивания и рядом еще одно окно Проводника, куда вы хотите переместить данные. Удобнее всего, когда видны оба окна одновременно.

Щелкаете ЛКМ по файлу или папке, держа указатель мыши над выделенным объектом, нажимаете и удерживаете ЛКМ и перемещаете указатель мыши в соседнее окно Проводника, куда вы хотите перетащить объект. Когда перетаскиваемый объект будет над папкой назначения, отпускаете ЛКМ. Единственное, необходимо следить по значку перетаскиваемого объекта, что система собирается сделать, переместить или скопировать перетаскиваемый объект. Удержание при перетаскивании клавиши Shift указывает компьютеру, что необходимо переместить объект.

Операции копирования файлов и папок

Полезно иметь копии важных файлов, на случай повреждения или утраты оригинала. Так же иногда нужно иметь несколько вариантов одного файла. Операция копирования производится точно так же, как и перемещение, но в меню выбирается пункт «Копировать» или комбинация клавиш Ctrl + C . В результате в папке назначения окажется копия. Вставить копию можно в то же каталог, но под другим именем. В случае перетаскивания надо удерживать клавишу Ctrl .

Функциональные клавиши при перетаскивании.

Если вы будете осуществлять операцию перетаскивания с нажатой клавишей Alt , то будет создан ярлык на объект. Перетаскивая с помощью ПКМ вы сможете выбрать, что вы хотите сделать: копировать, переместить или создать ярлык.

Операция удаления папок и файлов

Операционная система Windows предоставляет несколько способов удалить ненужные больше данные. Можно выделить объект щелчком ЛКМ и нажать клавишу Delete (Del) и подтвердить действие, нажав в появившемся окне кнопку «Да» или клавишу Enter на клавиатуре.

Другой способ удаления задействует контекстное меню. Достаточно щелкнуть на объекте ПКМ и выбрать пункт «Удалить» и подтвердить свой намерения. Можно удалить данные через меню Проводника, достаточно выделить объект ЛКМ и в меню Проводника выбрать «Файл» ⇒ «Удалить» и сделать подтверждение.

Последний способ использует метод «drag-and-drop» для удаления файлов и папок. Щелкаете на объекте ЛКМ и удерживая ее тащите его на иконку «Корзины» расположенную на рабочем столе.

Следует помнить, что удаляя папку, вы удаляете все ее содержимое, включая под папки.

В результате удаления любым из перечисленных способов, при настройках системы по умолчанию, все удаленные данные оказываются в «Корзине». Это специальная выделенная область, на жестком диске компьютера, предназначенная для временного хранения удаленных данных перед их полным удалением из системы. Просмотреть ее содержимое можно открыв иконку «Корзина» на рабочем столе компьютера. Восстановить случайно удаленный файл или папку, можно найдя их в «Корзине», щелкнув по нему ПКМ и выбрав в контекстном меню «Восстановить». Настроить параметры работы «Корзины» можно щелкнув ПКМ по ее значку на рабочем столе и выбрав пункт «Свойства».

Так же недавние действия в Проводнике Windows можно отменить в меню «Правка» ⇒ «Отменить» или комбинация клавиш Ctrl + Z .

Если вы точно уверенны, что удаляемые объекты вам больше не нужны, можно удерживать клавишу Shift во время операции удаления, тогда объекты будут удалены окончательно и из корзины их восстановить не получится. Будьте осторожны с данным способом.

Мы рассмотрели стандартные операции, но иногда компьютер сообщает, что невозможно удалить файл или папку по разным причинам. Как быть в такой ситуации, подробно рассказано в этом уроке.

Групповые операции с файлами и папками

Для облегчения работы человека существует возможность производить открытие, перемещение, копирование и удаление сразу с группой объектов. Для этого необходимо указать системе нужные нам для операции объекты. Осуществляется выделение объектов точно так же, как мы выделяли одиночный объект, но с использование функциональных клавиш.

Выделение произвольной группы файлов и папок производится щелчком ЛКМ по нужным объектам с нажатой клавишей Ctrl . Выделенные объекты подсвечиваются цветом.

Для выделения расположенных подряд папок или файлов, сначала выделяется первый нужный объект щелчком ЛКМ и потом, удерживая клавишу Shift на клавиатуре, выделяется последний.

Выделить все в текущем каталоге можно в меню Проводника «Правка» ⇒ «Выделить все» или комбинация клавиш Ctrl + A .

Если необходимо выделить все кроме некоторых, то выделять все нужные с помощью Ctrl + C будет очень долго, гораздо быстрее пойти от противного, выделить ненужные объекты с помощью Ctrl + C и выбрать в меню пункт «Правка» ⇒ «Обратить выделение». Альтернативный вариант это выделить все объекты Ctrl + A и снять выделение, с ненужных объектов, щелкая по ним с нажатой клавишей Ctrl .

Еще один способ выделения с помощью перемещения мыши. Нужно нажать и удерживать ЛКМ на свободном месте и перемещать указатель. Появившаяся рамка показывает, какие объекты будут выделены, когда вы отпустите ЛКМ. Отредактировать получившееся выделение можно удерживая клавишу Ctrl .

Снять выделение, сделанное любым способом можно щелкнув мышью на свободном месте. Дальнейшие операции над группой файлов и папок не отличаются от описанных ранее способов с одиночными объектами.

Операция создания папок и файлов

Создать папку очень просто, достаточно открыть Проводник в нужном месте жесткого диска, щелкнуть на свободном месте ПКМ и выбрать в появившемся контекстном меню пункт «Создать» ⇒ «Папку», ввести ее имя и нажать Enter или кликнуть по свободному месту.

С файлами ситуация немного другая. Обычно они создаются непосредственно в программе, которая с ними работает. Например, текстовый файл в программе «Блокнот», а рисунки в графическом редакторе Paint установленным в системе по умолчанию. Однако вы можете пойти другим путем и создать пустой файл некоторых типов, не запуская программу для работы с ними.

Щелкните ПКМ на свободном месте в Проводнике и выберите в контекстном меню «Создать» и нужный тип файла, например «Текстовый документ», введите на клавиатуре его имя и нажмите клавишу Enter . Будет создан пустой файл, если его открыть, то запуститься программа для работы с этим типов файлов.

Такой способ может быть удобен, если вы находитесь в нужном каталоге, где вы хотите создать новый файл, так как будет быстрее, чем запустить саму программу, а потом в диалоге сохранения искать нужную директорию для сохранения.

Все то же самое можно сделать, используя меню Проводника, достаточно находясь в нужной директории и не имея выделенных объектов зайти в меню «Файл» ⇒ «Создать» и выбрать нужный тип документа, например папку или архив.

Мы рассмотрели основные операции с файлами и папками в Windows и их выполнение не должно для вас представлять трудностей, главное быть внимательным. Однако рекомендуем создать тестовую папку и потренироваться так сказать «на кошках».