Файлы: типы файлов, имя и расширение, атрибуты файлов, использование шаблонов
Файлы
На уровне файловой системы файл трактуется как последовательность логических записей. Такая организация называется последовательной.
На логическом уровне дисковая память рассматривается как непрерывная последовательность секторов, каждый из которых имеет свой номер.
Создаваемому файлу память выделяется динамически (по мере необходимости) в начале свободной области логического дискового пространства, причем не секторами, а кластерами (обычно два или более смежных секторов). Дискретность в терминах кластеров, а не секторов, объясняется необходимостью минимизации объема системной информации. На основе этой информации обеспечивается возможность работы с фрагментированными (занимающими несмежные области логического дискового пространства) файлами, что весьма важно для используемого механизма динамического выделения памяти. Фрагментация файлов возникает при их интенсивном создании, удалении и пополнении. Фрагментация файлов увеличивает время доступа к их содержимому и существенно затрудняет восстановление файлов при разрушении (случайном по вине пользователя или из-за аппаратных сбоев) файловой структуры.
Недостаток выделения дисковой памяти кластерами вместо секторов состоит в большом расходовании дискового пространства при размещении множества маленьких файлов (кластеры окажутся полупустыми).
Полностью статическое выделение дисковой памяти для файла с указанием требуемого размера при его создании неприемлемо, так как:
1) даже приблизительный размер файла заранее неизвестен, а задание максимально возможной длины приводит к неэффективному использованию внешней памяти;
2) в случае необходимости увеличения длины файла сверх указанной при его создании (в случае пополнения файла) придется создавать новый файл большего размера и записывать в него всю старую, а также новую информацию, что приводит к большим временным затратам;
3) неэффективно используется дисковая память, так как под файл приходится выделять, как правило, большую область, чем ему реально требуется.
Несмотря на последовательную организацию файлов и возможность их фрагментации, файловая система DOS поддерживает не только последовательный, но и прямой методы доступа к их содержимому.
При последовательном доступе записи из файла считываются только в порядке их расположения в файле. Поэтому, чтобы обратиться к определенной записи, необходимо считать все предыдущие.
При прямом доступе обеспечивается непосредственное обращение к записи по ее номеру в файле.
DOS различает файлы в двух форматах: двоичные и текстовые файлы. Другие программные продукты могут поддерживать файлы в своих, специфических форматах.
Двоичный файл – это файл общего вида, на содержимое которого не накладывается никаких ограничений. Считается, что он состоит из последовательности байтов, возможно, сгруппированных в логические записи фиксированной длины.
Текстовым (ASCII-) файлом называется файл, содержимое которого без преобразования может быть выдано на экран дисплея или принтер и непосредственно воспринято человеком. Такой файл состоит из последовательности строк переменной длины. Каждая строка содержит только текстовые и завершается маркером конца строки (EOL – End Of Line). Роль маркера EOL играет символ возврата каретки (CR), за которым, возможно, следует символ перевода строки (LF). В качестве исключения внутри строк текстового файла допустим символ горизонтальной табуляции (НТ), заменяющий несколько расположенных подряд пробелов и обеспечивающий сдвиг остатка строки вправо, к очередной позиции табуляции, при выдаче файла на устройство вывода. Текстовый файл обычно завершается маркером конца файла (EOF — End Of File), роль которого играет символ подстановки (SUB). Часто между некоторыми строками текстового файла размещают еще один управляющий символ — символ перевода формата (FF), обеспечивающий прогон бумаги на принтере до начала следующей страницы.
Многие программные продукты, в частности текстовые редакторы, создают файлы, близкие к текстовым, но содержащие дополнительные управляющие символы.
С каждым файлом в DOS связываются:
1) составное имя файла;
2) атрибуты файла;
3) дата создания файла;
4) время создания файла;
5) длина файла.
Составное (полное) имя файла представляет собой совокупность имени файла и расширения имени файла.
Имя файла – это последовательность символов, в качестве которых допускается использовать буквы латинского алфавита от А (а) до Z (z), цифры от 0 до 9, а также символы!, @, #, $, %, &, (,), -, _, ~, ', ', ^, { и }, число которых не должно превышать восьми символов. Можно также использовать буквы национального алфавита, поддерживаемого активизированной кодовой страницей. В качестве имен файлов нельзя использовать имена посимвольных устройств.
Имя файла – это обязательный элемент и поэтому при доступе к файлу оно должно указываться всегда.
Расширение имени файла характеризует тип (содержимое) файла и представляется обычно последовательностью из трех символов, допустимых для имени файла. Расширение имени файла указывает на тип хранимой информации и является необязательным элементом.
В командах DOS и программах на языках программирования составное имя файла записывается как имя файла, за которым следует расширение, отделенное от имени точкой.
Расширение имени файла не указывается в двух случаях:
1) когда оно отсутствует;
2) когда оно подразумевается по умолчанию, и правила умолчания не противоречат тому, что требуется выполнить.
DOS при запуске программ в случае указания только имени существующего файла предполагает одно из следующих расширений: СОМ, ЕХЕ или ВАТ.
Расширение СОМ (от COMmand) зарезервировано для файлов, содержащих готовые к выполнению машинные программы, не требующие перемещения при загрузке их в ОЗУ для выполнения независимо от адреса загрузки. Она может быть загружена в ОЗУ и выполнена без настройки содержащихся в ней адресов по месту загрузки. Размер такой программы не может превышать одного сегмента (64 Кбайт). СОМ-программа является позиционно независимой.
Расширение ЕХЕ (от EXEcutable) зарезервировано для файлов, содержащих готовые к выполнению машинные программы, которые при загрузке на выполнение в ОЗУ требуют настройки адресов, что увеличивает общее время выполнения программ. Такой программе предшествует заголовок, содержащий необходимую для перемещения информацию, а ее размер может быть больше 64 Кбайт. ЕХЕ- программа является позиционно зависимой.
Любой файл, содержащий исполняемую программу, называется программным.
Расширение ВАТ (от BATch) зарезервировано для командных файлов, т.е. текстовых файлов, содержащих программы на командном языке DOS.
Файлы с расширениями СОМ, ЕХЕ и ВАТ (если их содержимое соответствует тому, что описано выше) называются исполняемыми.
DOS распознает формат СОМ- и ЕХЕ-файлов (но только их) по содержимому, а не по расширению. Поэтому файлы с перемещаемыми программами могут иметь любое расширение, но тогда при запуске такого файла на выполнение расширение придется указать явно. Изменение расширения программных файлов можно иногда применять для защиты от компьютерных вирусов.
Атрибуты файла определяют способы его использования и права доступа к нему. DOS допускает задание следующих атрибутов:
R (Read-only) — файл предназначен только для чтения и не может быть ни удален, ни изменен (однако можно скопировать файл и изменить или удалить его копию);
– A (Archive) – архивный файл (лучше говорить «не архивированный»); этот атрибут приписывается каждому создаваемому файлу и сбрасывается средствами архивирования и резервирования файлов; может использоваться этими средствами для определения файлов, подлежащих архивации или резервированию;
– Н (Hidden) – скрытый файл, который игнорируется многими командами DOS;
– S (System) – системный файл.
Файлу могут быть присвоены одновременно любые из перечисленных атрибутов или ни один из них. В последнем случае файл называется обычным и к нему применимы все возможные операции.
Дата создания и время создания приписываются файлу по показаниям системных часов.
Длина файла указывается в байтах и связывается с ним после его создания или обновления.
В файловой системе DOS воплощена идея стандартного ввода-вывода. В качестве стандартных (текстовых) файлов ввода и вывода выступает устройство CON. Программы, использующие средства стандартного ввода-вывода вместо явного указания устройств, обладают более высокой универсальностью, т.к. стандартное УВВ может быть переопределено средствами DOS, а, следовательно, модификация программ для перенаправления ввода-вывода не потребуется.
Файловая система DOS обеспечивает выполнение следующих основных операций над файлами:
1) создание и удаление файлов;
2) переименование и пересылку файла в другой каталог;
3) позиционирование магнитных головок на заданную запись в файле;
4) чтение, запись, а также обновление (чтение и запись) файлов;
5) поиск файлов;
6) считывание и смену атрибутов файлов;
7) считывание и изменение даты и времени создания, а также длины файлов;
8) перенаправление стандартного ввода-вывода.
DOS предоставляет средства для указания не одного, а сразу группы существующих в том или ином каталоге файлов путем задания так называемых шаблонов.
Шаблоном (образцом) является составное имя файла, в полях имени и/или расширения которого используются символы-заменители (глобальные символы). Шаблон обозначает не единственный файл, а группу существующих файлов, составные имена которых сопоставляются с данным шаблоном, т.е. подходят под образец. Область действия образца ограничивается содержимым определенного каталога.
DOS использует символы-заменители –? и *.
Заменитель? обычно указывает на любой (но единственный) символ в данной позиции.
Заменитель * обозначает произвольную последовательность символов (возможно, нулевой длины) от данной позиции до конца поля имени файла или расширения. В каждом поле допускается только по одному заменителю *, а все символы, которые указаны в поле за ним, игнорируются.
Примеры:
– *.txt – все файлы с расширением txt;
– *.?? – все файлы с любым именем, расширение состоит из двух символов;
– *.* – все файлы (любое имя и расширение).