Меню
Разработки
Разработки  /  Информатика  /  Разное  /  Учебный элемент по информатике "Файлы и файловая система Windows"

Учебный элемент по информатике "Файлы и файловая система Windows"

Материал может быть использован при дифференцированной форме обучения. В учебном элементе показано: как организовано хранение информации в компьютере; рассмотрены файловые системы FAT и NTFS; дано понятие фрагментируемым файлам; рассмотрены способы дефрагментации диска.
21.09.2014

Описание разработки

Цели:

Изучив данный учебный элемент, Вы узнаете:

как организовано хранение информации в компьютере;

сведения о файле и папке;

о файловых системах FAT и NTFS ;

о фрагментируемых файлах;

как провести дефрагментацию диска.

Файлы

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; первой должна быть буква, а расширение состоит из трех латинских букв, например: gruppa2.txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита. В имени файла запрещается использование следующих девяти символов:  /     :  *  ?   "  <  >  |         

Например:

Единицы измерения информации.doc

Учебный элемент по информатике Файлы и файловая система Windows

Весь материал - смотрите документ.

Содержимое разработки

Учебный элемент

Тема: «Файлы и файловая система Windows» - 12 -

Предмет: «Информатика и ИКТ»




Цели:


Изучив данный учебный элемент, Вы узнаете:


  • как организовано хранение информации в компьютере;

  • сведения о файле и папке;

  • о файловых системах FAT и NTFS ;

  • о фрагментируемых файлах;

  • как провести дефрагментацию диска.














Оборудование, материалы и вспомогательные средства:


    1. персональный компьютер;

    2. мультимедиапроектор;

    3. презентация урока;

    4. раздаточный материал.








Сопутствующие учебные элементы и пособия:


  1. Учебник Н. Угринович


  1. Учебный элемент «Графический интерфейс Windows»


  1. Файлы

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.

Тип файла

Расширение

Исполняемые программы

exe, com

Текстовые файлы

txt, rtf, doc

Графические файлы

bmp, gif, jpg, png, pds и др.

Web-страницы

htm, html

Звуковые файлы

wav, mp3, midi, kar, ogg

Видеофайлы

 avi, mpeg

Код (текст) программы на языках программирования

bas, pas и др.

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; первой должна быть буква, а расширение состоит из трех латинских букв, например: gruppa2.txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита. В имени файла запрещается использование следующих девяти символов: / \ : * ? " |

Например:
Единицы измерения информации.doc

  1. Каталоги, атрибуты файла

Информация о файлах, размещённых на внешних носителях хранится в каталогах. Кроме имени файла (и его типа), в каталоге записывается и другая информация о файле (размер файла, дата и время создания, место хранения на диске и т.д.), а также хранится набор атрибутов (свойств) файла, например:

  • «только для чтения» (read only) – файл доступен ОС и приложениям только для чтения, т.е. в нём нельзя сохранять исправления.

  • «скрытый» (hidden) – файл не видим при обычном просмотре папок, для отображения файла необходимо изменить настройки отображения папок.

  • «системный» (system) – файлы относятся к системным файлам ОС, которые нельзя изменять или удалять.

  • «архивный» (archive) – атрибут указывает программам-архиваторам файлы, предназначенные для резервного копирования.

  1. Установка атрибутов файла

Для установки (снятия) атрибутов файла, необходимо щёлкнуть по нему правой кнопкой мыши для вызова контекстного меню. Далее выбрать пункт меню Свойства. В нижней части окна Свойства установите (снимите) атрибуты файла. Для установки (снятия) других атрибутов щёлкните по кнопке Дополнительно.

  1. Файл. Операции с файлами и папками

В операционной системе Windows используется понятие «папка».

Папка – это объект Windows, предназначенный для объединения файлов и других папок в группы.

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).

В процессе работы на компьютере чаще всего приходится выполнять следующие операции с файлами:

• копирование - при выполнении этой операции физически создаются новый файл и новая запись в файловой системе;

• перемещение - при выполнении этой операции файл физически остается на диске на прежнем месте, но меняется его «адрес» в файловой системе;

• удаление - физически файл остается на диске (перемещается в папку Корзина), но запись о нём удаляется из файловой системы;

• переименование - изменяется только имя файла в файловой системе, а сам файл остается неизменным;

• создание - чаще всего файлы создаются программно: автоматически или при сохранении пользователем введенной в ту или иную программу информации, кроме того файл можно создать в выбранном каталоге.

Выполнять операции с файлами можно как непосредственно при помощи графического интерфейса операционной системы (контекстного меню), так и с помощью специализированных приложений – различных файловых менеджеров: приложения «Проводник», программ Total Commander, Far, Windows Commander и многих других.

  1. 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 "\"слэж, логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга папок, в последней из которых находится данный нужный файл.

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

  1. Файл. Поиск-сортировка файлов. Маска.

В процессе работы на компьютере часто необходимо найти (выделить) группу однотипных файлов (для копирования, перемещения, удаления, преобразования и т.п.). При поиске (выделении) файлов можно воспользоваться масками имен или подстановочными символами. Поиск с использованием маски удобен также в том случае, если вы не помните точно имя файла, который надо найти.

В масках, кроме «обычных» символов можно использовать символ «?» (означает один любой символ) и символ «*» (означает любое количество или отсутствие любых символов). Следовательно, для поиска всех документов с расширением.doc можно указать в строке для поиска следующую комбинацию: *.doc.

Маска ???.jpg – означает, что в имени графического файла используется три любых символа. В результате поиска по такой маске будут выделены все графические файлы типа jpg с именем из трёх любых символов.

Для поиска файлов по заданному параметру (имени, типу, размеру, дате создания файла и т.п.) можно также применить сортировку файлов (по возрастанию-убыванию) в любом файловом менеджере.

  1. Файловая система

На каждом носителе информации (гибком, жестком, лазерном или флэш дисках) 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).

Папка самого верхнего уровня, которая не вложена ни в какие другие, называется корневой папкой.

Начальная, корневая папка содержит вложенные папки 1-го уровня, в свою очередь, в каждом из них бывают вложенные папки 2-го уровня и т. д. В папках всех уровней могут храниться и файлы.

  1. Файловые системы FAT и NTFS

Устройство файловой системы зависит от операционной системы, установленной на компьютере. Операционные системы Windows могут работать с файловыми системами FAT и NTFS.

Жесткий диск состоит из дорожек, каждая из которых делится на секторы.

Кластер это минимальный адресуемый блок дисковой памяти для записи/чтения данных на жёстком диске.

Кластер может занимать один или несколько секторов. Номера занятых кластеров определяют «координаты» файла для ОС.

Все файлы на диске вне зависимости от своего объема имеют размер, кратный размеру кластера. Любой самый маленький файл не может занимать размер на диске меньше кластера.

Файловая система организует кластеры в файлы и каталоги (каталог – файл содержащий список файлов в каталоге).

Файловая система отслеживает состояние кластеров. На незаполненном диске файлы записываются последовательно в свободные кластеры. После удаления файлов кластеры освобождаются. В дальнейшем файлы записываются в произвольные свободные кластеры, что часто приводит к фрагментации файлов и замедлению их чтения (части файла хранятся в удалённых друг от друга кластерах).

Так как на диске могут храниться сотни тысяч файлов в миллионах кластеров, то фрагментированность файлов, возникающая при активной работе (запись-удаление файлов), будет существенно замедлять доступ к файлам и приводить к износу жёсткого диска – магнитным головкам придётся постоянно перемещаться с дорожки на дорожку.

Для устранения данной проблемы рекомендуется периодически производить дефрагментацию диска.

Дефрагментация диска – это процесс объединения фрагментированных файлов на диске.



В файловой системе FAT-16 выделяется 16 бит для хранения адреса кластера.

216 = 65 536 кластеров. Макс. объём кластера 64 Кбайта, объём сектора 512 байт, следовательно объём кластера не может превышать 128 секторов (65 536 : 512 = 128).

64 Кбайта × 65 536 кластеров = 4 194 304 Кбайта = 4 Гбайта, поэтому FAT-16 нельзя использовать для носителей информации более 4 Гбайт!

Недостатки файловой системы FAT16:

  • ограничения на объем диска и размер файла;

  • ограничения длины имени файла;

  • фрагментация файлов, приводящая к снижению быстродействия и износу оборудования;

  • потери памяти диска, вызванные большими размерами кластера.

В файловой системе FAT 32 выделяется 32 бита для хранения адреса кластера.

232 = 4 294 967 296 кластеров

Объём кластера по умолчанию – 4 Кбайта.

4 Кбайта × 4 294 967 296 кластеров = 16 384 Гбайта = 16 Тбайт, поэтому FAT-32 можно использовать для носителей информации до 16 Тбайт!

Недостатки файловой системы FAT32

В файловой системе FAT32 были сняты ограничения на длину имени и размер корневого каталога, но остальные ограничения, присущие FAT, остаются в силе.

Файловая система NTFS (New Technology File System – «файловая система по новой технологии») поддерживает любые размеры кластеров от 512 байт до 64 Кбайт, но по умолчанию используется кластер размером 4 Кбайта.

По сравнению с FAT-32 файловая система NTFS увеличивает надёжность и эффективность использования дискового пространства.

В NTFS для повышения надёжности используется система журналирования – перед фактическими изменениями в файловой системе сохраняется список этих изменений в специальной части файловой системы, называемой «журналом» или «логом». Система восстановления позволяет восстановить работу ОС после критических ошибок. 

При установке операционной системы на новый диск процедура создания разделов и форматирование диска выполняется средствами установочного (инсталляционного) диска.

Иерархическая файловая система

В иерархической файловой системе в процессе форматирования создаётся корневой каталог. В нем могут храниться не только файлы, но и другие каталоги более низкого уровня, называемые подкаталогами, или поддиректориями. В операционной системе Windows подкаталоги принято называть папками. 



Если мы хотим увидеть иерархическую структуру файловой системы, то надо воспользоваться программой Проводник





Дефрагментация диска проводится с помощью служебной программы – Дефрагментация диска.

Пуск→все программы →стандартные →служебные→дефрагментация диска

Или по алгоритму

  1. Запустить Мой компьютер.

  2. Нажать правой кнопкой мыши на значке дефрагментируемого диска.

  3. В контекстном меню выбрать пункт «Свойства».

  4. В диалоговом окне «Свойства» перейти на вкладку «Сервис» и нажать на кнопку «Выполнить дефрагментацию».

III. Самостоятельная работа

  1. Ознакомиться с файловой системой вашего компьютера, дискеты и флэш-диска и записать параметры файловых систем.

  2. Провести дефрагментацию диска С: вашего компьютера.

  3. Записать полные имена всех файлов

Контрольные вопросы

  1. Что такое файл?

  2. Из каких частей состоит имя файла?

  3. Что такое файловая система?

  4. В чем заключается различие между одноуровневой и иерархической файловыми системами?

  5. Что собой представляет путь к файлу?

  6. Дать понятие Полное имя файла.

  7. Какие возможны операции над файлами?

  8. Какие файлы называются фрагментированными?

  9. Дать определение дефрагментации диска.

  10. Почему необходимо периодически проводить дефрагментацию дисков и что происходит с диском в процессе её выполнения?

  11. Какой минимальный объем дискового пространства может занимать файл?

  12. Назвать виды файловых систем.

  13. Дать сравнительную характеристику файловым системам FAT32 и NTFS.












Иванилова Т.С.

Липецкий политехнический техникум

-75%
Курсы повышения квалификации

Профессиональная компетентность педагогов в условиях внедрения ФГОС

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
1000 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Учебный элемент по информатике "Файлы и файловая система Windows" (1.9 MB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт