Лекция: Единицы хранения данных.
При хранении данных необходимо решать одновременно две проблемы:
как сохранить данные в наиболее компактном виде;
как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ.
Для обеспечения доступа необходимо, чтобы данные имели упорядоченную структуру, однако в этом случае образуется «паразитная нагрузка» в виде адресных данных. Без них нельзя обеспечить доступ к нужным элементам данных, входящих в структуру.
Поскольку адресные данные также имеют размер и также подлежат хранению, хранить данные в виде мелких единиц так же, как байты, неудобно. Их неудобно хранить и в более крупных единицах (килобайтах, мегабайтах и т.д.), поскольку неполное заполнение одной единицы хранения приводит к неэффективности хранения.
Исходя из этих соображений, в качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.
Файл – это последовательность произвольного количества байтов, обладающая уникальным собственным именем.
Обычно в одном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае вид данных определяет тип файла. Поскольку в определении файла нет ограничений на его размер, то, следовательно, можно представить себе файл, имеющий 0 байтов (пустой файл), и файл, имеющий любое количество байтов.
В определении файла особое внимание уделяется имени. Оно фактически несет в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией.
Кроме функций связанных с адресацией имя файла может хранить и сведения о типе данных заключенных в нем. Для автоматических средств работы с данными это очень важно, так как по имени файла они могут определять адекватный метод извлечения информации из файла. Имя файла состоит из двух частей: собственного имени и расширения.
Собственное имя файла в операционной системе WINDOWS может содержать от 1 до 255 символов, расширение (если оно имеется) – от 1 до 3 символов.
Примеры собственных имен файлов.
Задача 1.1. Лабор. 1.1.
Задача 1.2. Лабор. 1.2.
Расширение, как правило, уточняет происхождение, назначение и принадлежность файла к какой-либо группе. Наиболее распространенными расширениями являются:
EXE, COM – программные файлы — TXT, DOC – текстовые файлы
TXT – текстовый файл — DAT – файл данных
BAT – командный файл — ARJ, ZIP, RAR – архивные файлы
BAK – страховая копия файла — BMP, JPG, GIF – графические файлы
OBY – объектный модуль — XLS — табличный файл EXCEL.
Требование уникальности имени файла очевидно – без этого невозможно обеспечить однозначность доступа к данным. В современных компьютерных системах требование уникальности имени обеспечивается автоматически — создать файл с именем, тождественным с уже имеющимся, невозможно.
Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором хранятся файлы (например, магнитный диск С). Далее файлы группируются в папки (каталоги). Путь доступа к файлу начинается с имени носителя (диска) и включает все папки (каталоги), через которые он проходит. В качестве разделителя используется символ «\» (обратная косая черта). Например,
С\users\informatica\Иванов\задача 1.1.
Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Отсюда следует, что на одном носителе не может быть двух файлов с одинаковыми полными именами. Например,
С\users\informatica\Петров\задача 1.1.
С\users\informatica\Сидоров\задача 1.1.
Здесь в обоих случаях собственные имена файлов одинаково (задача 1.1), но полные имена файлов различные.
О том, как на практике реализуются файловые структуры, рассмотрим в дальнейшем, когда познакомимся с понятием файловой системы.