Тема 3: Файловая система компьютера (базовый) 2025

 Тема 3: Файловая система компьютера

Файловая система — это и способ размещения информации на носителе, и язык описания действий с этой информацией. 

Уровни памяти компьютера

Компьютер использует несколько видов памяти.

Рисунок 1. Уровни памяти компьютера

 

Оперативная память — самая близкая к процессору: именно в ней размещаются выполняемые программы и данные, с которыми они работают.

Два других уровня памяти — внешняя память и память облачных хранилищ — недоступны для процессора. Работа с ними происходит так: данные скачиваются в оперативную память, там обрабатываются и при необходимости записываются обратно уже с внесёнными изменениями. Нельзя прочитать из внешней памяти отдельный символ или изменить одно содержащееся в ней число — доступен только целый файл.

 

Файл — целостный набор данных во внешней памяти, имеющий название.

Файловая система: два определения

Файлы на носителе информации размещаются по-разному. Организация хранения файлов называется файловой системой. Таких систем несколько: одни подходят для жёстких дисков, другие — для флеш-накопителей. Достоинство одних — максимальная надёжность, других — быстродействие.

Когда мы покупаем в магазине флешку, мы ничуть не беспокоимся о том, удастся ли создать на ней папки, скопировать в них файлы с компьютера. Мы знаем, что вставленная в USB-порт флешка сразу же сообщит о себе операционной системе и получит статус «Съёмный диск». На флеш-накопителе уже установлена файловая система, отведено место под таблицу размещения файлов — это своеобразное оглавление диска.

 

Современные файловые системы решают следующие задачи:

-        определяют правила построения имён файлов и каталогов;

-        поддерживают программный интерфейс работы с файлами для

-        приложений (предоставляют приложениям функции для рабо

-        ты с файлами);

-        определяют порядок размещения файлов на диске;

-        обеспечивают защиту данных в случае сбоев и ошибок;

-        обеспечивают установку прав доступа к данным для каждого

-        конкретного пользователя;

-        обеспечивают совместную работу с файлами (если один поль

-        зователь открыл файл, то для остальных устанавливается

-        режим «только чтение»)

 

Файловая система — способ организации хранения и использования данных на устройстве внешней памяти (диске).

Файловой системой называют также часть операционной системы, которая осуществляет действия с файлами и папками. Пользователи имеют дело именно с этой файловой системой: благодаря ей можно ничего не знать о том, где именно и как размещён файл. С точки зрения пользователя файловая система — это интерфейс (способ организации диалога) с внешними носителями информации: от маленькой карты памяти до необъятного облачного хранилища. Пользователь говорит с компьютером на одном языке, используя понятия «диск», «папка» и «файл».

 

Правила построения имён файлов и каталогов. Файловые системы современных ОС допускают использование имён длиной до 255 символов, причём в них можно использовать буквы национальных алфавитов и пробелы.

В ОС Windows в имени файла запрещено использование следующих символов: \, /, :, *, ?, “, <, >, |. В Linux эти символы, кроме /, допустимы, хотя использовать их следует с осторожно стью, т. к. некоторые из них могут иметь специальный смысл, а также из соображений совместимости с другими ОС.

Операционная система Linux, в отличие от Windows, различает строчные и прописные буквы в имени файла, например:

FILE.txt, file.txt и FiLe.txt — это в Linux три разных файла.

Защита данных в случае сбоев и ошибок. Эта функция обеспечивается за счёт журналирования, суть которого состоит в следующем. Перед началом выполнения операций с файлами ОС записывает (сохраняет) список действий, которые она будет проводить с файловой системой. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом. Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам, после чего удаляет эти записи из журнала. Если во время выполнения операций с файлами произошёл сбой, то по записям в журнале можно определить пострадавшие файлы и восстановить их.

 

Файловая система — программный инструмент для работы с данными во внешней памяти. 

Диск, папка, файл

Диск — устройство внешней памяти или его часть. На диске организована собственная файловая система.

Жёсткий диск компьютера обычно разделяют на части. Внутри корпуса компьютера всего один жёсткий диск. Однако программа «Проводник» показывает целых два или даже три диска. Это части одного физического устройства с собственными файловыми системами — логические диски.

 

Рисунок 2. Логические диски компьютера

Для чего жёсткий диск компьютера разбивают на несколько логических дисков?

Ответ

В файловых системах, совместимых с операционной системой Windows, логические диски обозначают латинскими буквами с двоеточием — обычно начиная с C, так как буквы А и В традиционно использовали для дискет.

На диске размещены файлы. Их может быть очень много. Чтобы пользователи и программы могли ориентироваться во множестве файлов, на диске обычно организуют систему папок. Папка — просто удобный для пользователя образ: есть большая папка, в ней папки поменьше, в папках — файлы.

Рисунок 3. Дерево каталогов

В действительности то, что мы называем папкой, — это перечень файлов и папок, объединённых по какому-то признаку. Папка хранит имена файлов и их адреса на диске. У неё нет собственного фиксированного размера, но можно узнать размер находящихся в ней файлов.

Папка —  перечень объектов файловой системы — файлов и папок, — объединённых общим назначением, тематикой, владельцем.

Путь к файлу

Чтобы найти нужную папку или файл на диске, необходимо знать путь к нему. Путь к файлу представляет собой последовательность папок, которые нужно пройти, чтобы добраться до файла. В операционной системе Windows путь начинается с имени носителя, затем указывается имя каталога, размещённого на нём, и имя вложенного каталога. Полное имя файла включает в себя последовательное написание имён каталогов, начиная с имени носителя и заканчивая именем файла и его расширением. Пропишем полный путь к файлу Народныйе.txt из рисунка выше  D:\Музыка\Тексты песен\Народныйе.txt

Файловая система — интерфейс, позволяющий выполнять действия с файлами и папками, расположенными на дисках.

 

Совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называют файловой структурой диска. Первоначально файловые системы поддерживали только одноуровневые файловые структуры: все файлы хранились в одном каталоге.

Для хранения большого (сотни и тысячи) количества файлов используются иерархические (многоуровневые) файловые структуры: файлы группируются в каталоги, каталоги могут группироваться в каталоги более высокого уровня.

Пользователь, объединяя по собственному усмотрению файлы в каталоги, может создать удобную для себя систему хранения информации.

Файловые системы облачных сервисов

Поговорим об особенностях работы с файлами и папками в облаке.

Пользуясь облачными хранилищами, мы манипулируем файлами и папками примерно так же, как на жёстком диске компьютера. 

Это именно то, к чему стремились разработчики облачных сервисов. Для пользователя работа в облаке должна быть простой и понятной, поэтому в облачных сервисах также есть знакомая файловая система.

Словами «файловая система» мы обозначаем и организацию данных, и инструмент для доступа к ним. Способ размещения данных в облаке совсем не похож на файловую систему на жёстком или съёмном диске. Пользователи могут не беспокоиться о том, где конкретно расположены данные в облаке: с ними можно работать так же, как с обычными файлами и папками, то есть создавать, перемещать, копировать, удалять, открывать и изменять.

Внешне то, что мы называем «файловой системой» облачных сервисов, очень похоже на отображение файлов и папок в программе «Проводник»: легко узнаются значки папок, отображается содержимое файлов. Форму представления пользователь может выбрать самостоятельно.

Есть несколько важных различий в работе с файлами во внешней памяти и в облаке.

Почему при работе с Google-документом не нужно выполнять операцию сохранения файла?

Ответ

Необходимость постоянно сохранять изменения связана с тем, что важнейшая особенность облачных сервисов — возможность совместной работы разных пользователей с файлами. 

В остальном работа в облаке похожа на работу с любой файловой системой: папки открываются двойным кликом, правый клик вызывает контекстное меню объекта, в котором можно выбрать нужные действия.

Интерфейс в облачном сервисе понятен и привычен именно потому, что похож на обычную файловую систему.

 

 

Тема 2: Программное обеспечение (базовый) 2025 г.

 

Тема 2: Программное обеспечение

Узнаем, с помощью чего компьютер обрабатывает информацию.

Компьютер — это электронно-вычислительное устройство, состоящее из множества деталей. У профессионалов принято разделять строение ПК на две части: аппаратную (hardware) и программную (software). Под аппаратной частью понимается всё техническое оборудование. Без программ компьютер не сможет обрабатывать информацию.

Программное обеспечение — все программы, которые установлены на компьютере.

Программы — это инструкции, написанные на специальном языке, понятном компьютеру. Первые программы на заре компьютерной эры писали на языке ассемблера, языке программирования низкого уровня. Сейчас существует множество языков высокого уровня, овладеть которыми может любой желающий. 

Часть программ при установке на ПК располагают свои ярлыки на Рабочем столе для быстрого запуска. Часть программ скрыта от пользователя, вмешиваться в их работу без специальных знаний не рекомендуется. Одни приложения работают постоянно и включаются автоматически, другие требуют обязательного внимания пользователя. 

О том, какие бывают программы и как разобраться в их многообразии, поговорим в следующей статье.

Типы программного обеспечения (ПО)

Узнаем, как разобраться в многообразии существующих программ для компьютера.

Программное обеспечение (ПО) компьютера — это совокупность всех программ, установленных на устройстве, необходимых для выполнения различных операций и взаимодействия между пользователем и оборудованием.

Программное обеспечение компьютера можно условно разделить на три большие группы:

·                     системное ПО

·                     прикладное (пользовательское) ПО

·                     системы программирования

Системное программное обеспечение компьютера

В системное ПО входят:

·                     операционная система,

·                     драйверы устройств и утилиты, помогающие обеспечивать стабильную работу компьютера.

Системное программное обеспечение — обязательная часть программного обеспечения. 

Операционная система управляет информационными потоками при обработке информации, определяет доступ устройств к ресурсам внутренней памяти и процессору, регулирует последовательность управляющих сигналов от различных устройств ввода.

Сервисные программы, например программы для работы с дисками, антивирусы, позволяют стабилизировать и повысить эффективность работы компьютера. Драйверы устройств делают их доступными для процессора.

Системное программное обеспечение предназначено, прежде всего, для обслуживания самого компьютера, для управления работы его устройства. Включает в себя операционную систему и сервисные программы.

Операционная система — комплекс программ, обеспечивающих согласованное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.

В настоящее время наиболее распространёнными ОС для персональных компьютеров являются Windows, Mac Os, Linux. Для смартфонов, планшетов и других мобильных устройств — Android, iOS, Windows Phone.

Рассмотрим основные функции, выполняемые ОС современного компьютера.

Управление устройствами

Для обеспечения согласованного функционирования аппаратного обеспечения компьютера в состав ОС входят драйверы — специальные программы, управляющие работой подключенных к компьютеру внешних устройств.

Управление процессами

Программу, выполняемую на компьютере в текущий момент, принято называть процессом. Даже когда мы просто ищем информацию в сети Интернет, компьютер производит незаметные для нас операции по контролю за состоянием устройств, по защите от вирусов и т. д.

Современные ОС, планируя работы и распределяя ресурсы, обеспечивают возможность параллельной обработки нескольких процессов. Это свойство ОС называется многозадачностью.

Пользовательский интерфейс

Современные операционные системы обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса.

Работа с файлами

За организацию хранения информации и обеспечения доступа к ней отвечает подсистема ОС, называемая файловой системой.

К сервисным программам (утилитам) относят различные программы, выполняющие дополнительные услуги системного характера:

— Обслуживание дисков и диагностика компьютера:

- проверка диска,

- восстановление диска,

- очистка диска.

— Архивирование файлов:

- сжатие программ и данных.

— Защита от вирусов:

- обнаружение компьютерных вирусов и средства «лечения».

Комплекс программных средств, предназначенных для разработки новых программ, называют системой программирования или интегрированной средой разработки.

Рассмотрим основные компоненты, входящие в состав большинства систем программирования.

Специализированный текстовый редактор — позволяет программисту набрать и отредактировать текст программы на языке программирования высокого уровня. Трансляторы — специальные программы для перевода программы, написанной на языке высокого уровня, в машинные коды; существует два типа трансляторов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы — обрабатывают и исполняют команды программы последовательно, от оператора к оператору, при каждом запуске программы она заново переводится в машинные коды. Компиляторы — обрабатывают весь текст программы, преобразовывая его в машинный код и строя исполняемый файл, готовый к запуску; после этого ни текст программы, ни компилятор не нужны.

Библиотеки стандартных подпрограмм — позволяют вызывать стандартные процедуры из вновь разрабатываемой программы. Компоновщик — собирает разные части (модули) создаваемой программы и используемые в ней стандартные подпрограммы в единый исполняемый файл.

Отладчик — позволяет управлять процессом исполнения программы, определять место и вид ошибок в программе, наблюдать за изменением значений переменных и выражений.

Программы, с помощью которых пользователь может работать с разными видами информации, не прибегая к программированию, принято называть прикладными программами или приложениями. Можно выделить приложения общего и специального назначения. Приложения общего назначения требуются практически каждому пользователю для работы с разными видами информации. К ним относятся: текстовые редакторы и процессоры; графические редакторы и пакеты компьютерной графики; табличные процессоры; редакторы презентаций, аудио и видеоредакторы; системы управления базами данных; браузеры; почтовые программы и др. Как правило, пользователь, приобретая компьютер, устанавливает на нём так называемый офисный пакет программ, включающий основные приложения общего назначения. Наибольшее распространение получили такие офисные пакеты, как Microsoft Office и Open Office. С любого компьютера, имеющего выход в Интернет, может быть доступен онлайн-офис, независимо от того, какую операционную систему этот компьютер использует. Онлайн-офис — это набор веб-сервисов, включающий в себя все основные компоненты традиционных офисных пакетов: текстовый редактор, электронные таблицы, редактор презентаций и др. Самый известный онлайн-офис — Google Docs.

Приложения специального назначения предназначены для профессионального применения квалифицированными пользователями в различных сферах деятельности. Это:

— настольные издательские системы,

— бухгалтерские программы,

— системы автоматизированного проектирования (САПР),

— программы компьютерного моделирования,

— математические пакеты,

— геоинформационные системы (ГИС), системы автоматического перевода и другие программы.

Когда мы рассматривали основные функции, выполняемые ОС современного компьютера, то сказали о файловой системе. Давайте разберем подробнее эту функцию.

 

Прикладное программное обеспечение компьютера

Прикладное программное обеспечение позволяет пользователю решать информационные задачи, не прибегая к программированию.

В него входят все программы и приложения, которые вы используете. 

·                     Офисные пакеты — Microsoft Office, LibreOffice и аналогичные программы для обработки текста, таблиц, презентаций.

·                     Графические редакторы — Photoshop, CorelDRAW и подобные инструменты для редактирования изображений и графики.

·                     Интернет-приложения — веб-браузеры (Google Chrome, Mozilla Firefox), почтовые клиенты, мессенджеры и соцсети.

·                     Игровые программы — компьютерные игры разных жанров.

·                     Специализированные профессиональные программы — AutoCAD для проектирования, MATLAB для научных расчётов, 1C Бухгалтерия для ведения бухгалтерии и т.д.

Системы программирования

Системы программирования предназначены для создания программного обеспечения. С этим видом ПО работают профессиональные программисты. Они создают программы для пользователей, роботов, пишут игры и приложения, обучают искусственный интеллект. Сейчас существует большое количество различных языков программирования для решения самых разных информационных задач. 

Существует множество разнообразных программ. Системное ПО является обязательным для каждого компьютера, а вот набор прикладного ПО зависит от задач, которые приходится решать пользователю компьютера.

Виды прикладных программ

Прикладные программы – это программы, разработанные для выполнения практических задач обычных пользователей.

Виды прикладных программ

Прикладное программное обеспечение можно условно разделить на две большие группы:

·                     прикладные программы общего пользования;

·                     прикладные программы специального назначения.

В первую группу входит множество программ, которые не требуют специальных предметных знаний. Это офисные программы, простые редакторы графики, аудио и видео, игры. 

В другую группу входят программы, требующие специальных предметных знаний: программы для бухгалтерского учёта, специализированные базы данных, программы для проектирования и моделирования, профессиональные редакторы, программы для научных расчётов и многие другие.

Классификация прикладных программ.

Офисные программы

Чаще всего используют офисные программы. В любой офисный пакет входят текстовый и табличный процессоры, программа для создания электронных презентаций и система управления базами данных.  

Назначение	Лицензионное ПО	Бесплатное ПО
Работа с текстом	Word	Writer
Работа с таблицами	Excel	Calc
СУБД	Access	Base
Работа с презентациями	PowerPoint	Impress

Браузеры

Для просмотра интернет-страниц предназначены различные браузеры. Наиболее популярны «Яндекс», Google Chrome, Opera, Internet Explorer, Microsoft Edge.

Работа с почтой

Есть множество программ, которые служат для работы с электронной почтой: Microsoft Outlook, Thunderbird, The Bat! и другие. В них можно работать с электронными письмами даже в офлайн-режиме.Такие программы позволяют создавать, отправлять и принимать электронную корреспонденцию, проверять почту через некоторое время (синхронизировать), сортировать сообщения, вести книгу контактов.

Онлайн-общение

Большое количество программ предназначено для онлайн-общения в режиме реального времени: WhatsApp, Viber, Telegram, TeamSpeak , Skype. Они чаще всего называются мессенджерами. Некоторые из них поддерживают возможности видео-конференц-связи.

Компьютерная графика

Для работы с графикой и 3D-моделями используют различные графические редакторы: GIMP, Adobe Photoshop, CorelDraw, Inkscape, Blender, Autodesk 3ds Max, «Компас-3D». 

Работа со звуком

Звук обрабатывают в аудио редакторах них можно загружать, редактировать и сохранять звуковые файлы различных форматов, добавлять звуковые эффекты, изменять темп, громкость, удалять шумы и многое другое.

Видео редакторы

Видео редакторы предназначены для работы с цифровым видео. Такой редактор позволяет вводить данные с видеокамеры, корректировать цвет, добавлять или удалять фрагменты, титры, звуки, эффекты, сохранять файлы в различных форматах.

Управление предприятием

В России большой разработчик программ, помогающих в управлении предприятиями, занимается компания 1С. Она разрабатывает программы для: бухгалтерского учёта, кадрового учёта, управление складом и т.д.

Приложения

Большинство программ, предназначенных для пользователя, кроссплатформенные. Это означает, что такие программы могут устанавливаться в различных операционных системах. У множества пользовательских программ есть аналогичные мобильные приложения или онлайн-аналоги.

Прикладные программы также называются приложениями. Именно это название закрепилось за прикладным программным обеспечением смартфонов. 

Среди многообразия современного ПО можно найти программу для решения любой задачи.