Файлова система - це частина операційної системи, призначення якої полягає в тому, щоб забезпечити користувачеві зручний інтерфейс з даними, що зберігаються на диску, і спільне використання файлів кількома користувачами і процесами. Під файлової системою розуміють:
· Сукупність всіх файлів на диску;
· Набори структур даних для управління файлами, такі, як каталоги файлів, дескриптори файлів, таблиці вільного і зайнятого простору на диску;
· Комплекс сучасних програмних засобів, що реалізують управління файлами, зокрема, створення, знищення, читання, запис, іменування, пошук і інші операції над файлами.
Кожному файлу на диску відповідає один і тільки один індексний дескриптор файлу, який ідентифікується своїм порядковим номером - індексом файлу. Це означає, що число файлів, які можуть бути створені в файлової системі, обмежена числом індексних дескрипторів, яке або явно задається при створенні файлової системи, або обчислюється виходячи з фізичного обсягу дискового розділу.
Файл - це певна кількість інформації (програма або дані), що має ім'я і зберігається в довготривалій (зовнішньої) пам'яті.
Файл складається з двох частин, між якими ставиться крапка: власне ім'я файлу і розширення, що визначає його тип (програма, дані і т. Д.). Власне ім'я файлу дає користувач, а тип файлу зазвичай задається програмою автоматично при його створенні.
При цьому враховуються обмеження ОС як на використовувані символи, так і на довжину імені. Так, в популярній файлової системи FAT довжина імен обмежується певною схемою 8.3 (8 символів - власне ім'я, 3 символу - розширення імені). Сучасні файлові системи, як правило, підтримують довгі символьні імена файлів. Наприклад, Windows ХР в своїй файлової системи NTFS (New Technology File System - файлова система нової технології) встановлює, що ім'я файлу може містити до 255 символів, не рахуючи завершального нульового символу.
Інформація записується на диску по концентричних доріжках (треках), які діляться на сектори. Кількість доріжок і секторів залежить від типу і формату диска. Сектор зберігає мінімальну порцію інформації, яка може бути записана на диск або зчитана. Ємність сектора постійна і становить 512 байтів.
ОС створює список секторів, виділених кожному файлу. Зазвичай дисковий простір виділяється файлів блоками з декілька секторів, які називаються кластерами (див. Рис. 2). Як правило, це найменше місце на диску, яке може бути виділено для зберігання файлу. Файлу завжди виділяється парне число кластерів
Pvc 1. Структура диска. (А) доріжка (В) геометричний сектор (С) сектор доріжки (D) кластер
При записі файлу на диск ОС записує номер першого кластера, виділеного файлу, в тому каталозі, в якому цей файл створюється. Потім ОС записує номер наступного кластера виділеного файлу і т.п. Файлова система NTFS зберігає службову інформацію про файлах в головній файловій таблиці - Master File Table (MFT).
Службова інформація включає в себе: ім'я файлу, байт атрибуту, час модифікації, дату модифікації, номер першого кластера, з якого починається запис файлу, розмір, дескриптор захисту: вказує, хто і які права має на даний файл або папку. Том NTFS складається з MFT (Master File Table - головна таблиця файлів), що містить каталог файлів, і простору для зберігання файлів. Сама MFT теж є файлом, і в першому записі описує саме файл MFT, всього ж в таблиці файлів NTFS перші 16 записів є службовими, а з сімнадцятої записи і далі йде опис інших файлів томи. Для більшої відмовостійкості специфікацією передбачені копії MFT і сектора початкового завантаження.
Каталог - це, з одного боку, група файлів, об'єднаних користувачем виходячи з деяких міркувань (наприклад, файли, що містять програми ігор, або файли, складові один програмний пакет), а з іншого боку - це файл, який містить системну інформацію про групу файлів, його складових. У каталозі міститься список файлів, що входять в нього, і встановлюється відповідність між файлами і їх характеристиками (атрибутами). З точки зору файлової системи каталог (папка) - це спеціальний файл, який містить відомості про інших файлах (папках). Ланцюжок вкладених папок, що містить файл, називається шляхом доступу до файлу.
Якщо на диску зберігаються сотні і тисячі файлів, то для зручності пошуку файли організовуються в багаторівневу ієрархічну файлову систему.
У Windows на вершині ієрархії папок знаходиться папка Робочий стіл. Це коренева папка. Наступний рівень представлений папками: Мій комп'ютер, Кошик і Мережеве оточення (якщо комп'ютер підключений до локальної мережі).
Шлях до файлу. Для того щоб знайти файл в ієрархічній файловій структурі необхідно вказати шлях до файлу. У шлях до файлу входять записувані через роздільник "" логічне ім'я диска і послідовність імен вкладених один в одного каталогів, в останньому з яких знаходиться даний потрібний файл. Наприклад, шлях до файлу "Оптичні явища" можна записати так: C: \ Реферати \ Фізика \ Оптичні явленія.doc. Шлях до файлу разом з іменем файлу називають повним ім'ям файлу.
У функції операційних систем входить здійснення діалогу з користувачем. Способом ведення діалогу з ОС є: маніпулятор миша, сенсорна панель, клавіатура та ін. Введення команд може здійснюватися за допомогою меню команд, панелей інструментів і ін.