Лекция "Представление данных на внешних носителях"


Основные понятия: логическая запись, физическая запись, файл, тип файла, каталог, подкаталог, дерево, файловая система, путь к файлу, полное имя файла, устройства внешней памяти, логический диск, объем, стороны, дорожки, сектора.

Иерархия структур данных на внешних носителях.

Основными информационными единицами при сохранении данных на внешних носителях являются:
  • логическая запись;
  • физическая запись;
  • файл;
  • каталог (папка).

Логическая запись при хранении на внешних носителях является той же информационной единицей, что и при хранении в ОЗУ. Отличие состоит в том, что при хранении на носителе запись является минимальным и неделимым элементом представления данных. Это означает, что после размещения записи на носителе отсутствует доступ к ее отдельным полям, а операции переноса на носитель и считывание с него производятся целиком со всей записью. Поскольку обработка записей при их хранении не происходит, не требуется и различия типов данных, т.е. запись может состоять из одного элементарного данного, группы данных или содержать структурированные данные. Единственной характеристикой отдельной записи является ее длина, а допустимыми операциями - перенос на носитель и считывание и него.

После размещения данных на носителе они превращаются в физическую запись.

Физическая запись – элемент поверхности носителя, на котором в соответствии с физическими принципами функционирования носителя размещаются данные, составляющие логическую запись.

Объединение физических записей образует файл.

Файл – поименованная совокупность данных, хранящихся на внешнем носителе.

Любые файлы содержат данные, закодированные с помощью двоичного алфавита. Однако способы кодирования и назначение файлов могут быть различными. По этой причине файлам приписывается еще одна характеристика – тип. Тип входит в идентификатор файла и указывается в виде расширения имени, например, Глава_7.doc, proba.pas или calc.exe. Принципиально различными по типам следует считать программные (исполняемые) файлы и файлы данных. Программные файлы содержат тексты программ в машинном коде; они могут быть загружены в ОЗУ и исполняться. Программные файлы имеют расширение com или exe; к этой же категории относятся так называемые командные файлы (расширение bat), содержащие в текстовом формате команды MS DOS, которые могут последовательно выполняться как программа. Файлы данных формируются в результате работы какой-либо программы; они не являются исполняемыми и служат только в качестве хранилищ данных. Многие программные системы при формировании файлов данных приписывают им вполне определенные расширения – по ним можно установить, какой программой файл создан; например, расширения txt, doc, rtf имеют файлы, подготовленные в текстовых редакторах, bmp, jpg, gif, cdr – графические файлы, pas, bas, c – файлы с текстами программ и т.д. Тип файла, как и его, собственно имя, являются частью описания файла и сохраняются системой, ведающей размещением файлов на носителе.

Самым верхним уровнем представления данных на внешних носителях являются структуры файлов – каталоги (в операционной системе Windows-95, 98 принят термин «папки»).

Каталог – это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (т. е. вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня иерархии называется корневым. Он не вложен ни в какие другие каталоги.

Создает и поддерживает файловые структуры, определяет максимальный уровень вложенности каталогов, а также производит все операции с файлами и каталогами часть операционной системы компьютера – файловая система.

Путь к файлу – это последовательность, состоящая из имен каталогов (разделенных символом «\»), начиная от корневого и заканчивая тем, в котором непосредственно хранится файл.

Полное имя файла состоит из имени логического диска, пути к файлу и имени файла. В одном каталоге не может быть нескольких файлов и каталогов с одинаковыми именами. В разных каталогах это допустимо.

Логический диск – это физический (реальный) диск или часть физического диска, которому присвоено собственное имя.

Имена логических дисков задаются первыми буквами латинского алфавита с двоеточием: A:,B:,C: и т.д. Обычно с одним гибким магнитным диском связан один логический диск (A:, B:), а жесткий диск делится на несколько логических (C:, D: и т.д.).

Дерево: графическое изображение иерархической файловой структуры диска.

Структура дисков

Устройства внешней памяти: магнитные диски и ленты, оптические (лазерные) диски, магнитооптические диски.

Дисководы – устройства чтения/записи информации на диски. Различают гибкие магнитные диски – дискеты и жесткие магнитные диски. Жесткие магнитные диски встроены в дисковод и в отличие от дискет являются несъемными.

Структура магнитного диска: одна или несколько сторон (магнитных поверхностей), разделенных на концентрические дорожки, каждая из которых, в свою очередь, поделена на сектора, состоящие из «клеточек» - байтов. Все секторы на одном диске имеют фиксированный размер. Вся работа по считыванию и записи данных на дисках производится только полными секторами. Полный объем памяти диска определяется формулой:

ОБЪЕМ = СТОРОНЫ * ДОРОЖКИ * СЕКТОРА * БАЙТЫ,

Где СТОРОНЫ – количество сторон диска, ДОРОЖКИ – количество дорожек на стороне, СЕКТОРА – количество секторов на дорожке, БАЙТЫ – количество байт в секторе.

Информация на устройствах внешней памяти имеет файловую организацию.


Примеры решенных задач.

Пример №1.
Дано дерево файловой структуры диска. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными – имена файлов.

Перечислить имена каталогов 1-го, 2-го, 3-го уровней. Указать путь к файлу letter.txt от корневого каталога. Указать путь к файлу letter1.doc от корневого от корневого каталога, а к файлу letter2.doc – от каталога WORK. Указать полные имена файлов letter.txt и letter1.doc, если файловая структура хранится на диске C.


Решение.

Каталоги 1-го уровня COMPUTER, WORK,UROK. Каталоги второго уровня – IBM, APPLE, DOCUMENT, PRINT. Каталоги 3-го уровня – DOC1, DOC2.

Путь к файлу letter.txt от корневого каталога: \WORK\PRINT. Путь к файлу letter1.doc от корневого каталога: \WORK\DOCUMENT\DOC2. Пут к файлу letter2.doc от каталога WORK\DOCUMENT\DOC2.

Полные имена файлов letter.txt и letter1.doc:

C:\WORK\PRINT\letter.txt и
C:\WORK\DOCUMENT\DOC2\letter1.doc


Задания для самостоятельной работы.

№1. Двухсторонняя дискета имеет объем 1200 Кбайт. Сколько дорожек на одной стороне дискеты, если каждая дорожка содержит 15 секторов по 4096 бит?

№2. Какой объем имеет двухсторонняя дискета, если каждая сторона ее разбита на 80 дорожек по 20 секторов на дорожке? Объем каждого сектора составляет 0.5 Кбайт.

№3. Какой объем имеет каждый сектор двухсторонней дискеты емкостью 1440 Кбайт, если каждая сторона дискеты разбита на 80 дорожек по 18 секторов на дорожке?

№4. Сколько файлов размером 100 Кбайт каждый можно разместить на дискете объемом 1) 1,2 Мбайт; 2) 1.44 Мбайт?

№5. В результате повреждения односторонней дискеты 10% секторов оказались дефектными, что составило 36864 байта. Какой объем имеет дискета?

№6. На скольких дискетах емкостью 1440 Кбайт можно разместить содержимое жесткого диска объемом 1 Гбайт?

№7. Дано дерево иерархической файловой структуры на магнитном диске. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными – имена файлов:



Перечислить каталоги 1-го, 2-го, 3-го уровней, если они есть. Указать пути от корневого каталога к каждому из файлов.

№8. Указаны пути от корневого каталога к некоторым файлам, хранящимся на магнитном диске. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными – имена файлов:

\COUNTRY\USA\INFO\culture.txt;

\COUNTRY\USA\washington.txt;

\COUNTRY\RUSSIA\moscow.txt;

\COUNTRY\RUSSIA\INFO\industry.txt;

\COUNTRY\RUSSIA\INFO\culture.txt.

Отобразить файловую структуру в виде дерева.


Тест

  • ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ФАЙЛА НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ…
  1. Его размер.
  2. Расширение имени.
  3. Дату и время создания.
  4. Ни один из ответов не верен.
  • В некотором каталоге хранился файл address.txt. После того, как в этом каталоге создали подкаталог и переместили в него файл address.txt, полное имя файла стало F:\Doc\Letter\Work\address.txt. Каково было полное имя этого файла до перемещения?
  1. Doc\Letter\Work\address.txt
  2. F:\Doc\Letter\address.txt
  3. F:\Doc\Work\address.txt
  • В некотором каталоге хранится файл Задачи_по_программированию.tхt. В этом каталоге создали подкаталог и переместили в него файл Задачи_по_программированию.tхt. После этого полное имя файла стало
    D:\INFORM\LESSONS\10_CLASS\Задачи_по_программированию.txt
    Каково полное имя каталога, в котором хранился файл до перемещения?
  1. D:\INFORM
  2. D:\INFORM\LESSONS
  3. 10_CLASS
  4. LESSONS\10_CLASS


  • Полное имя файла D:\Program files\intline\setup.exe. Каков путь к этому файлу?
  1. D:\Program files\intline\
  2. D:\Program files\
  3. D:\
  4. D:\Program files\intline\*.exe.
  • Полный путь файлу: c:\books\raskaz.txt. Каково имя файла?
  1. books\raskaz;.
  2. raskaz.txt;
  3. books\raskaz.txt;
  4. txt.
  • Задан путь к файлу C:\DOC\PROBA.TXT.  Каково имя каталога, в котором находится файл PROBA.TXT
  1. DOC
  2. PROBA.TXT
  3. C:\DOC\PROBA.TXT
  4. C:\DOC
  • УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ТИПАМИ ФАЙЛОВ И ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ПОДДЕРЖИВАЮЩИМ ДАННЫЕ ТИПЫ РАСШИРЕНИЙ.
1.doc
A.Adobe Photoshop

2.bmp, jpg, gif
B.MS Word

3.avi
C.WinAmp

4.arj, rar
D.WinRAR, WinZip

  • Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность.
    Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов
    make.cpp, name.c, age.pc, name.cpp
  1. *a*e.? 
  2. a?e.*
  3. *a?e.* 
  4. ?a?e.*
  • Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: Символ «?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность.
    Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:   re*_a?09.do?
  1. refa-09.doc 
  2. ref_a_09.do 
  3. refe_a09.doc 
  4. ref_a_09.dot


  • Каталог содержит файлы с именами
   а)  p5.pas
   б)  p4.ppt
   в)  p12.pas
   г)  pq.p
   д)  pq.pas
   е)  p12.ppt
Определите, в каком порядке будут показаны файлы, если выбрана сортировка по типу (по возрастанию).
  1. вадгеб
  2. гавдбе
  3. вадгбе
  4. гвадеб
  • Какой формат имеет файл с расширением exe?
  1. текстовый
  2. архив
  3. графический
  4. исполняемый
  5. аудио
  • Какой формат имеет файл с расширением rar?
  1. текстовый
  2. архив
  3. графический
  4. исполняемый
  5. аудио
  • Вам нужно сохранить документ, не утратив его форматирование и оформление, для последующей обработки в другом текстовом редакторе. Каким форматом следует воспользоваться?
  1. *.doс
  2. *.rtf
  3. *.txt
  • Какие расширения могут иметь графические форматы файлов?
  1. txt
  2. ppt
  3. pcx
  4. dot
  5. gif
  6. jpg
  • Выберите из списка только растровые графические редакторы.
  1. Paint
  2. Microsoft Word
  3. GIMP
  4. OpenOffice Draw
  • Что не относится к форматам растровых графических файлов?
  1. BMP
  2. TIFF
  3. ODT
  4. PNG
  • Выберите из списка только векторные графические редакторы.
  1. Paint
  2. Microsoft Word
  3. GIMP
  4. OpenOffice Draw
  • Что не относится к форматам векторных графических файлов?
  1. WMF
  2. GIF
  3. ODG
  4. Все ответы правильные
  • Последовательностью растровых графических изображений, которые хранятся в одном файле, называется...
  1. Флеш-анимация
  2. Графический рисунок
  3. Чертеж
  4. GIF-анимация
  • Формат сжатого звукового файла.
  1. WAV
  2. AVI
  3. MP3
  4. MPEG-4
  • Система управления базами данных представляет собой программный продукт, входящий в состав ...
  1. прикладного программного обеспечения
  2. уникального программного обеспечения
  3. системного программного обеспечения
  4. систем программирования
  5. операционной системы
  • Файл - это ...

  1. Единица измерения информации
  2. Программа в оперативной памяти
  3. Текст, распечатанный на принтере
  4. Программа или данные на диске
  • Какие функции  выполняет операционная система?
  1. обеспечение организации и хранения файлов  
  2. подключение устройств ввода – вывода
  3. организация обмена данными между компьютером и различными периферийными устройствами
  4. организация диалога с пользователем, управление аппаратурой и ресурсами компьютера
  5. правильного ответа нет
  • Расширение имени файла, как правило, характеризует:
  1. тип информации, содержащейся в файле
  2. объем файла
  3. место, занимаемое файлом на диске
  4. место создания файла
  5. время создания файла
  • Из чего состоит полное имя файла?
  1. из букв латинского алфавита и цифр;
  2. только из букв латинского алфавита и разделителя (точки);
  3. из имени, разделителя и расширения;
  4. файлы имеют только короткие имена.


  • Текстовый редактор представляет собой программный продукт, входящий в состав ...
  1. уникального программного обеспечения
  2. системного программного обеспечения
  3. прикладного программного обеспечения
  4. операционной системы
  5. систем программирования
  • Программы обслуживания устройств компьютера называются:
  1. интерпретаторами
  2. компиляторами
  3. загрузчиками
  4. трансляторами
  5. драйверами
  • Операционные системы представляют собой программные продукты, входящие в состав:
  1. прикладного программного обеспечения
  2. системы управления базами данных
  3. систем программирования
  4. системного программного обеспечения
  5. уникального программного обеспечения
  • Файловую систему обычно изображают в виде дерева, где «ветки» — это каталоги (папки), а «листья» — это файлы (документы). Что может располагаться непосредственно в корневом каталоге, т.е. на «стволе» дерева?
  1. каталоги и файлы
  2. только каталоги
  3. только файлы
  4. ничего
  • Информация на внешнем носителе хранится в виде:
  1. файлов, находящихся в каталогах (папках);
  2. в цифровом виде;
  3. рисунков, текстов, звуков, видео;
  4. только в текстовом виде.
  • Что такое каталог?
  1. место на диске, отведенное для хранения файлов и каталогов;
  2. единица хранения информации;
  3. поименованная совокупность файлов и каталогов;
  4. периферийное устройство.
  • Текущий каталог – это...
Ответ: каталог, в котором в данный момент работает пользователь.
  • Файловая система на диске имеет:
  1. линейную структуру;
  2. иерархическую структуру;
  3. не имеет структуры;
  4. связанную линейно-кусочную структуру.
  • Пропишите полный путь к файлу peter.txt (см.дерево каталогов ниже).
  • Дано дерево иерархической файловой структуры на магнитном диске. Найдите ошибки в файловой структуре.




Comments