Для устройств обработки данных, к которым относится и компьютер, большое значение имеет организация метода хранения информации на внешних носителях, позволяющих сохранять данные
энергонезависимо. Способ хранения данных на таких носителях должен обеспечивать их целостность, доступность и защищенность. В настоящее время наиболее популярными внешними носителями являются диски. На одном диске помещается информация, объем которой может измеряться триллионами байтов. В этом случае эффективный способ хранения особенно важен. Разработчики программного обеспечения предложили оригинальный способ организации хранения информации: в виде файлов.
Под файлом понимается именованная область носителя, содержащая данные произвольной длины и воспринимаемая компьютерной системой как единое целое. Имя файла имеет особое значение,
оно сопоставлено адресу размещения файла на носителе. Носитель имеет служебную таблицу, в каждой строке которой записано имя файла и адрес его местонахождения на носителе. Эта таблица используется специальной программой, которая называется файловой сиетемой. Для доступа к данным она получает имя файла, находит по таблице его местоположение на носителе и возвращает содержимое файла. Как правило, процесс обработки информации сопровождается
ее последующим сохранением. Для этого компьютерная программа объединяет какой-либо блок обрабатываемых данных в единое целое, снабжает его именем и передает файловой системе для записи на внешний носитель.
Имя файла состоит из некоторого набора символов и для большинства файловых систем может содержать до 256 знаков. Имя файла может быть дополнено расширением, которое определяет тип информации, хранящейся в файле. Расширение содержит от одного до трех символов и отделяется от имени точкой. Большинство программ при создании файла автоматически добавляют к имени свое уникальное расширение, которое помогает им в дальнейшем опознавать «свои» файлы. Например, файлы, созданные программой Microsoft Word, имеют расширение .doc, расширение .xls добавляет программа Microsoft Excel.
Кроме имени, файловая система, создавая файл, снабжает его дополнительной информацией: датой и временем создания (или модификации), размером сохраненных данных, правами доступа к
информации, хранящейся в нем. Эта информация называется атрибутами файла и предоставляет возможности файловой системе оперативно работать с файлами.
Файл в числовом виде хранит информацию разных типов, например, текстовую, звуковую, графическую и т.д. Программа, создающая файл, размещает информацию в нем таким образом, чтобы при дальнейшей работе с файлом записанные данные можно было распознать и правильно извлечь. Способ представления данных в файле называется форматом файла. Формат определяет внутреннюю организацию информации, хранимой в файле. Открывая файл, прикладная программа проверяет его формат. Если он соответствует распознаваемым ею форматам, информация, хранящаяся в файле, извлекается в удобном для работы виде. Современные операционные
системы автоматически распознают формат файла и самостоятельно запускают работающую с ним прикладную программу. Имеется возможность определять формат файла, не исследуя его структуры. Для этого используется его расширение. Анализируя расширение, операционная система определяет тип и структуру файла. Многие форматы файлов стандартизированы и используются соответствующими программными приложениями, работающими под управлением различных операционных систем.
Как было уже сказано, задачу централизованного управления данными решает файловая система. Она выполняет функции распределения внешней памяти, отображения имен файлов в соответствующие адреса и обеспечения доступа к данным.
Для удобства работы файлы объединяют в группы, их имена располагают в файле специального вида, называемом каталогом или папкой. Каталоги образуют иерархическую (древовидную) структуру. Каталоги, размещенные на вершине иерархии, называются каталогами первого уровня. Каталоги первого уровня могут содержать каталоги второго уровня и т.д. Каждый каталог содержит описание файлов или каталогов следующего уровня иерархии. Так же как и файлу, каталогу задается имя и атрибуты, позволяющие файловой системе манипулировать им: создавать, удалять, перемещать, добавлять в него файлы, каталоги и т.д.