Попытаемся разобраться, что такое файлы.

Файл - это последовательность (цепочка) байт. В умных книжках это будет “поименованная область данных”, но я же для простых людей пишу ;) . Будем делить их на две группы: текстовые и бинарные файлы. Текстовые файлы обычно содержат байты с кодами символов или “сырой текст” и некоторые управляющие символы. Бинарные же содержат байты в которых записана информация в виде чисел, хотя это может быть и текст, но в бинарном (двоичном) формате. От файлов word можно ожидать, что они текстовые, но это не так. Хранение в бинарном виде более экономно.

Каждый файл имеет имя и атрибуты. Обычно имя - это навзвание файла + расширение. Расширение файла помогает операционным системам (например windows) определить какой программой нужно открывать файл. Так для файла с именем “readme.txt” будет запущен “блокнот”, а для “readme.doc” - текстовый процессор word. Расширение обычно состоит из трёх английских букв, но есть и исключения. Требования к именам файлов зависят от файловой системы. Первые файловые системы ограничивали длинну имени файла до 8 символов и позволяли использовать только английские буквы и цифры в именах.

Каталог - это способ сгруппировать связанные по смыслу файлы. Вообще каталог - это тоже файл, но специальный. Его нельзя просто открыть в текстовом редакторе. Управялются каталоги операционной системой, но по командам пользователя. В нём хранится информация о связанных файлах. В каждом каталоге могут содержаться другие каталоги. Количство вложенных каталогов и папок ограничивается файловой системой.

Как же это хранится на дисках? Есть много разных типов дисков, но принципы одни и теже. С жёсткими дисками всё сложнее, оставим их на потом.

Любой диск перед работой должен быть отформатирован. Это процесс разделения диска на логические участки маленького размера - кластера. В начале диска формируется таблица размещения файлов. В эту таблицу будут записываться имена файлов и каталогов, их атрибуты и номера занятых кластеров. Размер кластера обычно 512 байт или больше, но кратный 512. Это значит, что если на диск пишется файл размером всего один байт то он всёравно займёт целый кластер. Два файла не могут быть записаны в общие кластера. Это приведёт к ошибкам. Когда файл удаляется, информация о нём удаляется из таблицы и кластера помечаются как свободные. Поэтому удаление файлов всегда быстрее чем запись, ведь удаляется только ссылка на файл. На многих файловых системах стёртую информацию можно восстановить. Та же процедура и при удалении каталога. Удаляются все вложенные подкаталоги и файлы и последним каталог верхнего уровня.

Вернёмся к винчестерам. Многие спрашивают, почему это компьютер покупали с одним жёстким диском, а их аж три. Реально он конечно же один. Просто его поделили на “разделы” или “логические диски”. Обычно это не плохо. Например один диск для операционной системы и один для файлов. Почему бы не держать ещё один для видео или игрушек? Когда операционная сисетма сломается, а пользователи умеют это, её раздел можно заново отформатировать и переставить операционую систему заново. А все документы останутся втором и третьем диске нетронутые. Ещё один аргумент - файловые системы иногда тоже ламаются (например наступил кто-то на шнур питания когда файлы копировались). Для каждого раздела файловая система своя. Больше шансов, что при поломке погибнут не все файлы. Хоть современные файловые системы более надёжны, боязнь за своё добро осталась :) .

Надеюсь, теперь стало более понятно как устроены диски.