Урок информатики по теме: "Файлы и файловые системы"

Цель: Дать представление о файловой системе и объяснить принцип ее работы

Задачи урока:

образовательные – познакомить учащихся с понятиями «файл», «файловые структуры», закрепить полученные знания;

развивающие – развивать творческую и мыслительную деятельность учащихся на уроке посредством анализа демонстрационных примеров, способность к обобщению, быстрому переключению, способствовать формированию навыков коллективной и самостоятельной работы, умения чётко и ясно излагать свои мысли;

воспитательные – способствовать развитию моторной и смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать теоретический материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.

1. Организационный момент.

2. Постановка целей и задач урока.

3. Объяснение нового материала.

4. Обобщение нового материала.

5. Постановка домашнего задания.

6. Подведение итогов

Ход урока:

1. Организационный момент

2. Постановка целей и задач урока

Сегодня на уроке мы узнаем:

• что такое файл;
• имя файла;
• логические диски;
• файловая структура диска;
• путь к файлу, полное имя файла.

1. Объяснение нового материала

Файловая система
Все современные операционные системы обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках в виде файлов и служит для доступа к ним. Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях.

Что такое файл

Файл (англ.file) - последовательность числа байтов, обладающая уникальным собственным именем на машинных носителях.

Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Работа с файлами является очень важным видом работы на компьютере. В файлах хранится все: и программное обеспечение, и информация, необходимая для пользователя. С файлами, как с деловыми бумагами, постоянно приходится что-то делать: переписывать их с одного носителя на другой, уничтожать ненужные, создавать новые, разыскивать, переименовывать, раскладывать в том или другом порядке и пр.

Файл — это информация, хранящаяся на внешнем носителе и объединенная общим именем.

Для прояснения смысла этого понятия удобно воспользоваться следующей аналогией: сам носитель информации (диск) подобен книге. Мы говорили о том, что книга — это внешняя память человека, а магнитный диск — внешняя память компьютера. Книга состоит из глав (рассказов, разделов), каждый из которых имеет название. Также и файлы имеют свои названия. Их называют именами файлов. В начале или в конце книги обычно присутствует оглавление — список названий глав. На диске тоже есть такой список-каталог, содержащий имена хранимых файлов. Каталог можно вывести на экран, чтобы узнать, есть ли на данном диске нужный файл.

В каждом файле хранится отдельный информационный объект: документ, статья, числовой массив, программа и пр. Заключенная в файле информация становится активной, т. е. может быть обработана компьютером, только после того, как она будет загружена в оперативную память.

Любому пользователю, работающему на компьютере, приходится иметь дело с файлами. Даже для того, чтобы поиграть в компьютерную игру, нужно узнать, в каком файле хранится ее программа, суметь отыскать этот файл и инициализировать работу программы.

Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы. Файловая система — это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций над файлами.

Чтобы найти нужный файл, пользователю должно быть известно: а) какое имя у файла; б) где хранится файл.

Имя файла

Практически во всех операционных системах имя файла составляется из двух частей, разделенных точкой. Например:

myprog.pas

Слева от точки находится собственно имя файла (myprog) Следующая за точкой часть имени называется расширением файла (pas). Обычно в именах файлов употребляются латинские буквы и цифры. В большинстве ОС максимальная длина расширения — 3 символа. Кроме того, имя файла может и не иметь расширения. В операционной системе Windows в именах файлов допускается использование русских букв; максимальная длина имени — 256 символов, кроме девяти специальных: \ / : * ? “ |.
В именовании можно пользоваться пробелами и точками. А заканчивался файл из трех символов, составляющих так званое расширение.
Расширение файла - хаотичная последовательность символов, добавляемых в конец

Инициализация программы происходит путем записи ее в оперативную память и перехода работы процессора к ее исполнению.

Логические диски

На одном компьютере может быть несколько дисководов — устройств работы с дисками. Каждому дисководу присваивается однобуквенное имя (после которого ставится двоеточие), например А:, В:, С:. Часто на персональных компьютерах диск большой емкости, встроенный в системный блок (его называют жестким диском), делят на разделы. Каждый из таких разделов называется логическим диском, и ему присваивается имя С:, D:, Е: и т. д. Имена А: и В: обычно относятся к сменным дискам малого объема — гибким дискам (дискетам). Их тоже можно рассматривать как имена дисков, только логических, каждый из которых полностью занимает реальный (физический) диск. Следовательно, А:, В:, С:, D: — это всё имена логических дисков.

Имя логического диска, содержащего файл, является первой «координатой», определяющей место расположения файла.

Файловая структура диска

Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой. Различные ОС могут поддерживать разные организации файловых структур.

Виды файловой структуры:
1) Одноуровневая - последовательность имен файлов, используема для дисков с небольшим количеством файлов. Одноуровневая файловая структура — это простая последовательность файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Например, если файл tetris.ехе находится на диске А:, то его «полный адрес» выглядит так:

А:\tetris.ехе

Операционные системы с одноуровневой файловой структурой используются на простейших учебных компьютерах, оснащенных только гибкими дисками.

2) Многоуровневая или иерархическая - древовидная структура, служащая для хранения тысяч файлов.

Функции файловой системы.
К функциям обслуживания файловой структуры относятся такие операции (естественно, происходящие в среде какой-либо ОС):

• создание файлов

• создание каталогов

• переименование файлов и каталогов

• копирование, перемещение файлов

• удаление файлов и каталогов

• навигация по файловой системе (проводник) с целью доступа к определенному файлу

• управление атрибутами (свойствами) файлов (скрытие, только чтение и т.д.)

В операционной системе Windows для обозначения понятия «каталог» используется термин «папка».

Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры.

Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой. Принцип организации файловой системы - табличный.
То есть, информация о местонахождении файла на диске хранится в таблице размещения файлов (англ. File Allocation Table, FAT).

Структура FAT похожа на оглавление книги – операционная система использует ее для быстрого поиска файлов.
Позже была введена FAT32 - усовершенствованная версию FAT. Она могла поддерживать тома, объем которых уже может превышать 2 Гбайт (в отличии от FAT).

Далее появилась более перспективное направление в развитии файловых систем - NTFS (New Technology File System - файловая система новой технологии), поддерживающая длинные имена файлов и предлагающая надежную систему безопасности данных.
Объем раздела NTFS не ограничен. Также, NTFS экономит место на диске, сжимая его самого, отдельные файлы и каталоги.

В Windows XP применяется и FAT32 и NTFS.

Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом.

На рис. 2.9 имена каталогов записаны прописными буквами, а файлов — строчными. Здесь в корневом каталоге имеются две папки: IVANOV и РЕТROV и один файл fin.com. Папка IVANOV содержит в себе две вложенные папки PROGS и DАТА. Папка DАТА — пустая; в папке РROGS имеются три файла и т. д. На дереве корневой каталог обычно изображается символом\.

Путь к файлу

А теперь представьте, что вам нужно найти определенный документ. Для этого надо знать ящик, в котором он находится, а также «путь» к документу внутри ящика: всю последовательность папок, которые нужно открыть, чтобы добраться до искомых бумаг.

Второй координатой, определяющей место положения файла, является путь к файлу на диске. Путь к файлу — это последовательность, состоящая из имен каталогов, начиная от корневого и заканчивая тем, в котором непосредственно хранится файл.

Вот всем знакомая сказочная аналогия понятия «путь к файлу»: «На дубе висит сундук, в сундуке — заяц, в зайце — утка, в утке — яйцо, в яйце — игла, на конце которой смерть Кощеева».

Последовательно записанные имя логического диска, путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла.

Если представленная на рис. 2.9 файловая структура хранится на диске С:, то полные имена некоторых входящих в нее файлов в символике операционных систем МS-DOS и Windows выглядят так:

C:\fin.com
C:\IVANOV\PROGS\prog1.pas
C:\PETROV\DATA\task.dat

IV. Обобщение нового материала

1. Что такое файловая система? Файловая система – это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций с файлами.

2. Объясните понятие "файл". Файл – это информация, хранящаяся на внешнем носителе и объединенная общим именем.

3. Какие существуют типы файловых таблиц? FAT, FAT32 и NTFS
4.Что такое расширение файла? Имя файла состоит из собственно имени и расширения. Расширение указывает на тип информации в файле (тип файла).

5. Функции файловой системы.

• создание файлов

• создание каталогов

• переименование файлов и каталогов

• копирование, перемещение файлов

• удаление файлов и каталогов

• навигация по файловой системе (проводник) с целью доступа к определенному файлу

• управление атрибутами (свойствами) файлов (скрытие, только чтение и т.д.)

6. Что такое файловая структура диска? Файловая структура диска – это совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Файловые структуры бывают простыми и многоуровневыми (иерархическими).

7. Что такое каталог? Каталог – это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня называется корневым. Он не вложен ни в какие каталоги.

8. Из чего состоит полное имя файла? Полное имя файла состоит из имени диска, пути к файлу на диске и имени файла.

V. Постановка домашнего задания

Прочитать стр. 211 – 219 (учебник), устно ответить на вопросы № 1-3, 5 – 6, 8 – 10, письменно №4, 7 стр. 240

VI. Подведение итогов

Выставление отметок за урок

Список использованных источников:

1.  Урок на тему «Файловая система», Кинаевский М.Ю., г. Кривой Рог

2. Хеннер Е.К. Информатика. 10 класс. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004

3. Информатика в школе: Приложение к журналу «Информатика и образование». - М., - 2003
4. www.ixbt.com

5. http://school.xvatit.com/