Как устроены файлы

Как устроены файлы

Главный способ хранения всех данных

Когда мы говорим о компьютерах, то знаем, что на нём хранятся файлы, а в этих файлах — какие-то данные: музыка, видео, тексты и т. д. Но для компьютера всё немного иначе и сложнее. Сейчас объясним. 

Эта статья — часть цикла об устройстве компьютера для новичков. Покажите её своим родителям или друзьям-гуманитариям, если им нужно объяснить, что такое файл. Если вы хотите чего-то посложнее, почитайте нашу серию статей про векторы и матрицы.

Что такое файл

С точки зрения компьютера файл — это последовательность байтов на жёстком диске. Если представить жёсткий диск на 100 гигабайт как последовательность из 100 миллиардов байт, то файл будет занимать сколько-то из этих байтов на диске. Вот картинка для понимания:

Как устроены файлы

Эта последовательность байтов необязательно идёт друг за другом — файл может состоять из нескольких фрагментов, которые находятся в разных частях диска:

Как устроены файлы

Все остальные файлы хранятся точно так же — одним или несколькими фрагментами на диске. Чтобы компьютер знал, какой файл состоит из каких фрагментов, он часть памяти отводит на таблицу файлов. В ней он хранит данные обо всех файлах на диске:

Как устроены файлы

Имя и расширение

Название файла чаще всего состоит из имени и расширения, которые отделяются друг от друга точкой:

Как устроены файлы

Но на самом деле название файла может быть и без расширения, и без точки или вообще начинаться с точки, как .htaccess

Компьютеру на самом деле без разницы, есть ли у файла расширение или нет. Единственное, зачем оно нужно, — чтобы и компьютер, и человек понимали, какие данные в нём могут храниться и в какой программе нужно открыть этот файл. Для этого компьютер создаёт таблицу расширений и приложений — в ней написано, файлы с каким расширением открывать в каких программах.

Как устроены файлы

👉 В разных операционных системах свои требования к названию файла: в Windows нельзя создать файл .con, а в MacOS это можно сделать без проблем. 

Файлы и папки

Чтобы не сваливать все файлы в одну кучу (а на самых первых компьютерах было именно так), придумали папки — это такие виртуальные коробки, внутри которых могут храниться файлы и другие папки.

Как устроены файлы

Если удалить папку, то удалятся все файлы и папки, которые лежали внутри неё. А если папку переместить на новое место — то всё её содержимое тоже переедет вместе с ней.

Ещё есть такое понятие, как «путь к файлу». Это означает последовательность всех папок, которые нужно пройти, чтобы добраться до нужного файла. Если у нас файл «Отчёт 2022.doc» лежит в папке «Отчёты», а «Отчёты» лежат в папке «Работа» на диске D, то полный путь к файлу будет выглядеть так:

D:\Работа\Отчёты\Отчёт 2022.doc

👉 Папка — это способ организации файлов, придуманный специально для человека. Компьютер и без папок может запомнить, где какой служебный файл у него лежит.

Папка — это тоже файл

Мало кто знает, но папка — это тоже на самом деле файл, просто специальный, со своими задачами. Внутри этого файла записана информация о том, какие файлы относятся к этой папке. А раз папка — это тоже файл, то когда мы вкладываем папку друг в друга, компьютер всего лишь добавляет запись про один файл в другой.

Что может храниться в файле

Файл — это просто последовательность байтов на диске, а значит, туда можно записать что угодно:

  • фильмы,
  • музыку,
  • отчёты,
  • таблицы,
  • фотографии,
  • игры,
  • драйверы,
  • библиотеки для языка разработки.

Главное в файлах не то, что лежит внутри, а как компьютер может с этим работать и какие программы запустить, чтобы файл открылся. Если скинуть на компьютер с Windows фотографии, сделанные на последний айфон в специальном формате, то без дополнительных программ их посмотреть не получится.

Поэтому самое ценное в файлах — чтобы их можно было открыть и посмотреть. Без этого файл так и останется последовательностью нулей и единиц на диске.

Файл и документ — это одно и то же?

Файлами называют вообще любые последовательности байтов на диске, у которых есть имя и адрес. Если файл зашифрован, не открывается, внутри него сбои или пустота — это всё равно файл. 

Документом называют файл, в котором лежит что-то полезное для пользователя, что он может открыть и с чем может осмысленно взаимодействовать. Например, ваша курсовая работа в формате Word — для вас это документ, а для компьютера — файл. 

Для сравнения, системная библиотека программы Microsoft Word — это не документ, а просто файл. Вы не можете его открыть, но его использует программа Word для работы. 

А как хранятся файлы на телефоне и планшете?

Точно так же, как и на компьютере, только там может быть своя файловая система (способ внутренней организации). Про файловые системы и про то, какие они бывают, поговорим в следующей статье.

Текст:

Михаил Полянин

Редактор:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Кирилл Климентьев

Соцсети:

Алина Грызлова

Получите ИТ-профессию
В «Яндекс Практикуме» можно стать разработчиком, тестировщиком, аналитиком и менеджером цифровых продуктов. Первая часть обучения всегда бесплатная, чтобы попробовать и найти то, что вам по душе. Дальше — программы трудоустройства.
Начать карьеру в ИТ
Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию
easy