Что такое компьютерные файлы и папки

Файлы и папки — это обычная метафора для хранения данных на компьютере. Даже современное устройство, которое максимально скрывает от вас файлы, по-прежнему использует их под капотом. Давайте посмотрим, что такое файлы и папки и как компьютеры стали такими.

Что такое файл

Когда дело доходит до компьютеров, файл — это абстрактная идея. Это концептуальный объект, точнее, группа связанных компьютерных записей, рассматриваемая как единое целое. Метод, с помощью которого компьютерные операционные системы хранят и извлекают файлы с диска, называется файловой системой.

Файлы хранят связанные данные вместе, чтобы они не были потеряны или дезорганизованы, и вы могли найти их, когда вам нужно будет прочитать или обработать. Обычно каждый файл представляет собой отдельный документ (например, книжный отчет), электронную таблицу, цифровое изображение, видео, песню и т. д. Файл также может быть программой, которая сообщает компьютеру, что делать.

Приложения используют для работы множество файлов, включая исполняемые программные файлы (которые содержат инструкции, необходимые для запуска программы), файлы конфигурации (которые сообщают программе, как работать) и файлы данных, которые могут хранить дополнительную необходимую информацию модульным способом.

Сегодня, благодаря графическим значкам операционной системы, многие люди думают, что файл эквивалентен документу, например листу бумаги или, возможно, фотографическому отпечатку. Интересно, что термин «компьютерный файл» возник в 1950-х годах из другой (но связанной) метафоры.

Истоки файловой метафоры

В бумажном офисе «файл» — это набор документов, хранящихся вместе в контейнере или ящике, например, в картотеке. Файл также может быть названием самого шкафа. На заре вычислительной техники многие компьютеры использовали перфокарты для хранения данных. Каждая карта не содержала большого количества информации, поэтому программа или набор записей обычно включали стопку перфокарт. Когда эти стопки карточек не использовались, они часто хранились в файле (совокупность связанных карточек, сгруппированных вместе) в специальном картотеке или в больших баках, называемых «бадьями».

Когда приходило время загружать данные в компьютер, кто-то извлекал «файл перфокарт» и загружал его в машину для чтения. Итак, в то время компьютерный файл представлял собой просто физическую коллекцию записей, хранящихся на бумаге. Позже, когда магнитная лента стала использоваться в компьютерах, «файлы» по-прежнему обычно ассоциировались с самим физическим носителем (например, «файл на магнитной ленте»), поскольку данные хранились линейно и были связаны с другими записями по своему расположению на физической катушке с лентой.

Согласно Энциклопедии компьютерных наук Энтони Ралстона (1976), когда стали доступны магнитные диски с произвольным доступом, концепция «компьютерного файла» начала выходить за рамки своих физических ограничений. Когда жесткие диски стали достаточно большими, компьютерный файл (набор связанных записей) мог внезапно жить где угодно на диске, даже разбитый на части, то есть не обязательно физически непрерывно храниться на поверхности диска. В этот момент компьютерный файл стал логической концепцией: набор данных, определяемых цифровым индексом, а не набор данных, физически сгруппированных вместе. Это определение сохраняется и сегодня.

Что такое папка

Папка — это набор файлов. В современных операционных системах каждая папка обычно может содержать файлы, другие папки или и то, и другое. Папки — отличный способ организовать файлы в группы, которые имеют смысл для последующего поиска.

Потенциально сбивающий с толку аспект папок заключается в том, что их также иногда называют «каталогами». Это потому, что «каталог» был более ранним термином для списка файлов на диске. Когда операционные системы ПК начали поддерживать подкаталоги (каталоги внутри каталогов) на больших дисках в 1980-х годах, люди использовали каталоги для группировки связанных файлов так же, как мы используем папки сегодня.

Современная концепция «папки» на компьютере возникла в 1981 году с появлением операционной системы Xerox Star, которая представляла каталоги со значками, которые выглядели как папки с файлами из манильской бумаги, используемые с бумагой в офисной среде. Позже Apple Macintosh популяризировал эту концепцию папки как каталога, и Windows также приняла ее.

Папки против каталогов и иерархия каталогов

В большинстве операционных систем папки и каталоги в основном одно и то же, хотя иногда папки могут быть специальными контейнерами для вещей, отличных от файлов, таких как группы настроек или параметров в определенных версиях Windows.

Важно знать, что каталоги обычно иерархичны. То есть каждый каталог может содержать другие каталоги, которые сами содержат файлы или каталоги. Если вы визуально нанесете на карту результирующее гнездо каталогов, оно будет выглядеть как ветви дерева, отходящие от основного ствола, причем ствол представляет основной (или корневой) каталог.

Иерархические файловые системы возникли с Multics в 1960-х годах, и ранние операционные системы ПК часто не поддерживали иерархию каталогов (например, MS-DOS 1.0 или исходная Mac OS) до тех пор, пока жесткие диски (которые могли хранить данные на многих дискетах) не стали чаще встречается в середине 1980-х гг.

Что такое путь к файлу

Ссылка на расположение файла в иерархии каталогов называется путем. Путь похож на адрес, который сообщает вам (или программе), как найти файл. В Windows путь к файлу при записи обычно выглядит примерно так:

C:\Users\Username\Desktop\Photos\Photo.jpg

При графическом просмотре в Проводнике файлов в виде значков вы увидите этот путь как вложенные папки, содержащиеся друг в друге. Или вы можете увидеть строку «[Имя пользователя]> Рабочий стол> Фотографии» при просмотре текущего местоположения «Photo.jpg». Но в командной строке Windows использует символ обратной косой черты («\») для разделения каталогов в пути.

При чтении пути Windows иерархия идет слева направо, при этом содержащиеся папки записываются слева от тех, что находятся внутри. Итак, сначала вы видите «C:\», которое является именем диска («C:») в паре с корневым каталогом («\»), затем «Users», который является каталогом вне «C:\», Затем каталог «Username», который находится в папке «Users», и так далее. В конечном итоге вы попадаете в файл Photo.jpg, о котором идет речь, и точно знаете, где он находится на диске.

На Mac путь в командной строке может выглядеть примерно так:

/Users/Username/Documents/Photos/Photo.jpg

Как и в Windows, вы читаете путь слева направо, иерархическая глубина увеличивается по мере продвижения вправо. Вместо обратной косой черты в Windows («\») macOS и другие Unix-подобные операционные системы используют косую черту («/») для разделения каталогов в пути.

При просмотре папок в MacOS Finder вы увидите текущий путь в виде навигационной цепочки в нижней части окна, например «Macintosh HD> Пользователи> [Имя пользователя]> Документы> Фотографии», если у вас включена функция «Показать панель пути». (Нажмите Option + Command + P или выберите в строке меню «Просмотр»> «Показать панель пути»). В этом случае каждая угловая скобка («>») представляет другой уровень в иерархии папок, похожий на косую черту («/»).

Что такое форматы файлов

Формат файла описывает, как данные хранятся в файле. Различные программы обрабатывают данные по-разному, и для того, чтобы программа могла понимать данные в файле, эти данные должны быть отформатированы определенным образом. Различные форматы файлов и связанные с ними метаданные позволяют операционным системам (и приложениям) различать разные типы файлов.

Форматы файлов часто обозначаются расширениями файлов, которые обычно представляют собой трех- или четырехбуквенные сокращения, расположенные в конце имени файла после точки.

Примеры форматов файлов и их расширений включают «.JPG» для файлов изображений JPEG, «.MP3» для аудиофайлов MP3 или .HTML для файлов веб-страниц HTML. Существуют тысячи различных форматов файлов, и понимание их является сегодня одной из самых больших проблем для компьютеров, особенно когда речь идет о чтении форматов, созданных устаревшим программным обеспечением.

The Verge недавно сообщил, что из-за роста числа операционных систем, которые в основном скрывают файловую систему от пользователей (например, iOS на iPhone), некоторые студенты колледжей испытывают трудности с концепцией хранения или размещения файлов в определенном пути или местоположении. Но теперь вы знаете, что даже если операционная система скрывает от вас концепции пути к файлу или иерархии каталогов, всегда есть способ его узнать.