Понятие файловой системы и её роль в задании
Файловая система управляет именами, местом и доступом к данным. Она связывает логические файлы с реальными блоками носителя. Без неё данные были бы хаосом байтов. На экзамене встречаются вопросы о функциях этой подсистемы. Зная основу, ученик быстрее распознаёт правильный ответ. Проверяется терминология: кластер, корневой каталог, метаданные. Часто требуют вычислить объём, занятый файлом, или число доступных записей. Для надёжного решения важно понимать принцип работы любого современного носителя.
Структура каталогов: путь к файлу
Иерархия напоминает перевёрнутую древесную схему. Верхний уровень называется корнем. От него расходятся папки. Внутри находятся новые папки и файлы. Путь к объекту показывает все узлы, разделённые символом «» в Windows или «/» в Unix. Пример: C:UsersИванДокументыконтроль.txt. Слева направо идут уровни, справа — имя файла. В Linux аналогичен путь /home/ivan/docs/report.pdf. Задание может потребовать вычислить длину такого пути. Для ответа нужно учесть все символы, включая разделители и точку расширения.
Расширения и типы файлов
После точки стоит расширение. Оно подсказывает программе, как работать с данными. .txt значит текст без форматирования. .jpg — растровое изображение. .exe — исполняемый модуль для Windows. В ЕГЭ бывают таблицы с неизвестными расширениями. Нужно определить подходящее приложение или группу. Полезно помнить популярные пары:
- .doc и .docx — документы Word
- .xlsx — таблицы Excel
- .mp3 — сжатый звук
- .png — графика без потери качества
- .pdf — универсальный формат печати
Сама файловая система не зависит от содержимого файла. Она лишь хранит набор байтов. Но расширение помогает оболочке вызывать нужную программу. В вопросах на соответствие именно это и проверяют.
Атрибуты и права доступа
Каждый объект хранит метаданные. В Windows это атрибуты «только чтение», «скрытый», «системный», «архивный». В Unix — права чтения, записи, выполнения для трёх групп: владелец, группа, остальные. Представление идёт в восьмеричном виде. Число 755 означает: владелец может всё, остальные читают и выполняют. На ОГЭ встречается вопрос о преобразовании rwxr-xr-x в число. Нужно сложить биты: r = 4, w = 2, x = 1. Итог: 7 5 5. Файловая система хранит эти биты рядом с именем и временем изменения. Они говорят системе, кому разрешено менять содержимое.
Физическая организация данных на носителе
Диск разделён на сектора. Группа секторов образует кластер. Файловая система видит кластеры как минимальные единицы. Даже байт займёт целый кластер. Из-за этого возникает внутренняя фрагментация. Размер кластера зависит от объёма раздела и типа системы. Для FAT32 до 8 ГБ можно выбрать 4 КБ. Но на 500 ГБ кластер возрастает до 16 КБ. В ЕГЭ часто задают задачу: найти реальный объём, занятый файлом. Алгоритм прост. Делим длину файла на размер кластера и округляем вверх. Потом умножаем на размер кластера. Если файл 14 100 байт, кластер 4 096 байт, получится четыре кластера — 16 384 байта. Так оценивают потери места.
Сравнение FAT32, NTFS и ext4
FAT32 считается старой системой. Её плюс — поддержка многими устройствами. Но она ограничивает размер файла 4 ГБ. Также нет встроённого шифрования. NTFS создана Microsoft. Ограничение по размеру файла примерно 16 ТБ при текущих настройках. Поддерживает журналирование, шифрование и квоты. ext4 — стандарт для Linux. Она тоже журналирует, имеет гибкое распределение inodes. Поддерживает объёмы до 1 ЭБ. Таблица ниже подытоживает важное:
- FAT32: совместимость, но нет безопасности;
- NTFS: защита, большие файлы, но проприетарна;
- ext4: свободна, устойчива, но Windows читает её только через драйверы.
Вопросы ЕГЭ касаются нюансов. Часто спрашивают, какую систему выбрать для флешки между разными ОС. Ответ: FAT32 или exFAT для небольших файлов. Для большого архива лучше exFAT или NTFS.
Типовые задания, расчёты и ловушки
Разберём популярные форматы вопросов.
- Расчёт занятого места. Требуется учесть количество кластеров.
- Определение длины пути. Грамотно считаем все символы.
- Сопоставление расширений и программ. Запоминаем базовый набор.
- Перевод прав доступа из символов в числа и обратно.
- Выбор оптимальной системы для конкретного устройства.
Типичная ловушка — забыть округление вверх. Ещё одна — не учесть точку и букву диска в пути. Будьте внимательны к условию. Часто дают несколько файлов разных размеров. Сначала считают для каждого, затем суммируют. Помните: если два файла делят один кластер, такое возможно только у редких систем с компрессией. В обычном FAT этого нет.
Полезные ресурсы и стратегия подготовки
Лучше решать задачи руками. Возьмите флешку, создайте пару файлов разного размера. Откройте свойства и сравните размер и размер на диске. Вы увидите потерянные байты. Запишите наблюдение. Потом прочитайте мануал к своей ОС о правах доступа. Потренируйтесь менять их через командную строку. Такие опыты дают крепкое понимание.
Не забывайте о тестах прошлых лет. Они доступны в открытом банке ФИПИ. Решайте минимум один вариант в неделю. Анализируйте ошибки и записывайте правила. Попробуйте таймер, чтобы привыкнуть к ограничению времени.
Если нужна поддержка, поможет онлайн школа, где каждую деталь объясняют с нуля. Например, наш авторский курс подготовки к ЕГЭ охватывает все темы, включая файловые системы.
Наконец, держите мозг свежим. Делайте перерывы, чередуйте чтение и практику. Тогда даже сложные вычисления пройдут легко и без стресса.