Файловая система — карта хранилища

Содержание и основные понятия

← Вернуться к оглавлению
Alterna · глава 3 · страница 3.2
Файловая система — карта хранилища
Жёсткий диск хранит триллионы байтов. Без карты в этом океане данных не найти и собственного реферата. Эта карта — файловая система. Именно её чаще всего проверяют на экзаменах: пути и маски файлов — это ОГЭ (№ 7, 11, 12), а информационный объём и сетевая адресация — ещё и ЕГЭ (№ 10, 13). Здесь ты отработаешь каждую тему руками.
Ты сохранил фото с моря. Куда оно делось? В какой «ящик» его положила система — и как она найдёт его через год среди миллиона других файлов?
Ответ —
файловая система
: способ, которым ОС именует, хранит и организует данные на носителе. Она превращает «сырой» диск из миллиардов ячеек в понятное дерево папок и файлов.
ФГОС · базовый
ФОП · углублённый
ОГЭ № 7, 11, 12 · ЕГЭ № 10, 13
01
Файлы, папки и дерево каталогов
Основа основ: что такое файл, что такое папка и почему всё хранилище — это перевёрнутое дерево.
ФГОС
ОГЭ № 11
Базовые понятия
Файл
— именованная область данных на носителе (текст, фото, песня, программа). У файла есть
имя
и
расширение
после точки, которое подсказывает тип:
report.docx
,
sea.jpg
,
game.exe
.
Каталог (папка)
— контейнер для файлов и других папок. Папки вкладываются друг в друга и образуют
дерево
: на вершине —
корневой каталог
, а у каждой папки есть
родительская
и, возможно,
дочерние
.
/ (корень)
📁 home
📁 etc
📁 user
📁 docs
📄 sea.jpg
Рис. 1.
Дерево каталогов. Корень вверху, файлы — на «листьях».
⚡ лайфхак для экзамена
В заданиях ОГЭ № 11 нужно «пройти» по дереву от корня к нужному файлу. Рисуй дерево на черновике: так ты не запутаешься, какая папка вложена в какую.
02
Пути: абсолютный и относительный
Путь — это «адрес» файла в дереве. Умение читать пути проверяют почти в каждом варианте.
ФГОС
ОГЭ № 11: путь к файлу
Абсолютный путь
начинается от корня и однозначно указывает на файл из любой точки:
Linux/macOS:
/home/user/docs/report.txt
Windows:
C:\Users\User\report.txt
(разделитель — обратный слэш
\
)
Относительный путь
отсчитывается от
текущей
папки:
docs/report.txt
. Две точки
..
означают «подняться на уровень выше», одна точка
.
— «текущая папка».
частая ловушка
Путь должен идти строго по существующим папкам сверху вниз. Если в задании предложен путь, который «перепрыгивает» уровень или ведёт в несуществующую папку — он
недопустим
. Проверяй каждый шаг по дереву.
🧭
Собери путь к файлу
абсолютный и относительный · задание ОГЭ № 11
интерактив
Слева — дерево папок. Кликай по папкам и файлу, чтобы «пройти» маршрут и собрать путь в строке адреса. Переключай режим — и сравни, как меняется запись.
Текущая папка:
/
Собранный адрес:
кликни по файлу в дереве…
⌨️
Мастер файловой системы
браузерный терминал · дерево обновляется в реальном времени
интерактив
Настоящий мини-терминал. Команды:
pwd
,
ls
,
cd
,
mkdir
,
touch
,
mv
,
rm
,
tree
,
help
,
clear
. Справа дерево перестраивается после каждой команды.
/home/user $
Подсказка:
↑
/
↓
— история команд. Попробуйте:
mkdir photos
→
cd photos
→
touch sea.jpg
→
cd ..
→
tree
.
Дерево каталогов
03
Маски: поиск файлов по шаблону
Маска — это шаблон имени с подстановочными символами. Задание ОГЭ № 12 — целиком про маски.
ФГОС
ОГЭ № 12
Два главных символа
*
(звёздочка) —
любая последовательность
любых символов, в том числе пустая.
?
(вопрос) —
ровно один
любой символ.
Примеры:
*.txt
— все текстовые файлы;
doc?.*
— имя из «doc» + 1 символ, расширение любое;
a*b.dat
— имя начинается на «a», заканчивается на «b».
⚡ как решать ОГЭ № 12
Проверяй каждое имя по маске
по частям
: сначала имя до точки, потом расширение.
*
«съедает» сколько угодно символов,
?
— строго один. Ниже — тренажёр: вводи маску и смотри, какие файлы подсветятся.
🎯
Тренажёр масок
введи шаблон · посчитай совпадения
интерактив
Файлы в каталоге
Маска (шаблон имени):
⚠ ловушка ОГЭ № 12
Символ
?
— это
ровно один
символ, не ноль и не два. Поэтому маске
photo?.jpg
подходит
photo1.jpg
, но
НЕ
подходит
photo.jpg
(нет символа между «photo» и «.jpg») и
НЕ
подходит
photo12.jpg
(два символа).
🧮
Калькулятор объёма по маске
сколько файлов и какого суммарного объёма · ОГЭ № 12
интерактив
В задании ОГЭ № 12 часто просят не только посчитать
количество
файлов по маске, но и их
суммарный объём
в КБ. Введи маску — калькулятор сам отберёт файлы и сложит байты.
Файлы (имя · размер)
Маска:
💡 как переводить
1 КБ = 1024 байта. Чтобы перевести сумму байтов в килобайты, раздели на 1024. Например, 35 840 байт ÷ 1024 =
35 КБ
.
🔍
Поиск в тексте (Ctrl+F)
найди и посчитай вхождения · ЕГЭ № 10
интерактив
Текстовые редакторы умеют искать слово и считать, сколько раз оно встречается, — как в задании ЕГЭ № 10. Введи слово и смотри, как оно подсвечивается.
учитывать регистр
04
Единицы измерения и объём файла
Тема кодирования информации. Формулу объёма файла спрашивают и на ОГЭ, и на ЕГЭ.
ФГОС
ОГЭ № 1 · ЕГЭ
Лестница единиц
Минимальная единица —
бит
(0 или 1). 8 бит = 1
байт
. Дальше каждая ступень больше предыдущей в
1024
(это 2¹⁰) раза:
Единица
Сколько
В байтах
1 байт
8 бит
1
1 КБ
1024 байта
2¹⁰ = 1 024
1 МБ
1024 КБ
2²⁰ = 1 048 576
1 ГБ
1024 МБ
2³⁰ = 1 073 741 824
1 ТБ
1024 ГБ
2⁴⁰
Формула информационного объёма
Если в кодировке на один символ отводится
i
бит, а текст содержит
K
символов, то объём:
V = K × i
бит
💡 ключевая идея
В однобайтовой кодировке (Windows-1251, ASCII)
1 символ = 1 байт = 8 бит
. В Unicode (UTF-16) часто
1 символ = 2 байта = 16 бит
. Всегда сначала переведи всё в одинаковые единицы (обычно в биты или байты), а потом считай.
🤔 проверь себя
Текст из 200 символов в однобайтовой кодировке. Сколько байтов он занимает?
200 × 1 = 200 байт.
А в кодировке по 2 байта?
400 байт.
Избыточность и сжатие: зачем нужны архиваторы
Данные часто содержат
избыточность
— повторяющиеся куски. Архиватор (
WinRAR
,
7-Zip
) находит повторы и записывает их короче, не теряя информацию. Так файл занимает меньше места на диске.
Простейший алгоритм сжатия —
RLE
(Run-Length Encoding, «кодирование длин серий»): подряд идущие одинаковые символы заменяются на пару «количество + символ». Например, строка
AAAAABBB
(8 символов) превращается в
5A3B
(4 символа) — сжатие в 2 раза.
💡 ключевая идея
Сжатие
без потерь
(RLE, ZIP, RAR) полностью восстанавливает исходные данные. Сжатие
с потерями
(JPEG, MP3) выбрасывает часть деталей ради меньшего размера — поэтому для текста и программ его применять нельзя.
🗜️
Архиватор RLE
сожми строку и посчитай выигрыш · ЕГЭ: кодирование
интерактив
Введи строку из букв (попробуй много повторов!) — алгоритм RLE сожмёт её и покажет коэффициент сжатия.
🤔 когда RLE бесполезен?
Если в строке нет повторов (например
ABCDEF
), RLE сделает только хуже:
1A1B1C1D1E1F
— вдвое длиннее! Поэтому реальные архиваторы используют более умные алгоритмы и сжимают, только если это выгодно.
05
Адреса в сети: из чего состоит URL
Файлы живут не только на диске, но и в интернете. Собрать правильный адрес файла из фрагментов — задание ОГЭ № 7.
ФГОС
ОГЭ № 7
Полный адрес файла в сети — это
URL
. Он собирается строго по схеме:
протокол
://
сервер
/
путь
/
файл
Протокол
— правило передачи:
ht