Файл и файловые системы

Путь является неотъемлемой частью имени файла. Абсолютным (полным) именем файла называется путь от корневой директории, относительным — путь от текущей (рабочей) директории. В одной директории не может быть файлов с одинаковым именем.

Относительное имя файла удобно использовать. Можно поместить нужные какой-то программе или проекту файлы в одну директорию, можно использовать структуру поддиректорий для удобства организации и использования дискового пространства. При переносе всей директории на другой носитель или компьютер, проект останется в рабочем состоянии. Относительные пути, как правило, практически не зависят от операционной системы и конкретного компьютера, если вы работаете внутри какой-то директории. Но надо помнить, что относительное имя файла всегда преобразуется в абсолютное при обращении в нему.

В зависимости от операционной системы и файловой системы именование файла обладает рядом особенностей.

Абсолютное имя может включать в себя ряд параметров:

• протокол или способ доступа (https, ftp, file и др.);
• имя или адрес компьютера, узла сети (wikipedia.org, 192.168.0.1, \\MYCOMPUTER, SYS: и др.);
• устройство хранения, диск (C:, /, SYSLIB и др.);
• путь к директории (/usr/bin, \TEMP, [USR.LIB.SRC] и др.);
• собственно имя файла, которое может содержать его расширение (.txt, .exe, .COM и др.).

В строке адреса мы всегда указываем путь к конкретному файлу, ничего более. В Интернете есть части абсолютного имени, которые подставляются по умолчанию. Если вы введёте в строку адреса браузера сайт example.com, браузер скорее всего сначала автоматически подставит протокол по умолчанию https. Окончание абсолютного имени файла в адресной строке браузера зависит от технологии, которая используется для отображения контента страницы. Если страницу полностью формирует сервер (рендеринг на стороне сервера), то при запросе он может вернуть значение, например, index.html для абсолютного пути. В браузере по умолчанию часто не показывается конечный файл, поэтому вы можете и не увидеть, что это index.html. Если рендеринг происходит на стороне клиента (в браузере), то адрес может быть сформирован динамически и не всегда имеет конечный файл. Это происходит из-за специального API браузера — History API. В этом режиме адресная строка используется для отображения виртуального файла. По сути, запуская такое веб-приложение, вы как будто загружаете файл в оперативную память.

Абсолютное имя файла включает в себя букву логического диска, после которой обязательно идёт двоеточие и обратная косая черта (back slash) :\. Затем через символ \ перечисляются все поддиректории. В конце указывается имя файла. Чтобы указать путь с пробелами необходимо пользоваться кавычками. Например, скопировать файл можно так:

        
          
          copy "c:\directory\my file name" "d:\another directory\my new file name"
          copy "c:\directory\my file name" "d:\another directory\my new file name"

        
        
          
            
            Скопировать
            Скопировано
            Не удалось скопировать
          
        
      

В именах каталогов и файлов в Windows сохраняется регистр строк, используемый в момент их создания. Но, например, при поиске файла или копировании регистр не будет иметь значения, поскольку в файловой системе Windows регистр букв по умолчанию не учитывается. Есть способ обойти это ограничение для некоторых версий Windows.

При проектировании работы веб-приложения необходимо учитывать переносимость — ваше приложение в идеале должно работать на большинстве операционных систем. Формировать имя файла нужно очень осторожно: в некоторых операционных системах используются файловые системы, в которых для имён файлов запрещены некоторые символы. Например, для Windows следующие символы запрещены:

• \ — разделитель подкаталогов;
• / — разделитель ключей командного интерпретатора;
• : — отделяет букву диска или имя альтернативного потока данных;
• * — заменяющий символ (маска «любое количество любых символов»);
• ? — заменяющий символ (маска «один любой символ»);
• " — используется для указания путей, содержащих пробелы;
• < — перенаправление ввода;
• > — перенаправление вывода;
• | — обозначает конвейер;
• + — конкатенация.

В Windows есть ограничение на длину абсолютного имени файла, которая не может больше 260 символов. При этом первые три символа используются для буквы диска и служебного разделителя :\, а последний символ имеет значение <NUL>. Оставшиеся 256 символов используются непосредственно для имени. Начиная с Windows 10, ограничение было снято, но всегда необходимо помнить о пользователях более ранних версий этой операционной системы.

Абсолютное имя файла в Unix-подобных операционных системах всегда начинается со специального символа корневой директории / (slash), после которого перечисляются через этот же символ все поддиректории. Если путь начинается не с косой черты, то путь становится относительным. Однако существуют специальные последовательности символов, которые позволяют использовать относительные пути эффективно. Например, символ . используется для доступа к текущей директории, а .. к директории, которая стоит на уровень выше. Чтобы перейти на два уровня вверх, можно использовать такую последовательность: ../../. Символ ~ в начале относительного имени будет указывать на домашнюю директорию пользователя, которая обычно расположена в директории /home/username. Например, можно по-разному указать путь для домашней директории пользователя с именем username:

        
          
          # Абсолютный путь/home/username# Относительный путь из папки /tmp../home/username# Если вы работаете от имени пользователя username~# Эквивалент~/../../home/username
          # Абсолютный путь
/home/username

# Относительный путь из папки /tmp
../home/username

# Если вы работаете от имени пользователя username
~

# Эквивалент
~/../../home/username

        
        
          
            
            Скопировать
            Скопировано
            Не удалось скопировать
          
        
      

В большинстве Unix-подобных операционных систем, имена файлов и директорий зависят от регистра букв. Например, файлы с именами File1 и file1 — это разные файлы. Если необходимо указать пробел в имени файла или директории, можно использовать кавычки или символ \ перед пробелом. Например, следующие пути эквивалентны:

        
          
          '~/super project/script.sh'"~/super project/script.sh"~/super\ project/script.sh
          '~/super project/script.sh'
"~/super project/script.sh"
~/super\ project/script.sh

        
        
          
            
            Скопировать
            Скопировано
            Не удалось скопировать
          
        
      

В именах файлов UNIX-подобных операционных систем запрещён символ / и символ конца строки \0.

Расширение имени файла часто используется для идентификации формата файла. Это нужно в основном для пользователя и простой фильтрации, сортировки или группировки имён файлов. Например, файл image.png является картинкой, movie.avi — видеофайлом, а файл readme.txt — текстовым документом. И мы можем это узнать, не просматривая атрибуты файла. Сам тип файла при этом задаётся в атрибутах файла, расширение имени файла — это лишь инструмент для быстрого (визуального) определения типа файла. Расширение файла помогает не только нам, но и менеджеру запуска приложений. Он может автоматически определить целевую программу, для которой предназначен тот или иной файл.

Есть и специализированные расширения. Например, файлы с расширениями .com и .exe в Windows являются исполняемыми файлами (программами), .ini — описанием конфигурации приложения, .bat — скриптом для терминала (набором команд, выполняемых последовательно), .dll — является динамической библиотекой и содержит функции, которые могут вызывать программы «на лету». В Unix-подобных системах .sh используется для скриптов в терминале, .conf — для конфигурации приложения, а исполняемые файлы (программы), как правило, не имеют расширения.

Во многих Linux-системах можно встретить каталоги /etc, /home, /usr/bin и прочие. В конце января 2004 года был принят стандарт Filesystem Hierarchy Standard (FHS), согласно которому в корневой директории Linux-системы должны находиться поддиректории со стандартными именами. Более того, тип данных (файлов), которые могут находится в той или иной директории регламентирован. Стандарт определяет следующие директории в корневой директории для следующих задач:

Если в операционной системе файлы размещены по стандарту, это позволяет предсказать поведение операционной системы. Плюсом является то, что при переходе от одной операционной системы на базе Linux к другой пользователю легко ориентироваться в подобной файловой структуре. Для программиста стандартное расположение файлов позволяет организовать автоматическое взаимодействие между разными компонентами системы.

Однако практически ни один из дистрибутивов Linux не следует стандарту полностью. И сам стандарт продолжает развиваться. Разработчики операционных системы из семейства Unix игнорируют данный стандарт в пользу поддержки собственных.