Организация файловой системы ОС Linux

Цель работы – практическое знакомство с организацией данных основной файловой системы ОС Linux и используемыми утилитами.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Файл

Данные, хранящиеся на любом носителе, образуют файл Linux. Более того, многие устройства, подключенные к компьютеру (начиная с клавиатуры и заканчивая любыми внешними устройствами), Linux представляет как файлы (так называемые специальные файлы). В Linux определено несколько различных типов файлов. В основном пользователь имеет дело с файлами трех типов: обычными файлами, предназначенными для хранения данных, каталогами и файлами-ссылками.

Система файлов: каталоги

Файловая система имеет иерархическую структуру. Linux может работать с различными типами файловых систем. В этой работе будут описаны возможности файловых систем Ext2/Ext3. В файловой системeExt2 каждый каталог - это отдельный файл особого типа ("d", от англ. "directory"), отличающийся от обычного файлас данными: в нем могут содержаться только ссылки на другие файлыикаталоги.

Допустимые имена файлов и каталогов

Linux всегда различает заглавные и строчные буквы в именах файлов и каталогов, поэтому "student", "Student" и "STUDENT" будут тремя разными именами.

Есть несколько символов, допустимых в именах файлов и каталогов, которые нужно использовать с осторожностью. Это спецсимволы "*", "\", "&", "<", ">", ";", "(", ")", "|", а также символы пробела и табуляции.

 

Кодировки и раcширения

В Linux в именах файлов и каталогов допустимо использовать не только символы латинского алфавита, но и любые символы любого языка.

В файловой системеLinux нет никаких предписаний по поводу расширения: в имени файла может быть любое количество точек (в том числе ни одной), а после последней точки может стоять любое количество символов. Хотя расширения не обязательны, они широко используются: расширение позволяет программе, не открывая файл, только по его имени определить, какого типа данные в нем содержатся. Определить тип содержимого файла можно и на основании самих данных (сигнатур). Многие форматы предусматривают указание в начале файла, как следует интерпретировать дальнейшую информацию.

В Linux есть утилита file, которая предназначена для определения типа содержащихся в файле данных. Эта утилита никогда не доверяет расширению файла (если оно присутствует), а анализирует сами данные. file различает не только разные данные, но и разные типы файлов.

Дерево каталогов

В большинстве современных файловых систем используется иерархическая модель организации данных: существует один каталог, объединяющий все данные в файловой системе - это "корень" всей файловой системы, корневой каталог. Корневой каталог может содержать любые объекты файловой системы, и в частности, подкаталоги. Подкаталоги также могут содержать любые объекты файловой системы и подкаталоги и т. д. Таким образом, все, что записано на диске - файлы, каталоги и специальные файлы - обязательно "принадлежит" корневому каталогу: либо непосредственно (содержится в нем), либо на некотором уровне вложенности.

Структуру файловой системы можно представить наглядно в виде дерева, "корнем" которого является корневой каталог, а в вершинах расположены все остальные каталоги. На рис. 1 изображено дерево каталогов, курсивом обозначены имена файлов, прямым начертанием - имена каталогов.

Рис. 1. Дерево каталогов в Linux

В любой файловой системе Linux всегда есть только один корневой каталог, который называется "/". Пользователь Linux всегда работает с единым деревом каталогов, даже если разные данные расположены на разных носителях: жестких или сетевых дисках, съемных дисках, CD-ROM и т. п. Такое представление отличается от технологии, применяемой в Windows, где для каждого устройства, на котором есть файловая система, используется свой корневой каталог, обозначенный литерой, например "a", "c", "d" и т. д. Для того чтобы отключать и подключать файловые системы на разных устройствах в состав одного общего дерева, используются процедуры монтирования и размонтирования. После того, как файловые системы на разных носителях подключены к общему дереву, содержащиеся на них данные доступны так, как если бы все они составляли единую файловую систему: пользователь может даже не знать, на каком устройстве какие файлы хранятся.

Положение любого каталога в дереве каталогов описывается при помощи полного пути. Полный путь всегда начинается от корневого каталога и состоит из перечисления всех вершин, встретившихся при движении по ветвям дерева до искомого каталога включительно. Названия соседних вершин разделяются символом "/" ("слэш"). В Linux полный путь, например, до каталога "methody" в файловой системе, приведенной на рис. 1, записывается следующим образом /home/methody.