Единицы хранения данных.

Рис. 1.4.1. Типовая структура байта

Вторая тетрада Первая тетрада

 

В некоторых случая один байт разбивается на две равные части, состоящие из четырех битов. Каждая из этих частей называется тетрадой, причем в первую тетраду входят биты 0…3, а во вторую – биты 4…7.

Понятие байта, как группы взаимосвязанных битов появились в месте с первыми образцами электронно-вычислительной техники. Долгое время оно был машинозависимым, т.е. для разных вычислительных машин длинна байта была разная. Только в конце 60 годов понятие байта стало универсальным, восьмиразрядным и следовательно машинонезависимым.

Во многих случаях для представления данных одного байта оказывается недостаточно, поэтому на практике часто используются их группы, состоящие из двух, четырех, восьми и даже десяти байтов. Все эти группы имеют следующие названия:

- два байта (16 битов) – слово

- четыре байта (32 бита) – двойное слово

- восемь байтов (64 бита) – длинное слово

- десять байтов (80 битов) – нет названия.

 

Все рассмотренные варианты представления данных показаны на рис. 1.4.2.

 

Бит		Бит Тетрада Байт     Слово Двойное слово Длинное слово
Бит 3(7)	Бит 2(6)	Бит 1(5)	Бит 0(4)
Бит 7	Бит 6	Бит 5	Бит 4	Бит 3	Бит 2	Бит 1	Бит 0
Байт 1	Байт 0
Байт 3	Байт 2	Байт 1	Байт 0
Байт 7	Байт 6	Байт 5	Байт 4	Байт 3	Байт 2	Байт 1	Байт 0

 

Рисунок 1.4.2. Варианты представления данных.

 

Один байт является не только минимальной единицей представления данных, но также и минимальной единицей измерения данных. Однако существуют и более крупные единицы измерения информации: килобайт (КБ), мегабайт (МБ), гигабайт (ГБ) и терабайт (ТБ), причем:

 

1 КБ = 2¹⁰ байт = 1024 байта

1 МБ = 2²⁰ байт = 1024 КБ

1 ГБ = 2³⁰ байт = 1024 МБ

1 ТБ = 2⁴⁰ байт = 1024 ГБ.

 

 

 

При хранении данных необходимо решать одновременно две проблемы:

- как сохранить данные в наиболее компактном виде;

- как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ.

Для обеспечения доступа необходимо, чтобы данные имели упорядоченную структуру, однако в этом случае образуется «паразитная нагрузка» в виде адресных данных. Без них нельзя обеспечить доступ к нужным элементам данных, входящих в структуру.

Поскольку адресные данные также имеют размер и также подлежат хранению, хранить данные в виде мелких единиц так же, как байты, неудобно. Их неудобно хранить и в более крупных единицах (килобайтах, мегабайтах и т.д.), поскольку неполное заполнение одной единицы хранения приводит к неэффективности хранения.

Исходя из этих соображений, в качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.

Файл – это последовательность произвольного количества байтов, обладающая уникальным собственным именем.

Обычно в одном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае вид данных определяет тип файла. Поскольку в определении файла нет ограничений на его размер, то, следовательно, можно представить себе файл, имеющий 0 байтов (пустой файл), и файл, имеющий любое количество байтов.

В определении файла особое внимание уделяется имени. Оно фактически несет в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией.

Кроме функций связанных с адресацией имя файла может хранить и сведения о типе данных заключенных в нем. Для автоматических средств работы с данными это очень важно, так как по имени файла они могут определять адекватный метод извлечения информации из файла. Имя файла состоит из двух частей: собственного имени и расширения.

Собственное имя файла в операционной системе WINDOOWS может содержать от 1 до 255 символов, расширение (если оно имеется) – от 1 до 3 символов.

Примеры собственных имен файлов.

 

Задача 1.1. Лабор. 1.1.

Задача 1.2. Лабор. 1.2.

 

Расширение, как правило, уточняет происхождение, назначение и принадлежность файла к какой-либо группе. Наиболее распространенными расширениями являются:

- EXE, COM – программные файлы - TXT, DOC – текстовые файлы

- TXT – текстовый файл - DAT – файл данных

- BAT – командный файл - ARJ, ZIP, RAR – архивные файлы

- BAK – страховая копия файла - BMP, JPG, GIF – графические файлы

- OBY – объектный модуль - XLS - табличный файл EXCEL.

Требование уникальности имени файла очевидно – без этого невозможно обеспечить однозначность доступа к данным. В современных компьютерных системах требование уникальности имени обеспечивается автоматически - создать файл с именем, тождественным с уже имеющимся, невозможно.

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором хранятся файлы (например, магнитный диск С). Далее файлы группируются в папки (каталоги). Путь доступа к файлу начинается с имени носителя (диска) и включает все папки (каталоги), через которые он проходит. В качестве разделителя используется символ «\» (обратная косая черта). Например,

 

С\users\informatica\Иванов\задача 1.1.

 

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Отсюда следует, что на одном носителе не может быть двух файлов с одинаковыми полными именами. Например,

 

С\users\informatica\Петров\задача 1.1.

С\users\informatica\Сидоров\задача 1.1.

 

Здесь в обоих случаях собственные имена файлов одинаково (задача 1.1), но полные имена файлов различные.

О том, как на практике реализуются файловые структуры, рассмотрим в дальнейшем, когда познакомимся с понятием файловой системы.