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认识文件
狭义上的文件
硬盘上保存的数据,都是“文件”来组织的,本质上都是二进制或是字符组织的数组,被打包成一个文件存在磁盘上。
常见的文件有图片(png)、文本(txt)、可执行文件(exe)、音频(mp3)、视频(mp4)......
文件除了有数据内容之外,还有一部分信息,例如文件名、文件类型、文件大小等并不作为文件的数据而存在,我们把这部分信息可以视为文件的元信息。
文件夹也是一种特殊的文件,也叫目录。
通常所说的文件都是存储在硬盘上面的,硬盘的特点:
- 硬盘容量大,内存容量小;
- 硬盘读写速度慢,内存读写速度快;
- 硬盘造价低,内存成本比较高;
- 硬盘上的数据断电不丢失,内存中的数据断电丢失。
广义上的文件
操作系统的主要功能就是对计算机资源进行统一管理与分配。
对于Linux来讲,所有的计算机设备都会被描述(抽象)成文件。
当一个进程启动后去申请计算机资源时,系统会把他所有用到的资源以文件的形式分配给进程,并加入到对应的文件描述符表中。
树形结构组织和目录
同时,随着文件越来越多,对文件的系统管理也被提上了日程,如何进行文件的组织呢,一种合乎自然的想法出现了,就是按照层级结构进行组织 —— 也就是我们数据结构中学习过的树形结构。这样,一种专门用来存放管理信息的特殊文件诞生了,也就是我们平时所谓文件夹(folder)或者目录(directory)的概念。
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文件夹中保存的其实就是我们之前提到的关于文件的元信息。
通过一个个的文件夹,我们可以将文件组织起来,更方便用户使用。
文件路径(Path)
如何在文件系统中如何定位我们的一个唯一的文件就成为当前要解决的问题,但这难不倒计算机科学家,因为从树型结构的角度来看,树中的每个结点都可以被一条从根开始,一直到达的结点的路径所描述,而这种描述方式就被称为文件的绝对路径(absolute path)。
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除了可以从根开始进行路径的描述,我们可以从任意结点出发,进行路径的描述,而这种描述方式就被称为相对路径(relative path),相对于当前所在结点的一条路径。
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.表示当前目录;
..表示上一层目录。
其他知识
即使是普通文件,根据其保存数据的不同,也经常被分为不同的类型,我们一般简单的划分为文本文件和二进制文件,分别指代保存被字符集编码的文本和按照标准格式保存的非被字符集编码过的文件。
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Windows 操作系统上,会按照文件名中的后缀来确定文件类型以及该类型文件的默认打开程序。但这个习俗并不是通用的,在 OSX、Unix、Linux 等操作系统上,就没有这样的习惯,一般不对文件类型做如此精确地分类。
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文件由于被操作系统进行了管理,所以根据不同的用户,会赋予用户不同的对待该文件的权限,一般地可以认为有可读、可写、可执行权限。
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Windows 操作系统上,还有一类文件比较特殊,就是平时我们看到的快捷方式(shortcut),这种文件只是对真实文件的一种引用而已。其他操作系统上也有类似的概念,例如,软链接(soft link)等。
最后,很多操作系统为了实现接口的统一性,将所有的 I/O 设备都抽象成了文件的概念,使用这一理念最为知名的就是 Unix、Linux 操作系统 —— 万物皆文件。