Основные понятия.
В трактовке стандарта POSIX понятие файла охватывает все, что может содержать, потреблять и/или поставлять информацию. В объектно-ориентированной терминологии файл должен предоставлять методы для чтения и/или записи и иметь такие атрибуты, как тип, имя и режим.
В стандарте зафиксированы следующие типы файлов:
-
обычный файл;
-
каталог;
-
канал;
-
символьный специальный файл;
-
блочный специальный файл;
-
символьная ссылка;
-
сокет.
Обычный файл представляет собой последовательность байт с возможностью случайного доступа и без какой-либо дополнительной структуры, наложенной операционной системой.
Каталог состоит из элементов (ссылок), ассоциирующих имена с файлами. Одинаковые имена не могут фигурировать в разных элементах одного каталога, но разные элементы могут ссылаться на один и тот же файл.
Канал можно представлять себе в виде транспортера, с одной стороны которого находится поставщик (процесс, пишущий в канал), а с другой - потребитель (процесс, читающий из канала). Данные читаются в том же порядке, в каком производилась запись, т. е. с точки зрения структур данных канал - это очередь.
Специальные файлы соответствуют аппаратным компонентам компьютера. Обычно при использовании символьных специальных файлов остаются видимыми аппаратные характеристики соответствующих устройств, а при доступе к устройствам посредством блочных специальных файлов аппаратные характеристики, как правило, остаются скрытыми. Типичный пример устройства, которому соответствует символьный специальный файл, - терминал.
Символьная ссылка - это файл, хранящий цепочку символов. Когда подобный файл является компонентом маршрутного имени (см. далее), хранимая цепочка символов влияет на результирующий маршрут. Обычно ссылка раскрывается (прозрачным для приложений образом), т. е. вместо ее имени подставляется содержимое (цепочка символов).
Сокет - это оконечная точка межпроцессных коммуникаций.
Файлы вместе со служебной информацией, хранящейся в объектах, которые называются описателями файлов, объединяются в иерархическую структуру (направленный граф), именуемую файловой системой.
Все неконцевые вершины графа (т. е. вершины, откуда выходит хотя бы одна дуга) являются каталогами; все концевые имеют другие типы.
Согласно стандарту POSIX-2001, для каждого процесса определен корневой каталог с именем / - вершина графа, из которой осуществляется доступ к прочим файлам данной файловой системы. "Абсолютного", единого для всех корня может и не существовать.
В пределах файловой системы каждый файл имеет уникальный идентификатор (порядковый номер - он же номер описателя файла).
Имена, ассоциируемые с файлами (точнее, с их порядковыми номерами) посредством каталогов, называются простыми. С формальной точки зрения они могут включать любые символы, кроме слэша (/), однако для повышения мобильности приложений стандарт рекомендует ограничиться латинскими буквами, цифрами, а также символами ., _, - (точка, подчеркивание, минус), причем минус не должен быть первым символом. В соответствующей стандарту операционной системе сохраняется различие между большими и малыми буквами.
(При использовании в именах файловнекоторых других символов довольно часто возникают проблемы. Укажем лишь на часть из них.
Символы национальных алфавитов создают трудности с отображением имен. Символы, имеющие специальный смысл для командного интерпретатора, могут вызвать неожиданные и нежелательные модификации имен. Символ : (двоеточие) в имени каталога способен нарушить нормальную интерпретацию значения переменной окружения PATH. Минус в качестве первого символа придает имени файла вид комбинации опций, нарушая процесс разбора аргументов утилит. И т.д, и т.п.)
В каждом каталоге должны присутствовать имена . (точка) и .. (по стандарту читается как точка-точка), которые трактуются как ссылки на текущий и вышележащий каталоги. Для корневого каталога имя .. может также ссылаться на корень.
Под маршрутным именем понимается цепочка символов, идентифицирующая файл и состоящая из нескольких (в том числе из нуля) простых имен файлов, разделенных символами / и называемых компонентами маршрута.
