Перейти к основному содержимому

Файловая система

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ
Начальный уровень
Интерактив

Демо ниже — нажимайте кнопки и смотрите, как это устроено. Ничего на компьютере не меняется.

Загрузка интерактивного демо…

Файловая система​

Файловая система — способ организовать данные на диске: именованные файлы лежат в папках (каталогах), папки могут вкладываться друг в друга. ОС по этой структуре сохраняет документы, фото, программы и служебные файлы.

Ниже — что такое файл и папка, зачем у имён бывают суффиксы вроде .txt и .jpg, и чем отличаются распространённые файловые системы.

Что такое файл?​

Файл — это именованная последовательность данных, записанная на устройстве хранения (например, на жёстком диске, SSD или флешке).

Звучит сложно? Давайте переведём:

  • Вы написали стихотворение в "Блокноте" и сохранил его как стих_про_море.txt.
    → Это файл.
  • Вы сфотографировали друга на телефон, перекинул снимок на компьютер и назвал его друг_на_пляже.jpg.
    → Это тоже файл.
  • Вы скачали игру, и в папке появился файл game_setup.exe.
    → Опять файл.

Всё, что можно сохранить, открыть и передать — это файл. Даже если внутри него — всего одна буква. Даже если там миллион строк кода.

Важно понять: файл — это реальная запись на диске. Имя файла (стих_про_море), его содержимое (текст стихотворения) и дополнительные метаданные (когда создан, сколько весит, кто владелец) — всё хранится вместе.

Что такое папка?​

Папка — это контейнер, в который можно складывать файлы и другие папки.

Если файл — это лист бумаги, то папка — это скоросшиватель. Если файл — книга, то папка — стеллаж.

Но! В отличие от бумажных папок, папки в компьютере не имеют физического объёма, не "весат" ничего сами по себе — это лите логическое разделение. Внутри диска нет "отдельных ящиков" для каждой папки. Всё хранится как единый поток байтов, а файловая система просто помнит, какие файлы относятся к какой папке.

Например:

Документы/
├── Школа/
│   ├── Математика/
│   │   ├── задачи_5класс.txt
│   │   └── контрольная_по_дробям.pdf
│   └── Литература/
│       └── сочинение_про_героя.docx
└── Личное/
    ├── фото_отпуска/
    │   └── море_2025.jpg
    └── список_желаний.txt

Здесь Документы, Школа, Математика, Литература, Личное, фото_отпуска — всё это папки. А остальное — файлы.

Кстати:

  • В Windows папки называются папками.
  • В macOS и Linux их чаще называют директориями (от англ. directory), но суть та же.
  • Внутри одной папки не может быть двух файлов с одинаковыми именами — иначе компьютер запутается: "Какой из них открыть?"

Почему у файлов есть "хвостики"? Расширения —.txt, .jpg, .exe и другие​

Посмотрите на имя файла: домашка_по_информатике.docx.
Оно состоит из двух частей:

  1. Имя — домашка_по_информатике
  2. Расширение — .docx

Расширение — это маленькая подсказка для компьютера:

"Эй, система! Этот файл сделан по определённому правилу. Пожалуйста, откройте его соответствующей программой".

Вот несколько примеров:

РасширениеЧто обычно внутриКакая программа открывает
.txtПростой текст, без форматированияБлокнот, Notepad++, VS Code
.docxТекст с форматированием (шрифты, картинки)Microsoft Word, LibreOffice
.jpg, .pngИзображенияПросмотр фотографий, Paint, Photoshop
.mp3, .wavЗвукПроигрыватель, Audacity
.pdfДокумент "как печать" — не редактируется легкоAdobe Reader, браузер
.exeИсполняемая программа — код, который компьютер может запуститьНе открывается — запускается!

Очень важно: расширение определяет, как интерпретировать содержимое файла.

**Пример:
Допустим, Вы переименовали важный_файл.exe в важный_файл.txt.
Вы не превратил программу в текст! Вы просто обманул систему. При открыти в Блокноте Вы увидите бессвязный набор символов — потому что это всё ещё машинный код, просто "притворяющийся" текстом. А если дважды кликнуть — система, видя .txt, не запустит его, и это хорошо: иначе Вы мог бы случайно запустить вредоносную программу.

Как включить отображение расширений в Windows (и зачем это нужно)​

По умолчанию Windows скрывает расширения известных типов файлов. Это сделано "для удобства" — но на деле сильно мешает безопасности и пониманию.

Почему? Потому что зловреды часто маскируются:
фото_кота.jpg.exe → Windows покажет как фото_кота.jpg, но на самом деле это .exe! Вы думаете, открываете картинку — а запускаете вирус.

Чтобы этого избежать, всегда включай отображение расширений.

Как включить (Windows 10 / 11) —​

  1. Откройте Проводник (любую папку).
  2. Вверху нажмите вкладку "Вид" (View).
  3. Справа — кнопка "Параметры" → "Изменить параметры папок и поиска". (Или: вкладка "Вид" → пункт "Показать" → галочка "Расширения имён файлов" — в новых версиях проще.)
  4. В открывшемся окне перейдите на вкладку "Вид".
  5. Сними галочку с пункта:
    "Скрывать расширения для зарегистрированных типов файлов".
  6. Нажмите "Применить", потом "ОК".

Теперь все файлы будут отображаться целиком:
список_дел.txt, план_урока.docx, игра.exe — никакого обмана.

✅ Сделайте это один раз — и забудь. Это как пристегнуть ремень безопасности: не мешает, а спасает.

Осторожнее с .exe — и не только​

Файлы с расширением .exe — это исполняемые программы. Когда Вы дважды кликаете по ним, компьютер не просто читает содержимое — он запускает код, содержащийся внутри.

Это как если бы Вы получили по почте не письмо, а… робота. И как только Вы открыли коробку — робот ожил и начал действовать. Он может:

  • Установить игру (хорошо),
  • Обновить драйверы (хорошо),
  • Но также — украсть пароли, удалить файлы, зашифровать диск (плохо).

Поэтому:

  • Никогда не запускай .exe, полученные из ненадёжных источников (странные сайты, письма от "банка", флешки незнакомцев).
  • Даже если иконка выглядит как документ или картинка — смотрите на расширение, а не на значок!
  • Современные ОС спрашивают разрешения перед запуском — не нажимайте "Да", если не увереныыы.

Кроме .exe, будь внимателен и к другим исполняемым форматам:

  • .bat, .cmd — пакетные файлы (запускают команды),
  • .msi — установочные пакеты Windows,
  • .ps1 — скрипВы PowerShell (мощные, но опасные в чужих руках),
  • .sh — скрипВы в Linux/macOS.

Все они могут выполнять действия от Вашего имени.

Как устроена файловая система? Немного глубже​

Теперь, когда Вы понимаете, что такое файл и папка, зададимся вопросом:
А как компьютер вообще помнит, где что лежит?

У Вас есть книга с оглавлением:

Глава 1 — стр. 5
Глава 2 — стр. 27
Приложение А — стр. 104

Файловая система делает то же самое — только для миллионов файлов.

На диске есть специальная область — таблица размещения файлов (например, FAT32, NTFS в Windows; ext4, APFS в Linux/macOS). В ней записано:

  • Имя файла и папки, в которой он лежит,
  • Где на диске начинаются его данные (физический адрес),
  • Сколько места он занимает,
  • Права доступа (кто может читать/писать),
  • И другие служебные сведения.

Когда Вы дважды кликаете по рассказ.txt, компьютер:

  1. Смотрит в таблицу: где лежит рассказ.txt?
  2. Находит его "кусочки" на диске (файлы часто хранятся фрагментами — это нормально),
  3. Собирает их в правильном порядке,
  4. Передаёт содержимое программе (например, Блокноту).

Всё это происходит за доли секунды.

Как связаны файлы и папки​

Вот как можно представить структуру визуально — с помощью диаграммы:

Обратите внимание:

  • Стрелки идут от папки к содержимому.
  • Файлы — на конце веток.
  • Папки могут содержать и файлы, и другие папки — вложенность может быть сколь угодно глубокой (но на практике редко больше 10–15 уровней).

Подробнее о структуре​

В первой части мы рассмотрели файловую систему как дерево каталогов. Далее — пути, диски и типы файловых систем.

Путь похож на адрес: папки — уровни вложенности, файл — конечный объект. На одном компьютере могут использоваться разные файловые системы (NTFS, ext4, APFS и др.). Ниже — по порядку.

Что такое диск? И почему их может быть несколько​

Когда Вы включаете компьютер, первое, что видите в Проводнике — это буквы: C:, D:, иногда E: или F:. Каждая буква — это логический диск.

Но физически это может быть:

  • Один жёсткий диск (HDD), разделённый на части (C: и D:),
  • Или SSD (C:) + внешняя флешка (E:),
  • Или сетевой диск (например, "Облако" под видом Z:).

Диск — это область хранения, которую операционная система считает отдельной "единицей". У каждого диска есть:

  • Своя корневая папка — самое начало, обозначается просто как C:\ (обрати внимание на обратный слэш — \ — это разделитель в Windows).
  • Своя файловая система (NTFS, FAT32 и др. — об этом чуть позже),
  • Своё пространство: если на C: закончилось место, это не значит, что на D: тоже.

🌍 Аналогия:
Представьте, что у Вас есть три дома:

  • Дом C: — Ваш основной (там живёт операционная система),
  • Дом D: — кладовая (там фильмы и игры),
  • Дом E: — гостевой (временная флешка).
    У каждого — своя дверь (корневая папка), свои комнаВы (папки), но они стоят на одной улице — в одном компьютере.

Что такое "путь"? Абсолютный и относительный​

Чтобы найти файл в большом шкафу, нужно знать имя и где именно он лежит. Для этого существует понятие пути — как адрес.

Абсолютный путь​

Это полный "адрес от начала мира" — от корня диска до файла.

Примеры:

  • C:\Пользователи\Тимур\Документы\сочинение.docx
  • D:\Фильмы\Пираты_Карибского_моря.mp4
  • /home/timur/Pictures/cat.jpg (в Linux/macOS слэш /, а не \, и диски не обозначаются буквами)

В таком пути не может быть неоднозначности: любой, у кого есть доступ к этому диску, найдёт файл по этому адресу.

Интересно: в Windows путь всегда начинается с буквы диска и двоеточия (C:), затем — корневой слэш (\). В Linux и macOS — от корня всей системы (/), потому что там нет "дисков-букв", всё подключается в одно древо.

Относительный путь​

Это путь относительно текущего места.

Допустим, Вы находитеся в папке:
C:\Пользователи\Тимур\Документы\

И Вам нужно открыть файл сочинение.docx, который лежит рядом — в той же папке. Тогда достаточно просто написать:
→ сочинение.docx

А если Вы хотите перейти в папку Школа, которая лежит внутри текущей, путь будет:
→ Школа\задачи.txt

А если нужно выйти на уровень выше (например, из Документы в Тимур), используется обозначение .. (две точки):
→ ..\Изображения\кот.jpg

**. (одна точка) = "здесь", текущая папка.
.. = "туда, откуда я пришли", родительская папка.

Это как давать указания в городе:

  • Абсолютный путь: "ул. Ленина, д. 15, кв. 42" — понятно всем.
  • Относительный путь: "выйди из подъезда, поверни направо, третий дом" — понятно только тому, кто стоит уже у этого подъезда.

Файловые системы​

Файловая система — это набор правил, по которым шкаф устроен:

  • Как хранить имена файлов?
  • Как отмечать, какие участки диска заняты, а какие свободны?
  • Можно ли ставить пароли на файлы?
  • Поддерживаются ли файлы больше 4 ГБ?

Разные операционные системы используют разные правила. Вот основные:

СистемаГде встречаетсяПлюсыМинусыДля чего подходит
FAT32Старые флешки, SD-карты, игровые приставкиПростая, поддерживается вездеМакс. размер файла — 4 ГБ, нет прав доступа, легко повреждаетсяПеренос файлов <4 ГБ между Windows / Mac / TV / автомагнитолой
exFATСовременные флешки, камерыПоддержка файлов >4 ГБ, совместимость почти как у FAT32Нет журналирования (при отключении питания — риск потери данных)Видео 4K с дронов, большие архивы на флешках
NTFSОсновной диск Windows (обычно C:)Поддержка огромных файлов, права доступа, "тени" (точки восстановления), шифрованиеПочти не читается на старых устройствах (автомагнитолы, фотоаппараты)Системный диск, рабочие проекты, базы данных
ext4Linux (Ubuntu, Fedora и др.)Очень надёжная, быстрая, поддержка меток времени с наносекундамиWindows не читает без дополнительных программСерверы, разработка, личные ПК под Linux
APFSmacOS (начиная с High Sierra)Оптимизирована под SSD, мгновенные снимки, шифрование "из коробки"Совместимость только с новыми MacMacBook, iMac

🔍 Журналирование — это как "чёрный ящик" самолёта. Перед тем как записать файл, система сначала записывает в журнал: "Сейчас я сделаю Х". Если вдруг отключится свет — при следующем включении компьютер прочтёт журнал и завершит операцию или откатит её. NTFS, ext4, APFS — журналируемые. FAT32/exFAT — нет.

Практический пример —​

Вы снимаете видео на зеркальную камеру. Файл весит 8 ГБ.

  • Если карта памяти отформатирована в FAT32 — камера не сможет сохранить видео (ошибка: "Файл слишком велик").
  • Если в exFAT — всё сохраняется, и Вы сможете скопировать его на Windows, Mac и даже на телевизор 2022+ года.

👉 Поэтому:

  • Для флешек, которыми пользуетесь везде — форматируй в exFAT.
  • Для системного диска — NTFS (Windows) или APFS/ext4 (Mac/Linux).
  • FAT32 — только если у Вас очень старое устройство, которое exFAT не понимает.

Что такое "фрагментация"? Почему файлы не всегда лежат подряд​

У Вас есть книга в 100 страниц. Вы хотите вставить её в шкаф, но на полке есть три свободных участка: 40 страниц, потом занято, потом 30, потом 20.

Куда положить книгу?
Правильно — разбить её: первые 40 страниц — в первый участок, следующие 30 — во второй, последние 20 — в третий. Главное — запомнить порядок.

То же происходит с файлами на диске. Особенно — на старых жёстких дисках (HDD), где есть вращающийся диск и "головка", которая физически перемещается, чтобы прочитать данные.

Если файл фрагментирован — его части лежат в разных местах диска. Компьютеру приходится "прыгать" между участками, и чтение замедляется.

На SSD-дисках фрагментация почти не влияет на скорость — потому что там нет движущихся частей. Но файловая система всё равно старается хранить файлы цельно — ради порядка и долговечности.

Windows умеет дефрагментировать диск — то есть собирать разбросанные куски файлов вместе. Но на SSD эту операцию делать не нужно (и даже вредно), потому что SSD изнашивается при перезаписи. Вместо дефрагментации для SSD используется оптимизация — отправка команды TRIM, чтобы диск знал, какие блоки больше не используются.

Права доступа​

Не все файлы доступны всем. У каждого файла есть "права" — как замки на дверях.

В Windows и Linux они устроены по-разному, но идея одна:

"Кто и что может делать: читать, редактировать, запускать, удалять?"

В Windows —​

  • Чтение (Read) — можно открыть и посмотреть.
  • Запись (Write) — можно изменить или удалить.
  • Выполнение (Execute) — можно запустить (актуально для .exe, .bat и т.д.).

Каждый файл "помнит", какие права есть у:

  • Владельца (обычно — Вас),
  • Группы (например, "Администраторы"),
  • Остальных пользователей (если компьютер общий).

🛡️ Например:
Файл пароли.txt может быть доступен только Вам — и Windows не даст другому пользователю его открыть, даже если тот зайдёт в Вашу папку.

В Linux/macOS — чуть строже —​

Права задаются тремя тройками символов, например:
-rw-r--r--

Расшифровка:

  • Первый символ: - = обычный файл, d = папка, l = ссылка.
  • Далее:
    rw- — владелец: чтение + запись, запуск запрещён,
    r-- — группа: только чтение,
    r-- — все остальные: только чтение.

Команда chmod 755 файл.sh — это как выдать "ключ":

  • 7 = 4 (чтение) + 2 (запись) + 1 (запуск) = всё владельцу,
  • 5 = 4 + 0 + 1 = чтение + запуск группе,
  • 5 = то же — остальным.

🧠 Зачем это знать ребёнку?
Потому что если Вы поставите права 777 (все могут всё) на важный файл — любой вредоносный скрипт сможет его изменить. Безопасность начинается с понимания, кто и что может.

Ярлыки и символические ссылки​

Часто Вы видите файл с иконкой, похожей на документ, но при клике открывается программа. Или папка, которая "ведёт" в другое место. Это — ярлыки (Windows) или ссылки (Linux/macOS).

Ярлык (.lnk в Windows)​

  • Это "закладка" — небольшой служебный файл, который говорит:
    "Когда на меня кликнут — откройте вот этот настоящий файл по такому-то пути".
  • Имеет стрелочку внизу иконки.
  • Можно удалить ярлык — оригинал останется нетронутым.
  • Как "дверь в другую комнату": с точки зрения системы — это такой же путь, как и настоящий.
  • Используется в Linux/macOS и в современном Windows (через команду mklink).
  • Пример:
    /home/timur/work → ссылается на /mnt/projects/current
    Вы заходите в work — а реально работаете в current.

❗ Важно: если удалить цель ссылки (оригинал), ссылка станет "битой" — как указатель на снесённый дом.

Что делать, если файл "исчез"?​

Иногда кажется, что файл пропал. Но на самом деле:

  1. Он мог быть перемещён (проверьте Корзину!),
  2. Он может быть скрытым — Windows позволяет помечать файлы как "невидимые" (например, системные файлы),
  3. Или — переименован с неочевидным расширением.

Как найти скрытые файлы (Windows) —​

  1. Откройте Проводник → вкладка "Вид".
  2. Поставьте галочку "Скрытые элементы".
  3. Теперь Вы увидите файлы и папки, помеченные как скрытые — они будут чуть бледнее.

⚠️ Не удаляй системные скрытые файлы (например, pagefile.sys, hiberfil.sys) — без них Windows может не загрузиться.

Итоговая сводка​

ПонятиеЧто этоГлавное, что нужно помнить
ФайлИменованные данные на дискеИмя + расширение = подсказка системе
ПапкаКонтейнер для файлов и других папокНе занимает место сама по себе
РасширениеЧасть имени после точкиОпределяет, как обрабатывать файл — смотрите всегда!
ПутьАдрес файлаАбсолютный (от корня) vs относительный (от текущего места)
Файловая системаПравила храненияNTFS — для Windows, exFAT — для флешек, ext4 — для Linux
ФрагментацияРазброс частей файлаВажна на HDD, не критична на SSD
Права доступаКто что можетЗащищают Ваши данные от других (и от ошибок)
Ярлык / ссылкаУказатель на файлУдаление ярлыка ≠ удаление файла

См. также

Другие статьи этого же раздела в боковом меню (как на странице "О разделе").

Последнее обновление
Освоение главы0%