Інформатика - це комплексна, технічна наука, що систематизує прийоми створення, збереження, відтворення, обробки та передачі даних засобами обчислювальної техніки, а також принципи функціонування цих засобів та методи керування ними. 
Термін "інформатика" походить від французького слова Informatique і утворене з двох слів: інформація та автоматика. Запроваджено цей термін у Франції в середині 60-х років XX ст., коли розпочалося широке використання обчислювальної техніки. Тоді в англомовних країнах увійшов до вжитку термін "Computer Science" для позначення науки про перетворення інформації, що грунтується на використанні обчислювальної техніки. Тепер ці терміни є синонімами.
Поява інформатики зумовлена виникненням і поширенням нової технології збирання, оброблення і передачі інформації, пов'язаної з фіксацією даних на машинних носіях.
Виталий Леонтьев Windows XP
Предисловие
Вот уже которое столетие ученые ломают копья и головы над простым и мудрым вопросом: что было раньше? Дух или плоть, идея или материя? Курица или яйцо, наконец? В очередной раз склоняем голову перед престарелым мсье по имени Вечный Вопрос Философии – и тут, на страницах этой книги, без него не обошлось…
А собственно, к чему это лирическое отступление?
«Железо» – «плоть»компьютера. Программное обеспечение – его «дух», душа. То, без чего любая, даже самая «навороченная»персоналка превращается всего лишь в сочетание железа и пластика. Так кто же из них главнее? Кто – яйцо, а кто – курица?
Впрочем, применительно к компьютерам ответить на этот вопрос достаточно просто. Ибо сама идея программирования, то есть составления некоего алгоритма действий, которые следует выполнить для достижения некоего результата, родилась на свет задолго до того, как появились машины, способные эти самые программы выполнять. Чарльз Бэббидж, Ада Лавлейс, многочисленные философы-логисты – разве могли они мечтать о тех компьютерах, которые сегодня стоят у нас дома?
Именно программы сегодня буквально тащат за собой «железную» компьютерную индустрию. С каждым годом они становятся объемнее, требовательнее к аппаратной части компьютера. Сравните хотя бы текстовый редактор начала 80-х годов, умещающийся на одной дискете, с Microsoft Word.
И так без конца… Одно слово – прогресс! Хотя, с другой стороны, иначе как регрессом это и не назовешь. Ведь чем компактнее, проще программа – тем лучше. Но сегодняшние программисты не особо-то стараются оптимизировать собственные творения – мол, мощности современных компьютеров хватит, чтобы сгладить все их недостатки. Вот и вынуждены мы держать в компьютере программу для обработки текстов объемом в добрую сотню мегабайт, по скорости работы сравнимую с сонной черепахой…
СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Человек, как известно, может распознавать тысячи (если не миллионы) видов всевозможных сигналов. Когда мы читаем книгу, минимальным информационным элементом для нас становится буква, цифра или знак препинания. Итого – несколько десятков различных символов! При разговоре же мы должны распознавать уже сотни (если не тысячи) минимальных сигналов – звуки, элементы интонации, мимические и жестовые сигналы.
Нам, людям, это трудным не кажется. Но наш мозг учится искусству понимания этих сигналов долгие годы, методом проб и ошибок переводя внешние сигналы в понятные ему нервные импульсы, несущиеся по нейронным сетям. Эти импульсы и есть основной, изначальный язык мозга.
А как обстоит дело в компьютере? Точно так же – вся поступающая извне информация переводится на самый простой для компьютера язык, язык машинных кодов в двоичной системе.
Числа являются основой не только математики, но и информатики. Невозможно представить работу за компьютером без знания чисел. Кроме того, явно или неявно числа пронизывают всю цивилизацию.
Прежде чем приступать к рассказу о компьютерных числах, вспомним, чем отличается число от цифры. Часто по радио или телевизору можно услышать, что ведущая просит гостя программы – обычно ученого – назвать цифру. Или, наоборот, сам гость начинает приводить цифры. Все при этом понимают, что эта вольность русского языка, и требуется назвать не цифру от О до 9, а какое-то число.
При написании и чтении компьютерных книг до такой степени, конечно, расслабляться нельзя. Здесь всегда число – это измеритель некоторого количества, иногда – порядковый номер. А цифры – это всегда значки, которыми записываются числа или с помощью которых произносятся.
Десятичная система
Обычных «школьных» цифр всего десять: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. С их помощью можно записать любые числа (количества), но для этого нужно использовать определенные правила, которые всем известны со школы. Так вот, цифры вместе с правилами записи чисел и называются системой счисления.
Вспомним, как записываются эти числа. При записи числа каждая цифра, которая входит в его запись, означает определенное количество. Какое? Давайте посмотрим пример. Возьмем число 4891. Как оно получается из своих цифр? А вот как:
4891 = 4x1000 + 8x100 + 9x10 + 1x1.
Мы видим, что количество, которое несет в себе каждая цифра, зависит от положения, позиции цифры в записи числа. Если цифра стоит на первом месте справа, то ее следует домножить на 1, если на втором месте справа – то на 10, на третьем – на 100 и так далее, пока число не кончится. По этой причине такая система счисления называется позиционной. Вспоминая, что количество цифр «школьной» системы равно десяти, получаем ее полное название – позиционная десятичная система счисления.Количество цифр позиционной системы счисления называется ее основанием. То есть «школьная» система счисления имеет своим основанием десять.
Сделаем еще одно существенное замечание: наш русский язык представляет собой десятичный язык. Все числа, которые мы произносим, составлены по правилам десятичной системы счисления. (Поскольку все системы счисления, с которыми мы будем знакомиться, суть позиционные, слово «позиционная» будем опускать.) С одной стороны, это удобно и привычно, мы даже этого не замечаем. Но, с другой стороны, у нас будут возникать трудности при именовании чисел, записанных в других, недесятичных системах, – просто не будет слов.
Очень важно и то, что цифры умножаются только на степени числа 10. Поэтому наше число можно записать еще и так:
4891 = 4х10^3 + 8х10^2 + 9x10^1 + 1x10^°.
Следует также заметить, что приписывание любой цифры справа от числа меняет число. Например, числа 4, 48, 489, 4891, 48910 – все разные. Приписывание цифры слева также меняет число, но только в случае, если эта цифра – не нуль. Так, числа 0, 10, 910, 8910, 48910 – также все разные. А вот числа 48, 048, 0048, 00048 являются одним и тем же числом – 48. Таким образом, приписывание слева нуля не меняет числа – не меняет количества, которое обозначает число.
Наконец, при знакомстве с другими системами – нам пригодится такое понятие, как количество цифр в числе. Количество цифр в числе – это количество цифр в числе. Однако дело здесь не так просто, как может показаться на первый взгляд. Для начала перечислим все однозначные десятичные числа:
О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Да, это просто цифры. Но это не означает, что цифра и однозначное число – одно и то же. Цифра – это цифра, то есть знак. А число, пусть даже и однозначное – это количество. Итак, однозначных чисел ровно десять.
Перейдем к двузначным. Какое самое большое двузначное число? Правильно, 99. А самое маленькое? 10? Вот и не угадали. 01? Снова не угадали. На компьютере самое маленькое двузначное число – это 00. И только следом по порядку идет двузначное число 01. Потом – 02 и так далее. Список всех двузначных чисел выглядит так:
00, 01, 02, 03, …, 97, 98, 99.
Сколько всего? Правильно, ровно сто. Теперь легко можно догадаться, сколько всего существует трехзначных, четырехзначных и так далее десятичных чисел. Сведем наши знания в следующую таблицу.
Что означает эта таблица? А означает она то, что однозначными числами можно закодировать 10 объектов, двузначными – 100 объектов и так далее. Например, количество автомобильных номеров с одинаковыми буквами и разными цифрами ровно 1000 – ведь автомобильный номер содержит три цифры. Разных телефонных номеров в Москве может быть ровно десять миллионов: каждый телефонный номер состоит из семи цифр (без учета цифр кода города).
Двоичная система
Вернемся к «азбуке» информационной науки. Впрочем, азбука ли это? Ведь букв-то как раз здесь и нет, одни цифры – не зря же компьютерные технологии называют еще и «цифровыми». Да и цифр немного – всего две:
■ 0 – отсутствие сигнала;
■ 1 – его наличие.
Хорошая азбука, что и говорить! Такую даже первоклассник выучит за секунду. Да только мала – много ли слов составишь из ее «букв»? Немного. Но для компьютера – вполне достаточно. И как же по научному называется такая система счисления из двух цифр? Нетрудно догадаться, что двоичной.
Двоичная система счисления действительно очень простая, даже самая простая. Для подтверждения этой мысли представим таблицы умножения и сложения двоичной системы.
Сначала – таблица умножения.Если вспоминается таблица умножения десятичной системы, забудьте как страшный сон. Мало есть вещей, более простых, чем таблица умножения двоичной системы.
Какое в этой таблице самое сложное действие? Конечно, 1x1 = 1. Остальные ее действия – 0x0=0, 0x1=0, 1x0=0 – как говорят математики, абсолютно тривиальны.
Название таблицы сложения произошло, видимо, от слова «сложный». Таблица сложения двоичной системы не просто сложнее таблицы умножения. Она сложна по жизни. Точнее, камень преткновения составляет одно единственное действие, но на нем держится вся система и все компьютеры. Посмотрим на эту «страшную» таблицу сложения:
Вся суть этой таблицы – в ее самом сложном действии: 1 + 1 = 102 «один-ноль». Остальные действия не представляют для нас никакой угрозы: 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1. А что это за индекс «два» у числа 102? Индекс два пришлось записать в этом числе, чтобы обозначить, что оно записано в двоичной системе счисления. Да, число 102 вовсе не равно десяти в «школьной» десятичной системе. Хотя и пишется как десять с индексом два. Здесь как раз тот самый случай: наш язык десятичный, и называть адекватно числа в других системах он не может.
Какое же количество обозначает это число 102? Давайте посчитаем. Оно получено сложением двух единиц, и поэтому обозначает количество два. Только записано оно в двоичной системе. А что прикажете делать? Ведь у двоичной системы в арсенале всего две цифры: 0 да 1. И как тогда обозначить число, следующее за 1? А как обозначается число в десятичной системе, которое следует сразу за самой большой цифрой 9? Вот точно так же и в двоичной системе. Только с двоечкой внизу.
Другими словами, 102 = 210: «один-ноль» в двоичной системе равно двум в десятичной. Ах, язык, язык… Обратите внимание: основание системы счисления справа внизу у чисел пишется всегда в десятичной системе!
Для тренировки выпишем первые двоичные числа от 0 до 16. Воспользуемся при этом основным свойством чисел: следующее число больше предыдущего на 1.
0 и 1 можно писать без указания системы счисления: 0 и 1 и в Африке 0 и 1.
Самый эффективный способ получить следующее число – это прибавить один столбиком. Да, да, тем самым «школьным» столбиком. Он прекрасно «работает» в любых системах счисления. Сначала получим:
1 + 1 = 102 (называется не «десять», а «один-ноль», то есть перечисляются названия цифр слева направо);
102 + 1 = 112 («один-один»);
112 + 1 = 1002 («один-ноль-ноль») и так далее.
Как нетрудно заметить, главное в этом деле – все время помнить, что один да один будет не два, а «один-ноль». Нуль пишем, один в уме…
Следует иметь в виду: заложенная в русский язык десятичная система ни в коем случае не должна использоваться для называния чисел в других системах.
Если продолжить это увлекательное занятие, то получится следующая таблица с первыми 16 двоичными (и десятичными) числами, не считая нуля.
Теперь, имея такую чудную таблицу, займемся важным делом: подсчитаем, сколько же разных слов можно составить из наших цифровых «букв». То есть снова посчитаем количество чисел с одинаковым количеством цифр, но уже в двоичной системе счисления. Только не запутайтесь: подсчет будем вести в десятичной системе.
Итак, изучая эту таблицу, получаем:
■ 2 однозначных двоичных числа 0 и 1;
■ 4 = 22 двузначных двоичных числа: 00, 01, 102 и 112;
■ 8 = 23 трехзначных двоичных чисел от 000 до 1112;
■ 16 = 24 четырехзначных двоичных чисел от 0000 до 11112.
Уф! Дело сделано. Позволим себе рассуждать по аналогии и, учитывая подобный опыт подсчета количества таких чисел для десятичной системы, получим уникальную таблицу количества всех двоичных чисел, имеющих один знак, два знака, три знака и так далее до десяти знаков.
Единицы компьютерной информации. Биты и байты
Имеют ли «слова», составленные из двоичных цифровых «букв», какие-то специальные названия? Имеют, и весьма значимые.
«Слова», составленные из одной «буквы» – однозначные числа – называются битами. Бит может принимать только два значения – 0 и 1. Бит можно представить как выбор ответа «да» или «нет» на поставленный вопрос. Электронным представлением бита на компьютере является ситуация «есть сигнал / нет сигнала». В математических науках и информатике ответ «да» обычно обозначается цифрой 1, «нет» – цифрой 0. Одним битом можно закодировать два объекта.
«Слова», состоящие из восьми «букв», то есть восьмизначные двоичные числа, называются байтами. Восьмерка здесь присутствует не случайно: это первое мистическое компьютерное число. Откуда взялась в байте именно цифра 8, никто не знает (может быть, по количеству колонн Большого театра в Москве?). Но эта цифра постоянно буквально путается под ногами у компьютера. Позволю себе процитировать по этому поводу очень серьезную книгу американских специалистов, изданную ими в 1985 г.:
«Число битов, необходимых для кодирования символа в конкретной вычислительной машине, называется размером байта, а группа битов в этом числе называется байтом. Размер байта в большинстве ЭВМ равен 8» (выделение авторов).
То есть размер байта 8 бит устоялся в основном как оптимальный с точки зрения кодирования символов.
Примерами восьмизначных компьютерных «слов» – байтов можно записать следующие числа:
00001111 10101000 10001111 10000110 01010101 и так далее.
В каком же диапазоне изменяются наши 256 байтов? Очевидно, что от 0000 0000 до 1111 1111, при переводе в десятичную систему от 0 до 255.
Не путайте биты с байтами! Бит состоит из одной двоичной цифры, и разных битов всего два: 0 и 1. Байт содержит ровно восемь цифр, не больше и не меньше. А сколько всего имеется разных байтов? Это легко выяснить из предыдущей таблицы: 256.
Получили второе мистическое компьютерное число – 256. Компьютер все время работает с байтами, обычно ими легче оперировать. Но по мере развития прогресса компьютеры становились все мощнее и мощнее, все мозговитее и мозговитее. Байтов в них становилось все больше и больше. Сейчас их уже так много, что разработана целая система так называемых производных единиц от байта.
Короче, сначала придумали третье компьютерное число, равное 2 = 1024. Почему такое? Очень просто. Во-первых, круглая степень – 10. Во-вторых, 1024 почему-то почти равно 1000. А 1000 – это основание для обычных производных единиц: 1 километр равен 1000 метров, 1 килограмм равен 1000 граммов. Дело даже дошло до того, что один немецкий компьютерный журнал поместил изображение 1 киломарки, равной 1024 маркам…
Затем постановили, что 1024 байта равны 1 – правильно! – килобайту.А 1024 килобайта равны 1 мегабайту,и так далее. Все имеющиеся производные единицы байта находятся в следующей таблице.
Только будьте внимательны при использовании производных единиц! Полностью их имена пишутся с маленькой буквы, а сокращенно – с большой (но байт сокращается до маленькой буквы).
■ 1 килобайт = 1 кб = 1 К = 210 б;
■ 1 мегабайт = 1 Мб = 1 М = 210 К = 220 б;
■ 1 гигабайт = 1 Гб = 1 Г = 210 М = 220 К = 230 б.
Как же перевести число из привычной нам десятичной системы в двоичную?
Проще всего – с помощью инженерного калькулятора. Если же такового под рукой не окажется, можно произвести это преобразование с помощью обычной бумаги и карандаша. Наиболее известный и простой способ перевода из десятичной системы в двоичную производится в десятичной системе путем деления на 2 – на основание двоичной системы. Приведем алгоритм перевода чисел из десятичной системы в двоичную, состоящий из двух шагов.
Число в десятичной системе делится на 2. Получаем частное и остаток. Частное снова делится на 2. Снова получаем частное и остаток. Опять делим новое частное на 2 и так далее. Остатки от деления – цифры 0 и 1 – являются цифрами соответствующего двоичного числа, записанными справа налево.
Процесс деления прекращается, когда частное становится равным нулю. В первом случае (а) у нас 2010 = 101002. Во втором случае (б) получается 3010 = 111102.
А наоборот?
Наиболее прост такой способ превращения двоичного числа в десятичное. Подпишем под последней цифрой двоичного числа десятичное число 2° = 1, под второй цифрой справа – число 21 = 2, следующей цифрой – число 22 = 4, под четвертой – число 23 = 8 и так далее. Затем просто сложим те десятичные числа – степени двойки – над которыми стоят двоичные цифры 1.
Например:
101010002 = 12810 + 3210 + 810 = 16810.
010101012 = 6410 + 1610 + 410 + 110= 8510.
Шестнадцатеричная система
Кроме двоичной системы счисления, в компьютерной практике также используется шестнадцатеричная система. На практике она используется даже чаще, чем двоичная: при задании цветов страницы сайта, при доступе к символам современных двухбайтовых шрифтов, при программировании, особенно на ассемблере… Дело в том, что байт кодируется в точности двузначным шестнадцатеричным числом, что гораздо более просто и читабельно, чем в двоичной системе. Но об этом ниже.
В некотором смысле шестнадцатеричная система еще хуже, чем двоичная. Судите сами. Сколько цифр в шестнадцатеричной системе? Ровно 16. И какими же цифрами их обозначать? А вот какими:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, E, F.
Здесь ровно 16 цифр. Последние шесть цифр взяты из латинского алфавита и читаются так:
■ А – цифра «а». Это цифра «десять»;
■ В – цифра «бэ» – цифра «одиннадцать»;
■ С – цифра «цэ» – «двенадцать»;
■ D – цифра «дэ» – «тринадцать»;
■ Е – цифра «е» – «четырнадцать»;
■ F – цифра «эф» – «пятнадцать».
Как видите, проблемы с русским языком стали еще серьезней. Первые шестнадцатеричные числа мы выписывать не будем, а укажем только ключевые моменты получения следующего шестнадцатеричного числа, которых, в отличие от двоичной системы, не один, а уже четыре.
Лучше понять шестнадцатеричную систему можно, изучая ее таблицу сложения:
Из шестнадцатеричной системы в десятичную числа переводятся так же, как и из двоичной, только, конечно, нужно делить не на 2, а на 16, а остатки, значения которых будут от О до 15, переводить в шестнадцатеричные цифры. Обратный перевод осуществляется так же, как было представлено десятичное число в начале главы, только в степень возводится число 16. Например:
Гораздо интереснее переводить двоичные числа в шестнадцатеричные и обратно.
Алгоритм перевода из шестнадцатеричной системы в двоичную такой:
■ каждая цифра шестнадцатеричной записи числа записывается четырехзначным двоичным числом;
■ нули, стоящие слева, можно отбросить.
Запись шестнадцатеричных цифр двоичными числами берут из следующей таблицы, в которой везде, где это не может привести к недоразумению, у чисел опущены индексы с основанием системы счисления.
Примеры.
Алгоритм перевода из двоичной системы в шестнадцатеричную.
■Каждые четыре двоичные цифры, считая справа налево, записываются одной шестнадцатеричной цифрой, которые выписываются также справа налево.
■ Если для последней четверки не хватает цифр, слева от двоичного числа дописываются нули.
Примеры.
ЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЖЕСТКОГО ДИСКА
Для того чтобы наконец начать свою работу в качестве информационного амбара, жесткий диск должен пройти как минимум два испытания: создание на вашем винчестере разделов и логических дисков и форматирование.
Разделы и диски
Начнем с первого – разбивки единого пространства жесткого диска на более мелкие кусочки. Это только для нас, пользователей, жесткий диск выглядит существом монолитным, единым и неделимым. Хотя даже с физической точки зрения это не так: информационное пространство нашего винчестера размещено на нескольких физических пластинах? Теперь оказывается, что и на логическом уровне дисков на одном винчестере может быть несколько!
Прежде всего, диск можно разбить на несколько разделов. Например, на два – основной и дополнительный. Главная программа, необходимая для работы компьютера (операционная система) должна обязательно проживать в основном разделе (на практике на компьютер можно установить НЕСКОЛЬКО операционных систем).
Но самое интересное начинается дальше: в каждом разделе мы можем создать еще несколько «логических дисков»! При этом для нас, пользователей, да и для компьютера они будут выглядеть как отдельные устройства, каждое из которых будет носить собственное имя. Бывает и наоборот – благодаря технологии RAID вы можете объединить в один логический диск несколько физических «винчестеров». Дома этот способ используется редко, а вот на мощных серверах, занятых, к примеру, обработкой видео или в компьютерах-«библиотеках», такие «супердиски» встречаются сплошь и рядом.
В большинстве случаев при установке на компьютер нового жесткого диска на нем создается всего один раздел и, соответственно, один логический диск. Но многие пользователи считают, что для правильной организации работы разумнее сделать иначе. Например, если у вас в системе установлен винчестер большой емкости (от 100—200 Гб), его можно разбить хотя бы на два раздела. Первый, объемом около 25– 30 Гб, можно отвести только под операционную систему и прикладные программы. А второй, больший раздел отдать на откуп документам, фотографиям, коллекции музыки или фильмов. Зачем это нужно? Очень просто: в том случае, если с «системным» разделом что-то случится, ваши документы останутся в неприкосновенности в своей «резервации».
Несколько логических дисков пригодятся вам и в том случае, если вы захотите установить на компьютер сразу несколько операционных систем (например, Windows и Linux). Правда, такими трюками занимается, по статистике, менее одного процента пользователей.
Итак, жесткий диск разбивается на разделы, в разделах в свою очередь создаются логические диски… Понятно, что у каждого такого диска должно быть имя – это удобнее и пользователю, и самому компьютеру.
Именами дисков служат буквы, например:
■ А – дискета;
■ С – жесткий диск;
■ D – второй жесткий диск или, при его отсутствии, дисковод DVD…
Кстати, когда вы подключаете к компьютеру сменные накопители, например, флэш-брелок или внешний винчестер, компьютер тут же выделяет им свою собственную букву. А когда вы отключите устройство и удалите диск из системы – буква освободится. Так что теоретически в компьютере можно спокойно создать хоть два десятка «логических дисков» – хватило бы букв. Хотя и здесь важно не переусердствовать – какой толк от десятка «виртуальных» дисков по нескольку гигабайт каждый!
Для разбивки жесткого диска на разделы мы можем использовать как стандартные программы, так и отдельные утилиты типа Partition Magic от компании Symantec.
Кластеры и секторы
Итак, мы разбили диск на разделы и логические диски (или создали один раздел и диск – не важно). Так сказать, разбили поле на участки. Но наша работа еще не закончена: после разбивки нам предстоит выполнить операцию форматирования, логической разметки всего пространства винчестера. Такое форматирование – это все равно что вспашка, превращающая бесформенное пространство в готовое для посева поле, украшенное аккуратными бороздами.
Впрочем, «борозды» уже проложили до нас: на физическом уровне жесткий диск уже разбит на дорожки – которые в свою очередь делятся на секторы. Сектор – это минимальный физический объем диска, который может быть занят данными: как правило, его объем составляет 512 байт. Это совсем немного – представьте, что вам понадобится дробить большой файл на кусочки по 512 байт, да еще и запоминать местонахождение каждого такого зернышка! Именно поэтому при логической разметке жесткого диска на нем создаются более крупные логические участки – кластеры,объединяющие несколько секторов. Число секторов в кластере, а стало быть, и его размер, зависят от объема жесткого диска и выбранного типа файловой системы.
Вот, к примеру, таблица размеров кластеров для файловой системы NTFS:
Размер кластера влияет и на объем, занимаемый вашими файлами, и на скорость работы всей системы. Ведь в кластер, частично занятый каким-либо файлом, нельзя поместить больше ничего. Допустим, ваш файл располагается в 10 кластерах размером 1024 байта, причем в последнем – десятом кластере он занимает всего десять байт. Что происходит с оставшимся свободным килобайтом? Ничего. Он просто пропадает для вас. Такие не пригодные ни к чему остатки называют «хвостами». А в «хвосты» нередко уходит довольно значительный объем – до нескольких сотен мегабайт!
Если для вас важнее объем, размер кластера должен быть как можно меньше. Но и уменьшать его до бесконечности тоже нельзя: чем меньше раздел кластера, тем больше фрагментация данных на вашем компьютере (что в свою очередь приводит к снижению скорости обмена данными с жестким диском).
Последний этап подготовки жесткого диска к работе – создание таблицы размещения файлов (fat), своеобразного оглавления, в котором будут перечислены все ваши файлы и папки, а также их физические адреса на вашем жестком диске. Впрочем, о файлах и папках – «контейнерах», в которых хранится вся информация на вашем компьютере, – стоит рассказать поподробнее.
Как хранится информация?
Теперь, если вас спросят, как хранится информация на вашем компьютере, вы можете ответить так:
■ где именно? – на дорожках и секторах жесткого диска (или, на логическом уровне – в виде кластеров на логических дисках);
■ как именно? – в виде логических нулей и единиц (битов), а также их групп (байтов).
Все это правильно… Но все равно непонятно. Компьютеру так, может, и проще, ведь ему абсолютно безразлично, чем именно мы забиваем винчестер – документами ли, музыкой или картинками. Для него все это – информация, которую нужно лишь разбить на определенные кусочки и в любой момент знать, где именно находится тот или иной кусочек. Но нам, пользователям, придется иметь дело не с битами и байтами. И уж тем более – не с кластерами и секторами. Нам же интересно другое деление информации – логическое. Содержательное. Следовательно, нам нужно принять новую единицу, новую точку отсчета. Такими единицами и станут для нас файл и папка.
Файлы
Файл (file) в переводе с английского – лист, на котором может быть записана некая информация. Неважно, что это – код программы или созданный вами текст. Важно другое – каждый такой листок является чем-то логически завершенным, законченным.
Файл может хранить в себе любую информацию – текст, графическую информацию, программный код и так далее (хотя бывают и некие «комбинированные» файлы, включающие, к примеру, картинку, текст и элемент программы). Главное, чтобы мы, пользователи, всегда могли отличить один «кусочек информации» от другого и знали, как именно нам работать с каждым типом файлов.
Как это делается? Очень просто: каждый файл, подобно человеку, имеет собственное «имя» и «фамилию» (ее называют «типом» файла).
Имя файла чаще всего может быть выбрано произвольно самим пользователем. Скажем, вы создали файл-документ с текстом своего договора с фирмой – его можно назвать «Договор», «Документ 4155» или вообще «Апрельские тезисы».
Раньше, в эпоху DOS, имена файлов могли состоять максимум из восьми букв латинского алфавита – сегодня их может быть до 256 и никаких языковых ограничений не осталось. Работая с русской версией Windows, мы можем давать нашим документам-файлам русские имена, а китайцы, к примеру, могут с легкостью использовать свои иероглифы. Другой вопрос, что такой документ не всегда можно открыть на других компьютерах – «американская» Windows может не понять китайское имя, ну а наша, российская версия частенько спотыкается на западноевропейских символах.
Тип файла показывает, какого рода начинка хранится в каждом информационном «контейнере» – рисунок ли это, текст или программа. О типе файла рассказывает его расширение – часть имени из трех (редко – из четырех) букв, отделенное от основной части названия точкой.
Например, файл, в котором хранится эта книга, называется Compbook doc.
В компьютерном мире существует бесчисленное множество расширений – запомнить все просто нереально. Однако основных расширений не так уж много:
■ ехе – обозначает «исполняемый» файл, хранящий в себе программу. Например, winword exe;
■ com – другой тип программного файла. Обычно файлы com соответствуют небольшим (до сотни килобайт) программкам. Часто встречались в эпоху DOS, однако сегодня практически сошли со сцены;
■ bat – так называемый пакетный файл, предназначенный для последовательного запуска нескольких программ (или команд). По сути дела это обычный текстовый файл, в котором набраны названия программных файлов, которые вы хотите выполнить, в необходимом вам порядке.
Пример: файл autoexec bat, автоматически выполняющийся в момент загрузки компьютера;
■ cfg – конфигурационный файл, в котором программа указывает параметры своей работы;
■ dll – так называемая динамически подключающаяся библиотека данных, к которой могут обратиться по мере надобности сразу несколько программ;
■ hlp – файл справки, в котором хранятся «подсказки», а иногда и полное руководство по той или иной программе;
■ txt, doc – текстовые файлы;
■ htm, html – гипертекстовый документ Интернета;
■ xls – электронная таблица;
■ dat – файл данных;
■ wav, mp3 – звук в цифровом формате;
■ bmp, jpg – графическая информация, картинки;
■ arj, zip, rar, 7z – файлы «архивов», то есть сжатой с помощью специальных программ-«архиваторов» информации. В одном архивном файле на самом деле может храниться множество файлов. И так далее.
Вообще-то о типах файлов можно написать целую книгу (и такая книга уже давно написана, причем не одна), но перечислять их все вряд ли необходимо.
Работая в Windows, вы чаще всего будете видеть не расширение файла, а соответствующий ему графический значок. Например, лист с текстом и буквой W покажет, что перед вами – документ, созданный в программе Microsoft Word. Это, конечно, удобно, но только не забывайте, что значки могут меняться в зависимости от того, к какой именно программе привязан тот или иной тип файла. К тому же одним значком могут обозначаться файлы сразу нескольких типов. Расширение же во всех случаях остается неизменным.
Есть у файла и еще один признак, называемый атрибутом. Однако, в отличие от имени и расширения (а в Windows – значка определенного типа), его-то пользователь как раз и не видит. Зато великолепно видит и понимает компьютер. Вот лишь некоторые из этих атрибутов.
Скрытый (hidden). Файлы с этими атрибутами обычно не видны пользователю. Для перестраховки, как правило, файлы эти весьма важные для функционирования системы. Хотя опытному «юзеру» не составит труда настроить программу просмотра файлов (файловый менеджер) таким образом, что все скрытые файлы будут видны как на ладони.
Только для чтения (read-only). А вот эти файлы всегда открыты любопытному взору… Но и только. Изменить их содержание нельзя – по крайней мере, без специальной команды пользователя, дабы последний был полностью уверен в том, что именно он делает.
Системный (system). Этим атрибутом, как особым знаком отличия, отмечены самые важные файлы в операционной системе, отвечающие за загрузку компьютера. Их повреждение или удаление всегда влечет за собой самые тяжкие последствия, поэтому щедрый компьютер, не скупясь, «награждает» их заодно и двумя предыдущими атрибутами – «только для чтения» и «скрытый».
Архивный (archive). Этот атрибут устанавливается обычно во время работы с файлом, при его изменении. По окончании сеанса работы он, как правило, снимается.