Теория операционных систем
         

Формат имен файлов

В различных ФС допустимое имя файла может иметь различную длину ц нем могут использоваться различные наборы символов. Так, в RT-H и RSX-Ц имена файлов состоят из символов кодировки RADIX-50 и имеют длину 9 символов: 6 символов — собственно имя, а 3 — расширение. При этом имя имеет вид "ХХХХХХ.ХХХ", но символ '.' не является частью имени — это просто знак препинания. Предполагается, что расширение должно соответствовать типу данных, хранящихся в файле: SAV будет именем абсолютного загружаемого модуля, FOR — программы на Фортране, CRH - "файлом информации о системном крахе", как было написано в одном переволе руководства (попросту говоря, это посмертная выдача ОС, по которой можно попытаться понять причину аварии).
В СР/М и ее потомках MS DOS-DR DOS, а также в VMS имена файлов хранятся в 8-битной ASCII-кодировке, но почему-то разрешено использование только букв верхнего регистра, цифр и некоторых печатаемых символов. При этом в системах линии СР/М имя файла имеет 8 символов плюс 3 символа расширения, а в VMS как имя, так и расширение могут содержать более 32 символов. Все перечисленные системы используют нечувствительный к регистру букв поиск


в каталогах: имена file.с, File.С и FILE.С считаются одним и тем же именем.

Ограничения на формат имени в MS DOS
Любопытно, что MS/DR DOS при поиске в каталоге переводят в верхний регистр имя, заданное пользователем, но оставляют без изменений имя, считанное из каталога. Строго говоря, это ошибка: если мы создадим имя файла, содержащее буквы нижнего регистра, то ни одна программа не сможет открыть или переименовать такой файл.
Автору довелось столкнуться с такой проблемой при попытке прочитать дискету, записанную ОС ТС (Экспериментальная UNIX-подобная ОС для Паскаль-машины N9000). Проблему удалось решить только при помощи шестнадца-теричного дискового редактора прямым редактированием имен в каталогах. Возможно, существует и более элегантное решение, но автору не удалось его найти.
Использовать конструкцию *.* бесполезно, потому что, в действительности, операции над файлами, заданными таким образом, состоят из двух операций: FindFirst/FindNext, которая возвращает [следующее] имя файла, соответствующее шаблону, и Open. FindFirst/FindNext возвращает недопустимое имя файла и Open не может использовать его. Программа CHKDSK не возражает против имен файлов в нижнем регистре. Строго говоря, это тоже ошибка. Все остальные способы, так или иначе, сводятся к прямой (в обход ДОС) модификации ФС.
Кроме того, любопытных эффектов можно достичь, попытавшись создать файл с именем, содержащим русские буквы.
Наибольшим либерализмом в смысле имен отличаются ОС семейства Unix, в которых имя файла может состоять из любых символов кодировки ASCII, кроме символов '\000' и V, например, из восьми символов перевода каретки. При этом '\000' является ограничителем имени, а V — разделителем между именем каталога и именем файла. Никакого разделения на имя и расширение нет, и хотя имена файлов с программой на языке С заканчиваются ".с", а объектных модулей — ".о", точка здесь является частью имени. Вы можете создать файл с именем "gcc-2.5.8.tar.gz". В UNIX SVR3 длина имени файла ограничена 14 символами, а в BSD UNIX, Linux и SVR4— только длиной блока на диске, т. е. 512 байтами или более. При этом нулевой символ считается концом имени в каталоге.

Возможность использовать в именах неалфавитные символы типа перевода каретки или ASCII EOT (End Of Transmission) кажется опасным излишеством. На самом деле:

  • это не излишество а, скорее, упрощение — из процедур, работающих с именами, удалена проверка символа на "допустимость";
  • оно не столь уж опасно: такой файл всегда можно переименовать.

В некоторых случаях процесс набора имени файла в командной строке превращается в нетривиальное упражнение, потому что shell (командный процессор) рассматривает многие неалфавитные символы как команды. Но надо отметить, что, правильно используя кавычки и символ '\', пользователь может передать команде аргумент, содержащий любые символы ASCII, кроме \000".

Длинные имена файлов в ОС семейства СР/М
В последнее время в ОС стало модным поддерживать длинные имена файлов. Отчасти это, возможно, связано с тем, что производители ПО для персональных компьютеров осознали, что системы семейства Unix являются потенциально опасными конкурентами, а длинные имена файлов традиционно считаются одним из преимуществ этого семейства.
Например, OS/2, использующая файловую систему HPFS (High Performance File System — высокопроизводительная файловая система), поддерживает имена файлов длиной до 256 символов, содержащие печатаемые символы и пробелы. Точка считается частью имени, как и в UNIX, и можно создавать имена, содержащие несколько точек. Аналогичную структуру имеют имена в NTFS, используемой в Windows NT/2000/XP, VFAT (реализация файловой системы FAT16, используемая в Windows 95/98/ME) и FAT32.

Описанные ОС при поиске файла приводят к одному регистру все алфавитные символы в имени. С одной стороны, это означает дополнительное Удобство для пользователя — при наборе имени не нужно заботиться о регистре букв, с другой — пользователь не может создать в одном каталоге файлы "text.txt" и "Text.txt". Из-за этого, например, нельзя использовать принятое в UNIX соглашение о том, что файл на языке С имеет расширение "с", а на языке C++ — "С".
Главная же проблема, возникающая при работе с нечувствительными « п гистру именами, — это преобразование регистра в именах, использующи национальные алфавиты: русский, греческий, японскую слоговую азбуку т. д. Файловая система, поддерживающая такие имена, должна учитыват языковые настройки ОС, что создает много сложностей, в том числе и при считывании удаляемых носителей, записанных в одной стране, где-нибудь за границей. В системах семейства Win32 эта проблема решена за счет хранения имен в формате Unicode.
Некоторые ОС, например, RSX-11 и VMS, поддерживают также номер версии файла. В каталоге может существовать несколько версий файла с одним именем; если номер версии при открытии файла не задается, то открывается последняя версия.
Версии файла очень удобны при разработке любых объектов, от программ или печатных плат до книг: если вам не понравились изменения, внесенные вами в последнюю версию, вы всегда можете откатиться назад. Ныне функцию хранения предыдущих версий изменяемых файлов и управляемого отката к ним реализуют специальные приложения, системы управления версиями (version control system) (RCS, CVS и др.).


Содержание раздела