電腦文件

是指由創建者所定義的、具有文件名的一組相關元素的集合，可分為有結構文件和無結構文件兩種。在有結構的文件中，文件由若干個相關記錄組成；而無結構文件則被看成是一個字符流。文件在文件系統中是一個最大的數據單位，它描述了一個對象集。例如，可以將一個班的學生記錄作為一個文件。一個文件必須要有一個文件名，它通常是由一串 ASCII 碼或(和)漢字構成的， 名字的長度因系統不同而異。如在有的系統中把名字規定為 8 個字符，而在有的系統中又規定可用 14 個字符。用户利用文件名來訪問文件。此外，文件應具有自己的屬性，屬性可以包括：

(1) 文件類型。可以從不同的角度來規定文件的類型，如源文件、目標文件及可執行文件等。

(2) 文件長度。文件長度指文件的當前長度，長度的單位可以是字節、字或塊，也可能是最大允許的長度。

(3) 文件的物理位置。 該項屬性通常是用於指示文件在哪一個設備上及在該設備的哪個位置的指針。

(4) 文件的建立時間。這是指文件最後一次的修改時間等。

為了便於管理和控制文件而將文件分成若干種類型。由於不同系統對文件的管理方式不同，因而它們對文件的分類方法也有很大差異。為了方便系統和用户瞭解文件的類型，在許多 OS 中都把文件類型作為擴展名而綴在文件名的後面，在文件名和擴展名之間用“.”號隔開。下面是常用的幾種文件分類方法。

根據文件的性質和用途的不同，可將文件分為三類:

(1) 系統文件。這是指由系統軟件構成的文件。大多數的系統文件只允許用户調用，但不允許用户去讀，更不允許修改；有的系統文件不直接對用户開放。

(2) 用户文件。指由用户的源代碼、目標文件、可執行文件或數據等所構成的文件。用户將這些文件委託給系統保管。

(3) 庫文件。 這是由標準子例程及常用的例程等所構成的文件。 這類文件允許用户調用，但不允許修改。

按這種方式分類，也可把文件分為三類：

(1) 源文件。這是指由源程序和數據構成的文件。通常由終端或輸入設備輸入的源程序和數據所形成的文件都屬於源文件。它通常是由 ASCII 碼或漢字所組成的。

(2) 目標文件。這是指把源程序經過相應語言的編譯程序編譯過，但尚未經過鏈接程序鏈接的目標代碼所構成的文件。它屬於二進制文件。通常，目標文件所使用的後綴名是“.obj” 。

(3) 可執行文件。這是指把編譯後所產生的目標代碼再經過鏈接程序鏈接後所形成的文件。

根據系統管理員或用户所規定的存取控制屬性，可將文件分為三類：

(1) 只執行文件。該類文件只允許被核准的用户調用執行，既不允許讀，更不允許寫。

(2) 只讀文件。該類文件只允許文件主及被核准的用户去讀，但不允許寫。

(3) 讀寫文件。這是指允許文件主和被核准的用户去讀或寫的文件。 ^[1] 

根據文件的組織形式和系統對其的處理方式，可將文件分為三類：

(1) 普通文件：由 ASCII 碼或二進制碼組成的字符文件。一般用户建立的源程序文件、數據文件、目標代碼文件及操作系統自身代碼文件、庫文件、實用程序文件等都是普通文件，它們通常存儲在外存儲設備上。

(2) 目錄文件：由文件目錄組成的，用來管理和實現文件系統功能的系統文件，通過目錄文件可以對其它文件的信息進行檢索。由於目錄文件也是由字符序列構成，因此對其可進行與普通文件一樣的種種文件操作。

(3) 特殊文件：特指系統中的各類 I/O 設備。為了便於統一管理，系統將所有的輸入/輸出設備都視為文件，按文件方式提供給用户使用，如目錄的檢索、權限的驗證等都與普通文件相似，只是對這些文件的操作是和設備驅動程序緊密相連的，系統將這些操作轉為對具體設備的操作。根據設備數據交換單位的不同，又可將特殊文件分為塊設備文件和字符設備文件。前者用於磁盤、光盤或磁帶等塊設備的 I/O 操作，而後者用於終端、打印機等字符設備的 I/O 操作。

用户通過文件系統所提供的系統調用實施對文件的操作。 最基本的文件操作有: 創建文件、刪除文件、讀文件、寫文件、截斷文件和設置文件的讀/寫位置。但對於一個實際的 OS，為了方便用户使用文件而提供了更多的對文件的操作，如打開和關閉一個文件及改變文件名等操作。

(1) 創建文件。在創建一個新文件時，系統首先要為新文件分配必要的外存空間，並在文件系統的目錄中，為之建立一個目錄項。目錄項中應記錄新文件的文件名及其在外存的地址等屬性。

(2) 刪除文件。當已不再需要某文件時，可將它從文件系統中刪除。在刪除時，系統應先從目錄中找到要刪除文件的目錄項，使之成為空項，然後回收該文件所佔用的存儲空間。

(3) 讀文件。在讀一個文件時，須在相應系統調用中給出文件名和應讀入的內存目標地址。此時，系統同樣要查找目錄，找到指定的目錄項，從中得到被讀文件在外存中的位置。在目錄項中，還有一個指針用於對文件的讀/寫。

(4) 寫文件。在寫一個文件時，須在相應系統調用中給出該文件名及該文件在內存中的(源)地址。為此，也同樣須先查找目錄，找到指定文件的目錄項，再利用目錄中的寫指針進行寫操作。

(5) 截斷文件。如果一個文件的內容已經陳舊而需要全部更新時，一種方法是將此文件刪除，再重新創建一個新文件。但如果文件名及其屬性均無改變時，則可採取另一種所謂的截斷文件的方法，此即將原有文件的長度設置為 0，或者説是放棄原有的文件內容。

(6) 設置文件的讀/寫位置。前述的文件讀/寫操作都只提供了對文件順序存取的手段，即每次都是從文件的始端讀或寫。設置文件讀/寫位置的操作，用於設置文件讀/寫指針的位置，以便每次讀/寫文件時，不是從其始端而是從所設置的位置開始操作。也正因如此，才能改順序存取為隨機存取。

文件的邏輯結構(File Logical Structure)。這是從用户觀點出發所觀察到的文件組織形式， 是用户可以直接處理的數據及其結構， 它獨立於文件的物理特性， 又稱為文件組織(FileOrganization)。

文件的物理結構，又稱為文件的存儲結構，是指文件在外存上的存儲組織形式。這不僅與存儲介質的存儲性能有關，而且與所採用的外存分配方式有關。

無論是文件的邏輯結構，還是其物理結構，都會影響對文件的檢索速度。文件的邏輯結構。對文件邏輯結構所提出的基本要求，首先是能提高檢索速度，即在將大批記錄組成文件時，應有利於提高檢索記錄的速度和效率；其次是便於修改，即便於在文件中增加、刪除和修改一個或多個記錄；第三是降低文件的存儲費用，即減少文件佔用的存儲空間，不要求大片的連續存儲空間。