Лабораторная работа № 17

Тема: «Работа с двоичными файлами»

1. Цель работы

1.1 Получение навыков в программировании ввода и вывода с использованием файлов.

1.2 Получение навыков обработки числовых данных, содержащихся в файлах.

2. Техническое обеспечение

   1. Персональная ЭВМ IBM PC/286 и более поздних моделей.

   2. Клавиатура.

   3. Дисплей.

   4. Печатающее устройство.

3. Программное обеспечение

1. Операционная система Windows

2. Система программирования Visual C++ версия 6.0 или Borland C++ версия 3.1 и более поздние версии.

4. Постановка задачи

Создать файл, содержащий числовые данные целого или вещественного типа и выполнить их обработку согласно заданному варианту.

1. Содержание отчета

5.1. Тема и цель работы.

5.2. Схема алгоритма решения задачи.

5.3. Текст программы.

5.4. Результаты выполнения программы.

2. Общие сведения

Фундаментом понимания системы ввода-вывода языка С являются концепции потоков и файлов. Система ввода-вывода языка С поддерживает постоянный интерфейс независимо от устройства, к которому обращается программист. То есть система ввода-вывода языка С предоставляет уровень абстракции между программистом и аппаратурой. Данная абстракция называется потоком, а собственно устройство называется файлом. Важно знать, как они взаимодействуют между собой.

1. Потоки

Хотя каждое устройство ввода-вывода ЭВМ отличается от другого, система ввода-вывода преобразует их в единое логическое устройство  поток. Все потоки похожи своим поведением. Поскольку потоки не зависят от устройств, одни и те же функции могут записывать информацию в файл на диске и использоваться для записи на другое устройство, например, на консоль. Существуют два типа потоков – текстовые и двоичные.

Текстовые потоки – это последовательность символов. В текстовых потоках некоторые символы могут преобразовываться согласно требованиям среды. Например, символ новой строки (‘\n’) может преобразовываться в пару «возврат каретки – перевод строки». Следовательно, может не быть однозначного соответствия между записываемыми и считываемыми символами и символами во внешнем устройстве.

Двоичный поток – это последовательность байт, имеющих однозначное соответствие с байтами во внешнем устройстве. То не возникает преобразование символов. Также число байт, записанных или прочитанных из внешнего устройства совпадает с числом байт во внешнем носителе. Тем не менее, может добавляться некоторое количество нулевых байт к двоичному потоку. Эти нулевые байты могут использоваться, например, для заполнения сектора диска

2. Ф а й л ы

В языке С файлы – это логическая концепция, применяемая ко всему, начиная от дисковых файлов и оканчивая терминалами. Поток связывается с конкретным файлом с помощью операции открытия. Если файл открыт, может осуществляться обмен информацией между файлом и программой.

Не все файлы имеют одинаковые возможности. Например, дисковый файл поддерживает произвольный доступ, а модем – нет. Это иллюстрирует важный момент системы ввода-вывода языка С – все потоки одинаковы, а файлы нет.

Если файлы поддерживают произвольный доступ, открытие файла инициализирует указатель положения в файле на начало файла. По мере чтения или записи в файл указатель положения перемещается, обеспечивая тем самым продвижение по файлу.

Наименьшей частью доступа к диску является сектор. Информация записывается на диск или читается с диска посекторно. Следовательно, даже если программе необходим 1 байт данных, будет прочитан весь сектор. Эти данные помещаются в буфер – область памяти, пока не смогут использоваться программой.

Связь потока с файлом уничтожается с помощью операции закрытия. Закрытие потока вызывает принудительный сброс всего содержимого буфера во внешнее устройство. Данный процесс называется очисткой буфера и он гарантирует, что в буфере не останется информации. Все файлы закрываются автоматически, когда программа завершается нормальным образом, выходя из функции main() или с помощью вызова функции exit(). Тем не менее, лучше самому закрыть файлы, используя функцию fclose() в тот момент, когда файл уже не нужен.

В начале работы программы открыты пять предопределенных текстовых потоков: stdin, stdout, stderr, stdaux, stdprn. Они соответствуют следующим стандартным устройствам ввода-вывода:

Поток Устройство

stdin Клавиатура

stdout Экран

stderr Экран

stdaux Первый последовательный порт (COM1)

stdprn Принтер