Arquivos e diretórios são as principais estruturas utilizadas pelo Sistema Operacional para armazenar os dados em disco rígido, além dos dados pertencentes a cada arquivo, cabe, ainda, ao sistema operacional gerenciar o armazenamento de todos os atributos associados a estas estruturas de dados, os métodos de acesso às informações dos arquivos e as operações básicas executadas sobre os mesmos, como a criação ou a exclusão.
Os atributos dos arquivos estão associados a informações que caracterizam os arquivos e que são armazenadas pelo sistema operacional, a exemplo do nome, dos atributos de leitura e escrita, os dados sobre quem foi o usuário que criou o arquivo ou sobre quem tem permissão de acesso. Apesar das diferentes implementações de sistemas operacionais utilizarem o conceito de atributos de arquivos, é importante ressaltar que não existe uma lista de atributos padrão, de modo que o conjunto de atributos associados a um determinado arquivo pode variar a depender do SO.
Além dos atributos padrão, tradicionalmente os arquivos possuem um sufixo agregado ao seu nome que tem por função indicar o formato ao qual o arquivo está vinculado. Além de permitir a identificação do formato do arquivo pelo sistema operacional, a utilização das extensões também facilita o manuseio dos arquivos por parte dos usuários, sobretudo daqueles arquivos cujas extensões são de conhecimento geral.
Entretanto, se em alguns sistemas operacionais, como o MS Windows, a utilização da extensão é obrigatória, em outros, a utilização do sufixo é apenas uma convenção, e uma das principais alternativas adotadas pelas distribuições LINUX e pelo MAC OS para substituir a necessidade da extensão dos arquivos é a utilização dos tipos “MIME”, que é uma informação resumida sobre o formato do arquivo e que se encontra embutida no início do próprio código do arquivo.
Cada Sistema Operacional tem um conjunto próprio de operações que são permitidas em seus arquivos, com o objetivo de prover uma série de funcionalidades básicas, como a leitura e a escrita de novos dados, entretanto, determinadas operações são encontradas com mais frequência, como as operações de criação, abertura, leitura, escrita, busca, encerramento, alteração do nome e remoção do arquivo. Além das operações básicas, os métodos de acesso também são vinculados às implementações de SO. Os métodos de acesso definem a forma como são realizadas as operações sobre os arquivos e a forma como as aplicações acessam os dados, sendo três os principais métodos: o sequencial, o direto e o indexado.
Além dos arquivos, os Sistemas Operacionais precisam lidar também com os diretórios, que são estruturas que foram pensadas com os objetivos de permitir a organização dos arquivos por parte dos usuários e de prover uma interface de nomenclatura que permitisse ao sistema operacional separar a organização lógica dos arquivos da sua localização física no disco.