关于6.2文件的逻辑结构和物理结构.docVIP

6.2 文件的逻辑结构和物理结构 教学要求：理解文件的逻辑组织的两种方式；掌握记录式文件结构特点；重点掌握顺序、索引、索引顺序文件结构；理解文件存取访问方式。理解外存三种基本分配方式，重点掌握形成的物理结构：连续存储结构、链接结构、索引结构用户和文件系统往往从不同的角度来对待同一个文件。用户是从使用的角度来组织文件，用户把能观察到的且可以处理的信息根据使用要求构造成的文件，这种称文件的逻辑。而文件系统要从文件的存储和检索的角度来组织文件，文件系统根据存储设备的特性、文件的存取方式来决定以怎样的形式把文件存放到存储介质上物理，称为文件的结构。 文件的逻辑结构分成种形式：无结构的流式文件有结构的记录式文件。 流式文件 流式文件是一串字符流或字节流成，字符数就是文件长度。 记录文件 记录文件是。如所示。 数据项1 数据项2 数据项3 数据项4 数据项5 数据项6 序号 工号 姓名 部门 出生日期 性别 记录1 1 11201 李丽 研发 1980.1.2 女 记录2 2 11401 王洪 销售 1977.5.5 男 记录3 3 11402 孟庆华 销售 1983.9.18 男 … … … … … … … 记录n n 10501 田馨 人事 1972.11.8 女 记录的长度可分为定长和不定长记录两类相同数目的数据项，同数目的数据项 对于定长记录文件，如果要查找第i个记录， 可直接根据下式计算来获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址： Ai=i×L 然而，对于可变长度记录的文件，要查找其第i个记录时，须首先计算出该记录的首地址。为此，须顺序地查找每个记录，从中获得相应记录的长度Li，然后才能按下式计算出第i个记录的首址。假定在每个记录前用一个字节指明该记录的长度，则 图7-2 定长和变长记录文件 为便于对记录式文件中的逻辑记录进行存取、检索或更新 1）顺序文件。顺序文件是最常用的文件组织形式。在这类文件中，每个记录都使用一种固定的格式所有记录都具有相同的长度，并且由相同数目、长度固定的按特定的顺序组成。 由索引表和主文件两部分构成。索引表是一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的表。索引表中每索引项。索引项按记录顺序排列。 3）索引顺序文件。主文件按主关键字有序的文件称索引顺序文件。在索引顺序文件中，可对一组记录建立一个索引项。。 1）顺序存取 顺序存取是按照文件的逻辑地址顺序存取。在记录式文件中，即为按记录的排列顺序来存取。顺序存取主要用于磁带文件，但也适用于磁盘上的顺序文件。 2）直接存取（随机存取） 存储介质上连续的区域块长度记录的关键字和物理块之间通过某种方式建立对应关系利用这种关系实现记录存取 3）索引存取（按键存取） 索引存取是基于索引文件的存取方法，文件的存取是按照给定的记录键或记录名进行的。由于文件中的记录不按它在文件中的位置，而按它的记录键来编址，所以，用户提供给操作系统记录键后就可查找到所需记录。 2 文件物理结构 文件在设备上的物理存储形式决定了对文件的存取方式，因而，。文件系统往往根据存储设备类型、存取要求、记录使用频度和存储空间容量等因素提供、链接、索引。结构、链接结构、索引结构 2.1 连续 连续分配就是将一个逻辑文件中的信息依次存储在一组物理地址相邻的块上，又称。这逻辑记录顺序和物理记录顺序完全一致 目录 文件名 始址 长度 Count 10 4 … … … … … … … 9 10 11 12 13 14 … 图7-3 连续文件结构 2.2 链接 链接分配是采用非连续的物理块来存放文件信息。第一块文件信息的物理地址由文件目录给出，内容为时表示文件至本块结束如图所示接这种文件称接文件，又称串文件。在系统软件中，常常使用接存储结构，输入井、输出井文件等 图 链接分配采取离散分配方式，不必连续分配，从而存储空间利用率高不必预先确定文件的长度；易于对文件记录增、删、改 2.3 索引 索引是实现非连续的另一种方法适用于数据记录存放在随机存取存储设备上的文件。给出一个索引文件的示例 图7-5 索引文件 索引文件在文件存储器上分两个区：索引区和数据区。索引找到相应记录，然后获得数据。 .4 多级索引分配 一个文件的索引二级索引。 图7-6 二级索引文件 二级索引的表项列出一级索引的最大键值及该索引表区地址。查找时先查二级索引表找到一级索引表地址 ，查一级索引表找出数据记录。同样，当相当大时，还可做三级索引等。 .5 混合索引结构 多级索引适合较大的文件的存储分配方式，但是对于较小的文件，又因为太多的索引块，导致存储效率不高。设计一种混合索引结构，当文件较小时可以直接存储，当文件较大时，可以采用多级索引的方式，实现大文件存取。混合索引结构如图7-7所示。 图7-7