42 文件的組織結構及存取方法ppt課件

1、4.2 文件的組織構造及存取方法 文件組織構造分為文件的邏輯構造file logical structure和文件的物理構造file physical structure。前者是從用戶的觀念出發(fā)，所看到的是獨立于文件物理特性的文件組織方式，是用戶可以直接處置的數(shù)據(jù)及其構造。而后者那么是文件在外存上詳細的存儲構造。 4.2.1 文件的邏輯構造所謂文件的邏輯構培育是從用戶觀念出發(fā)所見到的文件構造。它通常分為兩種方式：記錄式文件和流式文件。 記錄式文件在邏輯上總是被看成一組順序的記錄集合，是一種有構造的文件組織，它又分成定長記錄文件和變長記錄文件。而流式文件又稱無構造文件，是指文件內(nèi)部不再劃分記錄，

2、它是由一組相關信息組合成的有序字符流。這種文件的長度直接按字節(jié)計算。4.2.2 文件的物理構造文件的物理構造那么是指文件在外部存儲介質上的存放方式，也叫文件的存儲構造。它對文件的存取方法有較大的影響。文件在邏輯上看都是延續(xù)的，但在物理介質上存放時卻不一定延續(xù)。下面是幾種根本的文件物理存儲組織方式。1.延續(xù)文件延續(xù)文件是基于磁帶設備的最簡單的物理文件構造，它是把一個邏輯上延續(xù)的文件信息存放在延續(xù)編號的物理塊中。 例如文件file1長度為2500字節(jié)，存放在延續(xù)分塊的磁帶上，每塊大小設為512字節(jié)，這樣它要占用5塊。設首塊編號是11，file1在帶上的存放方式如圖4.3所示。首塊編號11文件長度5

3、1112131415文件闡明磁帶file1圖4.3 延續(xù)文件存放方式 延續(xù)文件的優(yōu)點是在順序存取時速度較快，常用于存放系統(tǒng)文件，如操作系統(tǒng)文件、編譯程序文件和其它由系統(tǒng)提供的適用程序文件。由于這類文件往往被從頭至尾依次存取。 也存在如下缺陷： 第一，要求建立文件時就確定它的長度，依此來分配相應的存儲空間，這往往很難實現(xiàn)。第二，它不便于文件的動態(tài)擴展。第三，能夠出現(xiàn)外部碎片，就是在存儲介質上存在很多空閑塊，但它們都不延續(xù)，無法被延續(xù)文件運用，呵斥浪費。2.串連文件為了使系統(tǒng)能找到下一個邏輯塊所在的物理塊，可在各物理塊中設立一個指針稱為銜接字，它指示該文件的下一個物理塊，如圖4.4所示。 文件A在

4、邏輯上有3塊：02塊；而對應的物理塊號卻是90、65和71，最后一塊的銜接字為NULL，表示該塊是文件結尾，即沒有后繼塊。新的問題 ： 普通僅適于對信息的順序訪問，而不利于對文 件的隨機存取。 每個物理塊上添加了一個銜接字，為信息管理添加了一些費事。首物理塊9090塊6565塊7171塊Null文件A的闡明圖4.4 串聯(lián)文件3.索引文件索引文件是實現(xiàn)非延續(xù)分配的另一種方案：系統(tǒng)為每個文件建立一個索引表，其中的表項指出存放該文件的各個物理塊號，而整個索引表由文件闡明項指出，如圖4.5所示。這種構造除了具備串連文件的優(yōu)點之外，還抑制了它的缺陷，它可以方便地進展隨機存取。 但是這種組織方式需求添加索

5、引表，添加了空間開銷。 A文件的索引指針257348NULL25塊48塊73塊0123圖4.5 索引文件4.多重索引文件當文件很大時，不僅存放文件信息需求大量盤塊，而且相應的索引表也必然很大。例如，假設盤塊大小為1KB，那么長度為100KB的文件就需求100個盤塊，索引表至少包含100項；假設文件大小為1000KB，那么相應索引表項要有1000項。設盤塊號用4B表示，上述第二種情況下，索引表就至少占用4000B約4KB。 很顯然，在這種情況下把索引表整個放在內(nèi)存是不適宜的，而且不同文件的大小不同，文件在運用過程中很能夠需求擴展空間。 單索引表構造已無法滿足靈敏性和節(jié)省內(nèi)存的需求，為此人們提出多

6、重索引構造又稱多級索引構造。 這種方法具有普通索引文件的優(yōu)點，但也存在著間接索引需求多次訪問磁盤而影響速度的缺陷。4.2.3 文件的存取方法順序存取方法進程從文件開場處順序讀取文件中一切字節(jié)或者記錄，不可以跳過某些內(nèi)容，也不可以非順序讀取，即按照邏輯順序依次存取文件中的內(nèi)容。這種存取方式最為簡單，在以磁帶為存儲介質的系統(tǒng)中，用這種順序存取方法是非常方便的。對文件的大量操作是讀和寫?？梢杂靡粋€讀寫指針rp指向下一次要讀出的記錄的起始地址，那么當該記錄讀出后，對rp作相應的修正。例如對定長記錄文件，有 rpi+1=rpi+L其中，L是記錄長度。 2.隨機存取方法隨機存取是把文件視為帶有編號的塊或記錄，每塊的大小通常是一樣的，它們被操作系統(tǒng)作為最小的定位單位。 隨機存取文件允許隨意讀出或寫入塊，對文件的存取不限定順序對于變長記錄構造的文件，用計算從頭至指定記錄的長度來確定讀寫位移的方式是很不方便的，通常采用索引表組織方式，如圖4.6所示。 L0L1LiR0R1Ri 01 i索引號長度指針索引表邏輯文件圖4.6 變長記錄文件3. 其它存取方法4. 成塊和緩沖 磁盤系統(tǒng)是典型的成塊I/O系統(tǒng)：由扇區(qū)大小來定義物理塊的大小，一切的磁盤I/O都以塊為根本單位，各塊大小一樣。文件邏輯記錄的大小并不一定恰好等于物