《计算机操作系统 》课件_6.2文件的结构和存取.pptxVIP

文件的逻辑结构：面向用户的文件组织结构和构造方式

文件的物理结构：文件在存储介质上的组织方式

文件的存取

6.2文件的结构和存取

6.2文件的结构和存取

研究逻辑结构的目的

为用户提供一种逻辑结构清晰、使用简便的逻辑文件形式。

用户按文件的逻辑结构形式去存储、检索和加工文件中的信息。

研究物理结构的目的

选择工作性能良好、设备利用率高的物理文件形式。

系统按照文件的物理结构形式和外部设备打交道，控制信息的传输。

6.2.1文件的逻辑结构

设计原则

操作手段简单易用

提高文件信息的检索速度

方便文件内容的修改

数据空间紧凑降低文件的存储费用

系统灵活性

6.2文件的结构和存取

6.2.1文件的逻辑结构

2.分类

有结构文件：指整个文件由若干条记录构成，也称记录式文件

数据组织形式分成数据项、记录和文件三级

定长记录文件与变长记录文件

大量的数据结构和数据库，是采用有结构文件的形式。

无结构文件：由一组相关信息组成的有序字符流，也称流式文件

文件长度按字节计算。

对流式文件的访问，是用读写指针指出下一个要访问的字符。

-UNIX、DOS、WINDOWS系统中的文件都是流式文件。

6.2文件的结构和存取

6.2.1文件的逻辑结构

3.有结构文件分类

顺序文件

索引文件

索引顺序文件

直接文件和散列文件

6.2文件的结构和存取

（1）顺序文件

记录的排序

串结构，各记录之间的顺序与关键字无关。通常的办法是由时间来决定，即按存入时间的先后排列，最先存入的记录作为第一个记录，其次存入的为第二个记录，……依此类推。

顺序结构，指文件中的所有记录按关键字(词)排列。可以按关键词的长短从小到大排序，也可以从大到小排序；或按其英文字母顺序排序。

对顺序文件的读/写操作

顺序文件的优缺点

优点：顺序文件的最佳应用场合，是在对诸记录进行批量存取时，即每次要读或写一大批记录。此时，对顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高的。

缺点：查找、增加或者删除记录都比较困难。

Ai=i×L

（2）索引文件

（3）索引顺序文件

（4）直接文件和哈希文件

直接文件

根据给定的记录键值，直接获得指定记录的物理地址。换言之，记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换。直接文件的组织关键是用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。

散列（Hash）文件：典型和最为广泛的直接文件

6.2.2文件的物理结构

文件的物理结构又称为文件的存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式，它与存储介质的物理特性、文件的存取方法以及所采用的存储空间的分配方式都有关。

物理块（又称为磁盘块或者簇）：磁盘上一组连续扇区，大小一般是2n（n为整数）个扇区，它是文件分配和传输信息的基本单位。

分配方式：静态分配和动态分配

常用文件物理结构

连续文件

链接文件

索引文件

6.2文件的结构和存取

6.2.2文件的物理结构

1.连续文件

连续文件又称为顺序文件，它是把逻辑文件中的信息顺序地存放到一组相邻接的磁盘块中而形成的物理文件。

6.2文件的结构和存取

主要优点：

顺序访问速度快

可随机存取

主要缺点：

磁盘空间会产生碎片

文件修改困难

6.2.2文件的物理结构

1.连续文件

6.2文件的结构和存取

文件名

起始块

块数

count

1

2

tr

14

4

mail

19

6

list

28

4

f

6

2

文件目录

文件名

物理地址

1

2

3

0

5

6

7

4

9

10

11

8

13

14

15

12

17

18

19

16

21

22

23

20

25

26

27

24

list

29

30

31

28

mail

count

tr

f

6.2.2文件的物理结构

2.链接文件

一个逻辑上连续的文件分散存放在多个不连续的磁盘块中，再使用链接指针将这多个离散的磁盘块链接起来，这样形成的物理文件称为链接文件

（1）隐式链接

6.2文件的结构和存取

主要缺点：

文件只能顺序存取

文件容易丢失

6.2.2文件的物理结构

2.链接文件

（2）显式链接

所有链接指针统一存放在一张显示的链接表(FAT，FileAllocationTable，称为文件分配表)中。一个逻辑磁盘设置一张表，以物理盘块号为序，表项内容为指向某文件的下一盘块的指针。

6.2文件的结构和存取

主要优点：

检索速度快

支持随机存取

主要缺点：

FAT表占内存空间

FAT表较大时，随机存取效率降低

MS-DOS、Windows、OS