第六章文件管理文件和文件系統文件的邏輯結構外存分配方式目錄管理文件存儲空間的管理文件共享與文件保護數據一致性控制5/22/20231文件的邏輯結構文件邏輯結構的類型順序文件索引文件索引順序文件直接文件和哈希文件5/22/20232文件邏輯結構的類型文件組織的兩種觀點用戶觀點（邏輯結構）：研究的是用戶思維中的抽象文件，也叫邏輯文件。其目的是為用戶提供一種結構清晰、使用簡便的邏輯組織。用戶按此去存儲、檢索和加工處理有關文件信息。實現觀點（物理結構）：研究的是存儲在物理設備介質上的實際文件，即物理文件。其目的是選擇一些性能良好、設備利用率高的物理結構。系統按此和外部設備打交道，控制信息的傳輸。對邏輯結構的要求提高檢索速度便于修改降低文件的存儲費用5/22/20233文件邏輯結構的類型有結構文件記錄式文件按記錄長度分定長記錄變長記錄根據用戶和系統管理需要分順序文件索引文件索引順序文件無結構文件流式文件其長度以字節為單位采用讀寫指針來指出下一個要訪問的字符如源程序、可執行文件、庫函數等5/22/20234文件邏輯結構的類型文件邏輯結構有結構文件（記錄式）無結構文件（流式）定長記錄變長記錄順序文件索引文件索引順序文件5/22/20235文件邏輯結構的類型1.有結構文件定長記錄：文件中所有記錄的長度都是相同的，所有記錄中的各數據項，都處在相同的位置，具有相同的順序和長度。變長記錄：指文件中各記錄的長度不相同。順序文件：由一系列記錄按某種順序排列所形成的文件，其中的記錄通常是定長記錄。索引文件：當記錄為變長記錄時，通常為之建立一張索引表，并為每個記錄設置一張表項，以加快對記錄的檢索速度。索引順序文件：是上述2種文件的一個結合，它為文件建立一張索引表，為每一組記錄中的第一個記錄設置一個表項。5/22/20236文件的邏輯結構文件邏輯結構的類型順序文件索引文件索引順序文件直接文件和哈希文件5/22/20237順序文件邏輯記錄的排序串結構

各記錄之間的順序與關鍵字無關通常由時間來決定存在問題順序結構文件中的所有記錄按關鍵字(詞)排列記錄號學號姓名性別出生時間11趙23錢34孫45李56周620吳5/22/20238順序文件對順序文件(SequentialFile)的讀/寫操作記錄長度記錄起始地址5/22/20239順序文件順序文件的優缺點優點結構簡單，容易實現順序文件的最佳應用場合，是在對諸記錄進行批量存取時，即每次要讀或寫一大批記錄只有順序文件才能存儲在磁帶上，并能有效地工作缺點如果用戶(程序)要求修改單個記錄，順序文件所表現出來的性能就可能很差如果想增加或刪除一個記錄，都比較困難（需移動大量數據）創建文件必須給出大小，不利于動態增長5/22/202310文件的邏輯結構文件邏輯結構的類型順序文件索引文件索引順序文件直接文件和哈希文件5/22/202311索引文件對定長記錄文件，如果要查找第i個記錄，可直接根據下式計算來獲得第i個記錄相對于第一個記錄首址的地址Ai=i×L對于可變長度記錄的文件，要查找其第i個記錄時，須首先計算出該記錄的首地址，Li為第i個記錄長度5/22/202312索引文件索引文件的組織索引本身是一個定長記錄的順序文件，主文件中每個記錄在索引表中占一個表項，可采用快速查找算法，如字典5/22/2023135/22/202314索引文件2、索引文件的檢索步驟：（1）根據用戶提供的關鍵字，利用折半查找法去檢索索引表，從中找到相應的表項；（2）再利用該表項中給出的指向記錄的指針值，去訪問所需記錄。（3）要向索引文件中增加一個記錄，便須對索引表進行修改。3、優點

檢索速度快，主要用于對信息處理的及時性要求較高的場合。4、缺點

存儲費用高，因為除了主文件外，還需配置一張索引表，且每個記錄都有一個索引項。5/22/202315文件已的邏甲輯結閱構文件現邏輯蹤蝶結構沖的類啦型順序臂文件索引益文件索引墻順序特文件直接而文件鏡和哈伐希文湊件5/借18錢/2躍02自316索引候順序譯文件索引靠順序踩文件斬（In托de長x爛Se情qu棗en疏ti槳al艘F遲il化e）是最鳳常見踩的一車種邏買輯文冶件組摟織形推式，輝是順序云文件鋪與索距引文貌件的蜂結合克服攤了變趟長記箭錄文極件不醉便于痰直接遷存取焰的缺包點，器代價權也不去太大將順缺序文組件中警的所予有記捐錄分密為若內干個組，為每組瞞中的餐第一掌個記陡錄建立膊索引烏項，其其中起含有醒該記潛錄的觸鍵值儀及指暮向該愧記錄頌的指功針5/儉18弦/2辮02祖317索引福順序蹤蝶文件索引犧順序敬文件5/癢18媽/2竿02岸3185/曬18轎/2蛇02府319文件木檢索蔬速度對順序兔文件晉檢索若記患錄數島據為N，則檢鳳索一衣條記缺錄時室，最扭好的災情況黑是第薦一條潔記錄鍬即為體所求蔥；最虛壞的安情況來是最辛后一該條記小錄為壺所求能；平吹均檢恭索N/擁2條記歐錄對索億引文靈件檢兄索可采籠用折綢半查恩找等勝方法輸，平紗均查偽找詢條記銳錄對索陣引順周序文曾件檢糖索索引戶文件嘗與順裕序文揭件的棒結合鍵值150100252012.55/籃18冬/2造02妨320索引捐順序雕文件將順竄序文羨件中介若干嘩記錄憶分為皮一組旁，每息組的顏第一莫項在貢索引辮表中噸占一再項。速度扣：例1：10歷00覺0個記全錄，自順序灰文件狂：50剖00次查霧找查湖到。索引袍順序杜文件橫，設10秤0個記腹錄一呆組，憂索引肺表的莖找法蓄設為渡順序章法的危情況笨下，貧則查尿找次圓數為50漂+5榆0=靜10翅0。例2：10籮00脹00莖0個紀本錄：低級驢索引姑：（10贊0個紀餐錄一諸組）嫁：10免00副0。高級斗索引課：10浴0速度麥：10搞0+禁50粘=1蘿505/左18枯/2跨02到321第六分章炎文件通管理文件硬和文苦件系舉統文件倡的邏座輯結省構外存楚分配扯方式目錄恒管理文件醒存儲絕空間罩的管抹理文件旦共享炊與文證件保緊護數據攝一致笨性控草制5/虛18鈔/2約02到3226.究3外存能分配恩方式對于翠任何汪一個醒文件杠，都冤存在倍著以提下兩莊種形姓式的布結構尖：(1巾)文件聽的邏輯爹結構(F感il惠e嫁Lo斗gi筋ca敲l脊St呀ru蜻ct碗ur父e)。(2毛)文件右的物理溝結構，鴿又稱福為文吃件的究存儲野結構罩，飄是指攏文件硬在外相存上攪的存和儲組宗織形快式。5/艘18全/2迫02渠323外存澇分配繞方式如何悼才能臘有效戀地利哈用外閘存空燈間?如何希提高擦對文愚件的號訪問鉗速度?5/御18園/2踩02癥324文件饑的物林理結潤構外存術的特揚點容量寇大，鄰斷電趁后仍陳可保飾存信毅息，臺速度帝較慢臨，成兇本較閣低兩部孟分組強成：職驅動膀部分+存儲圖介質種類年很多外存棗空間露組織幟與地影址與殊存取堪方式些非常者復雜I/謠O過程冠方式山非常邊復雜5/品18市/2民02銀325文件穩的物朗理結涂構用戶發對外碧存的心要求使用逢：讀陣寫外獎存數售據要求餓：方弓便、炮效率縣、安澤全在讀隱寫外名存時凍不涉梁及硬盟件細溜節，沿使用誤邏輯家地址萄和邏傘輯操麥作存取叨速度少盡可臟能快典，容希量大浴且空刺間利大用率滲高外存址上存虧放的混信息睡安全略可靠理，防穿止來般自硬欠件的倦故障寺和他港人的車侵權方便才地共下享，矮動態割擴縮佳，攜狂帶拆造卸，宇了解刮存儲陪情況放和使刊用情抖況以盡嶼可能查小的仗代價樓完成靠上述墊要求5/役18盞/2云02攻326文件茅的物般理結彎構文件圖的物沸理結尤構是盒指邏票輯文濤件在存敗儲設充備（外撥存）然上的存儲顫組織在形式，它曉與存飄儲介爸質的摘存儲云特性咬有關一個守文件維存儲揚介質患，格概式化系后就搜分成擾許多負大小濫相等挪的單嶼位——存儲潑塊（講物理體盤塊級），優一般進來說體，每滅個物塔理塊謎是一錄個磁勿盤的肝扇區象，51視2B。并給鍛每個匆存儲垃塊有裹個編垮號，裁稱為岔物理俘塊號物理浴塊是分配毒和傳賞輸信息盒的基本蹈單位，其像與外圍存設洗備有并關，椒但與厲邏輯牛記錄允大小鼓無關蔥，如扇區撞、簇文件釣在邏姓輯上交都可畜看作帶是連諸續的勢，但搶在物畜理設氏備上選存放兄時卻湊有不走同的律方式皇，如連續歌結構打（順鎖序結洲構）準、鏈錯接結倦構（查串聯跨結構怨）、穩索引礙結構貌、HA科SH文件等5/帖18維/2守02肢327按文懼件的坑物理挪結構勝分類（1）順序丘文件。它是交指把奔邏輯彼文件騙中的曉記錄友順序責地存桐儲到勞連續套的物嘴理盤講塊中剖。（2）鏈接今文件。它是裳指文伸件中聚的各匠個記膊錄可化以存眼放在灶不相房誠鄰接沿的各羽個物籠理盤湯塊中會，通結過物題理塊扮中的咳鏈接炭指針英，將著它們旋連接蜘成一雪個鏈飲表。（3）索引常文件。它是援指文籌件中詠的各烏個記炕錄可牧存儲勸在不護相鄰雪接的惡各個暴物理肅塊中啟。5/撇18記/2錯02詢328外存愛分配務方式連續忠分配鏈接樂分配索引薯分配5/糟18骨/2參02誘329連續棟分配連續粉分配(C雄on逝ti震nu亮ou打s盛Al泥lo挪ca菜ti奔on裁)要求拴為每葛一個梁文件扒分配一組轎相鄰所接的壘盤塊。一懂組盤煮塊定辜義了張磁盤蓄上的售一段罵線性禁地址在采使用連野續分推配方屈式時卡，可映把邏蟲輯文溜件中夜的記犯錄順芽序地復存儲泊到鄰葬接的濱各物棋理盤業塊中胳，這眾樣所愛形成唯的文秘件結雹構稱尸為順序到文件燒結構，此醬時的籃物理嫩文件普稱為順序熊文件5/湯18棟/2窮02館330連續紀分配5/勇18略/2鵲02昨331連續圈分配連續深分配淺的主脖要優燥缺點優點結構事簡單諷，容剝易實霜現支持房誠順序認存取挑和隨寄機存丙取順序廚存取只速度口快所需裙的磁貿盤尋屑道次視數和肚尋道蠻時間勸最少缺點要求善有連乏續的尿存儲兼空間觀，不反利于栗動態屑擴充容易射形成碎片鳳，空滋間利巷用不羨充分必須揮事先睡知道桌文件倚的長肆度，您用戶互不方調便5/診18攔/2緞02洽332外存喜分配羽方式連續習分配鏈接艙分配索引梨分配5/托18言/2啊02吐333鏈接鉤分配鏈接慕分配面（Ch勺ai刮ne雁d嗎Al呈lo愁ca鴉ti投on）可通黃過在展每個倉盤塊愛上的致鏈接寺指針電，將狡同屬班于一臨個文媽件的黎多個離散宏的盤塊鉆鏈接悶成一有個鏈表，把賠這樣鄙形成線的物見理文妙件稱窮為鏈接襖文件這種物文件躲結構不要粱求連富續存規放對于碰記錄報式文霉件一催塊中賽可包掙含一篇個邏像輯記響錄或督多個創邏輯擱記錄紋，也觸可以貌若干褲物理交塊包塵含一帖個邏俊輯記匙錄鏈接謀方式隱式誘鏈接顯式捉鏈接5/劇18薄/2恨02左334鏈接配分配隱式醒鏈接文件呈名丑始址虧末禽址je少ep漆9慰2屬5文件水目錄01234567891011121314151617181920212223242526272829303111016-125磁盤評空間巡壽的鏈宣接式跪分配5/碑18旬/2押02寧335鏈接像分配隱式陶鏈接每個索物理征塊的坡最末大一個刻字(或第湖一個許字)作為費鏈接國字，黎它指元出后對繼塊煮的物音理地棵址。睛鏈首美指針誘存放而在該訴文件垂目錄拉中。守文件薄的結尺尾塊杰的指定針為啟“∧劑”優點離散陪存儲簡，空羨間利駕用率病高順序平存取謠效率撤高缺點隨機裳存取箱效率那太低哭，若塊要訪北問第i個物獻理塊豪，必詳須讀雹出前i-澤1個5/欣18糧/2烏02灰336鏈接緣瑞分配顯式饅鏈接為了烤克服也鏈接糟文件胸的存束取效以率太胡低的殺問題墾，人泄們提凳出文件種映照劍的技恨術，即省把鏈惑接文厲件中洪的鏈吃接字斗集中螺在一撕結構示中，這樣黎既保賓持了個鏈接岡文件稿的優后點，嚼也克站服了裝其缺煤點，DO潮S、WI卷ND娛OW毫S系統普就采毅用了桶這樣猜結構文件劇分配并表（Fi苗le悶A騎ll浩oc澤at腎io掙n映Ta邪bl矩e,憐F畢AT）5/旗18蠶/2峽02年337鏈接伐分配文件題分配掃表（Fi烏le布A柄ll稿oc獎at循io搬n設Ta欲bl痕e,逗F緩AT）磁盤歉格式顛化后史建立尖，從停磁盤啦的第其二個波開始筐，有震兩個凱相同閱的FA償T用于匠記錄惰外存申分配月狀況擾，每舟個盤現塊（觸或簇隱）占軍一項迫，放恰在內闊存中臣，整攀個系表統一朱張FA攻T表的施序號既為物疲理盤衡塊號牢或簇非號，央從0至N-跨1分配硬給一架個文佳件的盛所有圾物理辯塊都辱在該席表中鼻標出秤，文說件的個第一旨個盤教塊號的記入塵文件牌的FC誼B中5/壤18者/2謠02品338鏈接蓄分配顯式眉鏈接5/賠18傲/2皇02盯339鏈接閣分配顯式埋鏈接在FA蘆T中每貍個物壁理塊蠢占一舍個表臺項，床增加爽一個介指針共指向多下一蛇個物俊理塊床，最榮末一放個物園理塊逗的指薦針為史“∧賠”5/等18瞞/2單02并340鏈接奏分配5/導18甜/2雪02伸341DO營S磁盤菜訪問列操作說流程文件莫名磁盤槽目錄存表FD杠T磁盤點參數目表文件染位置相分配表FA腹T磁盤堵扇區定位扇區洲物理操作磁盤嗎基數搞表5/欄18刮/2嗓02樸342鏈接祝分配實例對于1.在2M磁盤呢，每備個物轟理塊他大小熟為1K威B，則共歷有1.建2K個FA鹿T表項耕，若債每個寒表項雹占12位（1.芬5B），則共甩需1.究8K趁B的空辭間來臭保存FA時T。顯式限鏈接最分配優點便于直快速遺查找缺點FA益T很大耽，需裁較大財的內紡存空辭間5/熄18削/2決02冷343鏈接趣分配主要重優缺魔點優點消除吹了外箭部碎仍片，冊提高裁外存絨利用拋率文件痰動態陪增長皂時，辜可動初態地恭為它圓分配憶盤塊文件值的增稠刪改銳方便瓜，不聲需事恒先知窮道文刷件長缺點存取絹速度菠慢只適爭于順序示存取，不適懸于隨屢機存足取可靠遙性差錫，若構某一銜塊指針出錯跡，則閱鏈斷媽開更多訂的尋真道次芒數和積尋道取時間鏈接文指針惜占用蓬一定箱的空迅間5/郵18么/2膽02濕344外存否分配喜方式連續接分配鏈接柳分配索引美分配5/賀18敲/2少02縱345索引串分配一個砍文件嫩的信代息存碼放在存若干神不連和續物牽理塊禮中，閃另一構種形冒式的俊非連益續文屑件，脫文件氧數據扛存放駕的存弟儲介悔質上跟的物啊理塊毛號與顆文件成的邏治輯塊賴號一雖一對蠶應，鋼系統現為這柔樣對朝應關另系建立慚一個娃專用數據晃結構--索引蜻表索引劉表：伴一個雞文件切所有甲記錄賺的關腐鍵字曾和其爹它地提址的昂對照演表一個點索引召表就不是磁衫盤塊戰地址脫數組,其中葡第i個條略目指倒向文鴨件的荷第i塊5/遞18雪/2沈02典346索引位分配單級索引宣分配鏈接碰分配啊存在僅的問跌題不能眉支持燃高效橫的直咐接存洽取，要居對一穩個較大盤的文索件進行直接茅存取，須努首先藝在FA職T中順蔥序地化查找蘋許多賤盤塊儲號。FA統T需占用假較大的內存空間索引峽分配為每個臘文件胞分配往一個白索引斷塊，把爽分配哨給該波文件籮的所扁有盤俱塊號鍋都記俱錄在華該索瞇引塊世中在建像立一礦個文踐件時向，便轉為之白建立挎的目逐錄項陸中填子上指傻向該抓索引肢塊的陵指針支持稀直接懼訪問對于狗大文圾件而染言，爹該方律式優粱于鏈材式分陶配方盞式5/麻18軌/2崇02避347索引療分配012345678910111213141516171819202122232425262728293031文件皂名日索峽引表條地址文件滴目錄Je港ep紹1991611025-1-1-1195/辣18獻/2聽02鉛348索引少分配若每個曉盤塊緞大小襪為1K蔥B，每個扒盤塊刻號占4B，則索法引塊繞中可押存放25身6個盤顏塊號篇，即警采用缸這種頑索引禾方式塑時每網個文黃件大小仔不能超過25參6K棕B索引淘表組成織鏈接療模式:一個亭盤塊柿一個獅索引醫表,多個鍵索引概表鏈陰接起黎來多級糕索引:將一遠個大損文件芽的所莖有索眉引表師（二夾級索錘引)的地能址放置在另牲一個補索引游表（青一級蚊索引)中5/不18耍/2兵02備349索引粉分配多級廈索引庭分配5/額18轟/2免02久350索引伏分配若每貓個盤獻塊大華小為1K鑄B，每個續盤塊油號占4B，則一衡級索虎引塊太中可候存放25兩6個盤炭塊號信，即街對應25線6個二扯級索使引塊每個蜘二級嬸索引赴塊可漸對應25方6個物罵理磁列盤塊菜，采藍用這御種索疾引方取式時判每個飄文件豆大小悔不能吊超過25穩6*25甘6*1蒜KB悶=64繡MB若每廳個盤冊塊大疤小為4K，則最追大文搜件大鋪小為1K擴*1諒K*意4K宮=4彩GB5/郊18隊/2亂02兄351混合也索引黃分配直接橡地址物理高盤塊索引討塊5/絕18仍/2領02傅352混合膝索引賣分配直接垃地址為了饞提高房誠對文勾件的黨檢索創速度往，賓在索濫引結劑點中呀可設棕置10個直日接地邁址項鞋，晨即用ia鹽dd舉r(害0)創~i時ad參dr住(9俯)來存屋放直燥接地殘址一次革間接育地址對于滲大、駱中繼型文液件，萄可再是利用開索引既結點迅中的求地址項ia廊dd浙r(鐮10派)來提舟供一立次間蔬接地謠址。叨這種債方式換的實反質就方是一卵級索垃引分功配方管式多次授間接教地址當文燈件長支度大償于4僚MB窮+4慚0冤KB時(一次資間址非與10個直階接地臺址項)，登系統訊還須壯采用溉二次雪間址殺分配永方式拍。這景時，菊用地閉址項ia扇dd惜r(叫11夠)提供業二次跪間接揀地址犯。該衛方式何的實遺質是的兩級水索引協分配拴方式5/冷18肅/2厚02愧353索引啊分配UN娘IX系統久采用筑索引橫文件右結構象，UN內IX系統侄采用劉多級蝦間接仰索引套結構讀，對累小型外文件育采用罵直接劉索引歷，對姥大型焦文件國采用澆間接沫索引終，從肺而，乏既保訴證絕月大多犁數的尺文件禁有高籠的存臨取效蝴率，戴又能錦適應位存取具一些享大型木文件赴。（擱既保顧證了頑文件匆系統閃的高表效率狠，又短使其郵有很魄寬的羊適應歐面）5/鳥18紋/2兇02