OS(十二)：文件管理之 文件的逻辑结构

　文件存在两种形式的结构：

　　逻辑结构：又称为文件组织，用户角度的文件组织形式，用户可直接处理数据及其结构，独立于文件的物理特性。

　　物理结构：又称为文件的存储结构，值文件在外存上的存储组织形式。

1、文件逻辑结构的类型

　　文件逻辑结构分为两大类：有结构文件，也被称为记录式文件，由一个以上的记录构成的文件；无结构文件，也被称为流式文件，由字符流构成的文件。

1.1、有结构文件

　记录式文件，每个记录都用于描述实体集的一个实体。记录的长度可分为 定长 和 不定长 两类。

　　·定长记录：文件中所有记录的长度都相同，所有记录中的各数据项都处在记录中相同的位置，具有相同的顺序和长度。

　　·变长记录：文件中各记录的长度不相同，

　常采用组织记录的方式：

　　·顺序文件：一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，定长记录。

　　·索引文件：记录为可变长度时，建立一张索引表，并为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。

　　·索引顺序文件：为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项。

1.2、无结构文件

　　源程序、可执行文件、库函数等，采用的就是无结构的文件形式，即流式文件。长度以字节为单位。对流式文件的访问，采用读/写指针来指出下一个要访问的字符。

2、顺序文件(Sequential File)

2.1、逻辑记录的排序

　　文件是记录的集合，可按照不同的顺序进行排列。可归纳为两种：

　　串结构，各记录之间的顺序与关键字无关。

　　顺序结构，文件中的所有记录按关键字排列。顺序结构文件有更高的教唆效率。

2.2、对顺序文件的读/写操作

　　读一个文件时，设置读指针Rptr，令它指向下一个记录的首地址，每当读完一个记录时，便执行 Rptr = Rptr + L 操作，使指向下一个记录的首地址，L为记录长度。

　　写一个文件时，设置写指针Wptr，令它指向要写的记录的首地址，每当写完一个记录时，便执行 Wptr = Wptr + L 操作，L为记录长度。

　　对于变长记录的顺序文件，在顺序读或写时，分别为他们设置读或写指针，每次读或写完一个记录后，将读或写指针加上L，L为记录的长度。

2.3、优缺点

　　顺序文件适用于对记录进行批量存取，顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高的。

　　查找或修改单个记录，逐个查找记录，性能差；增加或删除一个记录较为困难。

3、索引文件(Index File)

　　对于变长记录文件，建立一张索引表，对主文件中的每个记录，在索引表中舍友一个相应的表项，用于记录该记录的长度L及指向该记录的指针(指向该记录在逻辑空间的首址)。

　　索引表是按记录键排序，索引表本身是一个定长记录的顺序文件，方便的实现直接存取。

　　索引文件的组织形式：

 

　　对索引文件检索时，根据用户提供的关键字，利用折半查找法去检索索引表，从中找到相应的表项；再利用该表项中给出的指向记录的指针值，去访问锁需的记录。

4、索引顺序文件

　　索引顺序文件，是顺序文件和索引文件的产物，将顺序文件中的所有记录分为若干个组，为顺序文件建立一张索引表，在索引表中为每组中的第一个记录建立一个索引项，其中含有该记录键值和指向该记录的指针。