文件的逻辑组织、物理组织及存取方法之间的关系如何

2021-02-25 17:54:04 字数 5869 阅读 5459

1楼:

面向用户从使用角度确定的文件结

构称为文件的逻辑结

构;文件系统从文件的存储和检专索的角

属度,在存储介质上的

文件组织方式称为文件的物理结构。

文件的逻辑结构离不开文件的实际物理结构。

同时又与文件

的存取方法有关。

按存取的次序分,文件的存取方法分为顺序存取和直接存取。一般来说,对顺序存取的文件,文件系统可把它组织成顺序文件和链接文件;对于随机存取的文件,文件系统可把它组织成索引文件。但索引文件也可以进行顺序存取。

什么是文件的逻辑组织和物理组织?文件的逻辑组织有几种形式?

2楼:匿名用户

1 文件

的逻辑组织

文件的逻辑组织通常分为两种形式,即有结构文件和无结构文件。

1)有结构文件

又称作记录式文件,它在逻辑上可被看成一组连续记录的集合,即文件是由若干个相关的记录组成。每个记录是一组相关的数据集合,用于描述一个对象某个方面的属性。

记录式文件按其记录的长度是否相同又可分为:定长记录文件和变长记录文件两种。

(1)定长记录文件:指文件中所有记录的长度都相同。文件的长度可用记录的数目来表示。定长记录处理方便,开销小,被广泛用于数据处理中。

(2)变长记录文件:指文件中各记录的长度不相同。在处理之前每个记录的长度是已知的。

2)无结构文件

无结构文件是指文件内部不再划分记录,它是由一组相关信息组成的有序字符流,即流式文件,其长度直接按字节计算。如大量的源程序、可执行程序、库函数等采用的文件形式是无结构文件形式。在unix系统中,所有的普通文件都被看做是流式文件,系统不对文件进行格式处理。

2 文件的物理组织

几种基本的文件物理存储组织形式:

1)连续文件

连续文件(又称做顺序文件)是基于磁带设备的最简单的物理文件结构,它是把一个逻辑上连续的文件信息存放在连续编号的物理块(或物理记录)中。

连续文件的优点是在顺序存取时速度较快,常用于存放系统文件,如操作系统文件、编译程序文件和其它由系统提供的实用程序文件,因为这类文件往往被从头至尾依次存取。

但连续文件也存在如下缺点:

(1)要求建立文件时就确定它的长度,依此来分配相应的存储空间,这往往很难实现。

(2)不便于文件的动态扩充。

(3)可能出现外部碎片,就是在存储介质上存在很多空闲块,但它们都不连续,无法被连续的文件使用,从而造成浪费。

2)串连文件

为克服连续文件的缺点,可把一个逻辑上连续的文件分散存放在不同的物理块中,这些物理块不要求连续,也不必规则排列。为了使系统能找到下一个逻辑块所在的物理块,可在各物理块中设立一个指针(称为连接字),它指示该文件的下一个物理块。

串连文件克服了连续文件的缺点,但它又带来新的问题:

(1)一般仅适于对信息的顺序访问,而不利于对文件的随机存取。

(2)每个物理块上增加一个连接字,为信息管理添加了一些麻烦。

3)fat文件

串连文件的缺点可通过把连接字放在一个内存**中的方式加以克服。这种在内存中的**就称为文件分配表(fat,file allocation table)。

由于连接字保存在fat表项中,因此整个盘块都可以用来存放数据。另外,也更容易实现随机存取了。与串连文件相似,在文件目录中要添加一个整数,标明该文件的起始盘块号。

这种方法的主要缺点是整个fat必须在系统工作期间始终驻留在内存中,从而占用了较多内存空间。当然,可以把这个表移到分页内存中,采用调页方式进行管理。但是,仍然要占用大量的虚存空间和盘空间,同时也会产生额外缺页问题。

4)索引文件

索引文件是实现非连续分配的另一种方案:系统为每个文件建立一个索引表。其中的表项指出存放该文件的各个物理块号,而整个索引表由文件说明项指出。

这种结构除了具备串连文件的优点之外,还克服了它的缺点。它可以方便地进行随机存取。但是这种组织形式需要增加索引表带来的空间开销。

如果这些**仅放在盘上,那么在存取文件时首先得取出索引表,然后才能查表、得到物理块号。这样就至少增加了一次访盘操作,从而降低了存取文件的速度,加重了 i/o负担。一种改进办法是同时把索引表部分或全部地放人内存。

这是以内存空间为代价来换取存取速度的改善。

5)多重索引文件

为了用户使用方便,系统一般不应限制文件的大小。如果文件很大,那么不仅存放文件信息需要大量盘块,而且相应的索引表也必然很大。在这种情况下把索引表整个放在内存是不合适的,为此引出多重索引结构(又称多级索引结构)。

在这种结构中采用了间接索引方式,即由最初索引项中得到某一盘块号,该块中存放的信息是另一组盘块号;而后者每一块中又可存放下一组盘块号(或者是文件本身信息),这样间接几级(通常为1~3级),最末尾的盘块中存放的信息一定是文件内容。例如,unix文件系统就采用了多重索引的方式。

这种方法具有一般索引文件的优点,但也存在间接索引需要多次访盘而影响速度的缺点。由于unix分时环境中多数文件都较小,这就大大减弱了其缺点所造成的不利影响。

文件的物理结构有哪3种,分别具备什么优缺点

3楼:爱佳佳的恐龙

一、顺序结构

优点:1、支持顺序存取和随机存取。

2、顺序存取速度快。

3、所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。

缺点:1、需要为每个文件预留若干物理块以满足文件增长的部分需要。

2、不利于文件插入和删除。

二、链式结构

优点:1、提高了磁盘空间利用率,不需要为每个文件预留物理块。

2、有利于文件插入和删除。

3、有利于文件动态扩充。

缺点:1、存取速度慢,不适于随机存取。

2、当物理块间的连接指针出错时,数据丢失。

3、更多的寻道次数和寻道时间。

4、链接指针占用一定的空间,降低了空间利用率。

三、索引结构

优点:1、不需要为每个文件预留物理块。

2、既能顺序存取,又能随机存取。

3、满足了文件动态增长、插入删除的要求。

缺点:1、较多的寻道次数和寻道时间。

2、索引表本身带来了系统开销。如:内外存空间,存取时间等。

拓展资料:

文件存取方法:

顺序存取:顺序存取是按照文件的逻辑地址顺序存取。

固定长记录的顺序存取是十分简单的。读操作总是读出上一次读出的文件的下一个记录,同时,自动让文件记录读指针推进,以指向下一次要读出的记录位置。如果文件是可读可写的。

再设置一个文件记录指针,它总指向下一次要写入记录的存放位置,执行写操作时,将一个记录写到文件 末端。允许对这种文件进行前跳或后退n(整数)个记录的操作。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。

可变长记录的顺序文件,每个记录的长度信息存放于记录前面一个单元中,它的存取操作分两步进行。读出时,根据读指针值先读出存放记录长度的单元 。然后,得到当前记录长后再把当前记录一起写到指针指向的记录位置,同时,调整写指针值 。

由于顺序文件是顺序存取的,可采用成组和分解操作来加速文件的输入输出。

直接存取(随机存取法):

很多应用场合要求以任意次序直接读写某个记录。例如,航空订票系统,把特定航班的所有信息用航班号作标识,存放在某物理块中,用户预订某航班时,需要直接将该航班的信息取出。直接存取方法便适合于这类应用,它通常用于磁盘文件。

为了实现直接存取,一个文件可以看作由顺序编号的物理块组成的,这些块常常划成等长,作为定位和存取的一个最小单位,如一块为1024字节、4096字节,视系统和应用而定。于是用户可以请求读块22、然后,写块48,再读块9等等。直接存取文件对读或写块的次序没有限制。

用户提供给操作系统的是相对块号,它是相对于文件开始位置的一个位移量,而绝对块号则由系统换算得到。

索引存取:

第三种类型的存取是基于索引文件的索引存取方法。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。通常记录按记录键的某种顺序存放,例如,按代表健的字母先后次序来排序。

对于这种文件,除可采用按键存取外,也可以采用顺序存取或直接存取的方法。信息块的地址都可以通过查找记录键而换算出。实际的系统中,大都采用多级索引,以加速记录查找过程。

4楼:砂粒

文件的物理结构以下几种:

1、顺序结构又称连续结构。这是一种最简单的物理结构,它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件在存储设备上的起始地址(首块号)和文件长度(总块数),就能很快地进行存取。

这种结构的优点是访问速度快,缺点是文件长度增加困难。

2、链接结构这种结构将逻辑上连续的文件分散存放在若干不连续的物理块中,每个物理块设有一个指针,指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块号,就可以按链指针检索整个文件。这种结构的优点是文件长度容易动态变化,其缺点是不适合随机访问。

3、索引结构。采用这种结构逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块中,系统为每个文件建立一张索引表,索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。索引表也以文件的形式存放在磁盘上。

给出索引表的地址,就可以查找与文件逻辑块号对应的物理块号。如果索引表过大,可以采用多级索引结构。这种结构的优点是访问速度快,文件长度可以动态变化。

缺点是存储开销大,因为每个文件有一个索引表,而索引表亦由物理块存储,故需要额外的外存空间。另外,当文件被打开时,索引表需要读入内存,否则访问速度会降低一半,故又需要占用额外的内存空间。

4、hash结构又称杂凑结构或散列结构。这种结构只适用于定长记录文件和按记录随机查找的访问方式。hash结构的思想是通过计算来确定一个记录在存储设备上的存储位置,依次先后存入的两个记录在物理设备上不一定相邻。

按hash结构组织文件的两个关键问题是:定义一个杂凑函数;解决冲突;

5、索引顺序结构,索引表每一项在磁盘上按顺序连续存放在物理块中。

5楼:匿名用户

一、顺序结构

优点:1、简单:存储与管理都简单,且容易实现。

2、支持顺序存取和随机存取。

3、顺序存取速度快。

4、所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。

缺点:1、需要为每个文件预留若干物理块以满足文件增长的部分需要。

2、不利于文件插入和删除。

二、链式结构

优点:1、提高了磁盘空间利用率,不需要为每个文件预留物理块。

2、有利于文件插入和删除。

3、有利于文件动态扩充。

缺点:1、存取速度慢,不适于随机存取。

2、当物理块间的连接指针出错时,数据丢失。

3、更多的寻道次数和寻道时间。

4、链接指针占用一定的空间,降低了空间利用率。

三、索引结构

优点:1、不需要为每个文件预留物理块。

2、既能顺序存取,又能随机存取。

3、满足了文件动态增长、插入删除的要求。

缺点:1、较多的寻道次数和寻道时间。

2、索引表本身带来了系统开销。如:内外存空间,存取时间等。

广义的“文件”指公文书信或指有关政策、理论等方面的文章。文件的范畴很广泛,电脑上运行的如杀毒、游戏等软件或程序都可以叫文件。

狭义的“文件”一般特指文书,或者叫做公文。文件是人们在各种社会活动中产生的记录。狭义的"文件"并不能等同于”档案“,它们的主要区别在于是否具有保存价值以及是否具备原始记录的性质。

如果两者都具备,则可以称之为”档案“,否则只能算作文件。虽然两者有很大的交集,但绝不能等同。

文件通常具有三个字母的文件扩展名,用于指示文件类型(例如,**文件常常以 jpeg 格式保存并且文件扩展名为 .jpg)。

文件有很多种,运行的方式也各有不同。一般来说我们可以通过文件名来识别这个文件是哪种类型,特定的文件都会有特定的图标(就是显示这个文件的样子),也只有安装了相应的软件,才能正确显示这个文件的图标。

文件是对软件中另一组成部分──程序的解释和说明,是对研制过程进行管理的重要手段。文件也是使用、理解和维护软件所不可缺少的重要资料。

基本单位是字符,流式文件是有序字符的集合,其长度为该文件所包含的字符个数,所以称为字符流文件。

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