数据结构与算法C10.ppt

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1、§10.1.3磁盘结构§10.8多索引文件§10.7散列方式§10.6VSAM方式§10.3顺序文件§10.3顺序文件§10.3顺序文件§10.2文件概述§10.1外存结构简介§10.2.1文件的概念§10.1.2磁带结构§10.8.1多重表文件§10.8.2倒排文件§10.6.2VSAM操作§10.6.1VSAM方式§10.5.2ISAM结构的操作§10.5.1ISAM方式*§10.2.4缓冲技术§10.2.3文件的物理组织§10.2.2文件操作与存取方式§10.1.1外存储器简介第10章外存与文件组织前面我们讨论的数据结构都是针对内存（内部存储器）的。但是，如果数据的“规模”很大、或者需要

2、长期保存，则必须存放在外存（外部存储器）中。通常，程序员按“文件”方式使用外存，即将一个数据集作为文件存储在外存中，而文件在外存上的组织/存储（文件的存储结构）一般是由操作系统负责的，程序员（或其他用户）只是简单地通过对文件的访问实现对外存的使用。所以，文件与外存密切联系。外存的物理特性不同，其使用也有很大不同，前面介绍的各种数据组织方法和操作方法不能简单地照搬过来，需要根据文件的特点专门加以考虑。本章重点介绍外存与文件的逻辑特性、存储结构等问题。§10.1外存结构简介§10.1.1外存储器简介外存充当内存的下级存储器（辅助存储器），用作数据缓冲和永久保存。计算机CPU的操作，一般只直接针对内

3、存中的数据，涉及外存的CPU操作，一般只是成块的输入和输出（传输），其他操作需要数据时，一般是先读入内存，然后才处理。目前，外存按存储介质分为：磁盘（软盘、硬盘）磁带光盘光磁盘半导体盘在早期，计算机中还使用过磁鼓、纸带、卡片等做为外存，目前这些设备已被淘汰。目前，主流外存是硬盘。在操作系统或应用系统中，它是内存的直接延伸，应用程序和操作系统的活动数据，都存储在硬盘中。其他外存，如软盘、光盘、光磁盘、半导体盘等，一般作为后备存储器。另外，半导体存储器也常作为内存的高速缓冲(Cache)。§10.1.2磁带结构磁带存储器用磁带记录信息，磁带机可以控制磁带前进、后退，磁带机上读写磁头可以读写磁带上的

4、信息。磁带的运行情况类于录音机。磁带有不同的规格。目前使用的磁带一般有1/2英寸宽，最长可达3600英尽。1/2英寸的带面在纵向上可记录9位或7位二进制信息（分别称为9道带或7道带）。对9道带，纵向每排有9位二进制信息，其中8位组织成一个字节，另一位为奇偶校验位。磁带上的信息是以块为单位存放的。一个信息块由若干字节构成，如512字节或1024字节。要读写某一个块上信息，首先要定位，即通过磁带的移动使磁头对准被读块的前端。磁带不是连续运转的设备，而是一种启停设备。为适应启动时的加速和停止时的滑动，磁带上块与块之间需要留出间隙。间隙通常为1/4到3/4英寸长。间隙是一段空白区，不存放数据据信息。一

5、个信息块就是磁带存储器的一个物理记录，即外设一次读取操作所读取的记录。通常一个物理记录可存放多个逻辑记录。磁带存储器是一种顺序存储设备，它的主要缺点是读写速度慢。磁带存取速度取决于磁带的存储密度和走带速度，实际上磁带花在定位上的时间往往比较长，如果磁头离所找的块很远时，往往要花很长时间才能完成定位。因此磁带存储器适合于顺序存取，即读写一块之后，下一次读写它后边的相邻块，这样可以减少定位时间。磁带一般作为后备存储器。目前，由于光盘的出现，磁带的作用日见变小。§10.1.3磁盘结构软盘是通过在圆形软质塑料材料上涂上磁性物质形成的（形成磁介质）。磁性物质可通过电的作用处于“磁化”和“未磁化”两种状态

6、。两种状态分别用来表示二进制1和0。软盘一般是在塑料材料的两面都涂上磁性物质，使两面都可使用。目前，主流软盘容量为1.44MB，以前也出现过容量为360KB、720KB、1.2MB等的软盘。为了方便使用磁介质，将盘面逻辑划分为若干同心圆（磁盘有点象唱片，但唱片是螺旋线），每个同心园称为一个磁道。圆形盘面上再逻辑划分为若干扇区。这样，每个磁道被扇区划分为若干扇段。一个扇段一般可存储若干字节（所存储的字节数常常是512倍数）。扇段一般是CPU或其他设备读写的基本单位。见图10‑1。磁道和扇段都编号使用。按磁道和扇段的观点，每个盘面是一个二维存储区。每个存储单元（扇段）的地址为：（磁道号，扇区号）在

7、实际使用中，也经常依某种方式，将此二维结构映射为一维。如，可以给0道0扇区的扇段编号为0，0道1扇区的扇段编号为1,…,余类推，0道编完后，接着依次为其他道（1道、2道、…）上的扇段编以连续的号。这样，二维结构就映射为一维结构了。扇段图‑磁盘盘面结构(二)硬盘硬盘实质上是盘组。也就是，若干个盘片通过一个主轴串在一起，构成一个盘组。并且，每个盘面是用刚（是钢吗？？？===答：原正确）体材料做介质的载