[科普中国]-顺序磁盘文件

简介

文件是记录的集合。文件中的记录可以是任意顺序的，因此，它可以按照各种不同的顺序进行排列。一般地可以归纳为以下两种情况：

第一种情况是串结构，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……，以此类推。

第二种情况是顺序结构，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；或按其英文字母排序。

顺序磁盘文件即文件在磁盘中的物理结构和顺序结构是一致的，磁盘顺序文件适合批量存取。增加或删除一个文件十分困难。常见查找方法有顺序查找、索引顺序存取方法。

文件结构通常，文件是由一系列的记录组成的。文件系统设计的关键要素，是指将这些记录构成一个文件的方法，以及将一个文件存储到外存上的方法。事实上，对于任何一个文件，都存在着以下两种形式的结构:

(1) 文件的逻辑结构(File Logical Structure)。这是从用户观点出发所观察到的文件组织形式， 是用户可以直接处理的数据及其结构， 它独立于文件的物理特性， 又称为文件组织(FileOrganization)。

(2) 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。这不仅与存储介质的存储性能有关，而且与所采用的外存分配方式有关。无论是文件的逻辑结构，还是其物理结构，都会影响对文件的检索速度。2

优缺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；此外，也只有顺序文件才能存储在磁带上，并能有效地工作。

在交互应用的场合，如果用户(程序)要求查找或修改单个记录，为此系统便要去逐个地查找诸记录。这时，顺序文件所表现出来的性能就可能很差，尤其是当文件较大时，情况更为严重。例如，有一个含有104个记录的顺序文件，如果对它采用顺序查找法去查找一个指定的记录，则平均需要查找5×103个记录；如果是可变长记录的顺序文件，则为查找一个记录所需付出的开销将更大，这就限制了顺序文件的长度。

顺序文件的另一个缺点是，如果想增加或删除一个记录，都比较困难。为了解决这一问题，可以为顺序文件配置一个运行记录文件(Log File)或称为事务文件(Transaction File)，把试图增加、删除或修改的信息记录于其中，规定每隔一定时间，例如4小时，将运行记录文件与原来的主文件加以合并，产生一个按关键字排序的新文件。

方法顺序查找顺序查找是在一个已知无(或有序）序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。原理是让关键字与队列中的数从最后一个开始逐个比较，直到找出与给定关键字相同的数为止，它的缺点是效率低下。

索引顺序存取方法SAM为Indexed Sequential Access Methed(索引顺序存取方法)的缩写，它是一种专为磁盘存取文件设计的文件组织方式，采用静态索引结构。由于磁盘是以盘组、柱面和磁道三级地址存取的设备，则可对磁盘上的数据文件建立盘组、柱面和磁道多级索引。

在ISAM文件上检索记录时，从主索引出发，找到相应的柱面索引；从柱面索引找到记录所在柱面的磁道索引；从磁道索引找到记录所在磁道的起始地址，由此出发在该磁道上进行顺序查找，直到找到为止。若找遍该磁道均不存在此记录，则表明该文件中无此记录；若被查找的记录在溢出区，则可从磁道索引项的溢出索引项中得到溢出链表的头指针，然后对该表进行顺序查找。