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  • 文件的物理结构

    2019-11-03 09:16:04
    文件的物理结构

    文件的物理结构

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    1.顺序分配

    1.怎么分配的
    为文件分配的必须是连续的磁盘块

    2.目录项内容
    起始块号、文件长度

    3.优点
    顺序存取速度快、支持随机访问

    4.缺点
    会产生碎片,不利于文件拓展

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    支持直接访问时连续访问的最大的优点

    第二个优点
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    缺点
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    第二个缺点
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    2.链接分配

    (1)隐式链接
    1.怎么分配的
    除文件的最后一个盘块之外,每个盘块中都存在指向下一个盘块的指针

    2.目录项内容
    起始块号、结束块号

    3.优点
    可解决碎片问题,外存利用率高,文件拓展实现方便

    4.缺点
    只能顺序访问,不能随机访问

    (2)显示链接
    1.怎么分配的
    建立一张文件分配表(FAT),显示记录盘块的先后关系(开机后FAT常驻内存)

    2.目录项内容
    起始块号

    3.优点
    除了拥有隐式链接的优点之外,还可通过查询内存中的FAT实现随机访问

    4.缺点
    FAT需要占用一定的存储空间

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    隐式链接只支持顺序访问不支持随机访问,特别是在读入第i块逻辑块,总共需要i+1次磁盘I/O
    查找效率低、耗费空间
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    FAT开机时读入内存,并常驻内存,并且顺序存储,在内存所以不需要I/O操作

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    3.索引分配

    1.怎么分配的
    为文件数据建立索引表,若文件太大,可采用链表方案,多层索引,混合索引

    2.目录项内容
    链接方案记录的是第一个索引块的块号,多层/混合索引记录的是顶级索引块的块号

    3.优点
    支持随机访问,易于实现文件的拓展

    4.缺点
    索引表需占用一定的存储空间。访问数据块前需要先读入索引块。若采用链接方案,查找索引块时可能需要很多次读磁盘操作.

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    灵魂之问

    如何实现文件的逻辑块号到物理块号的转换?
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    问题来了
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    解决方案
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    链接方案的低效引出了多级索引
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    总结

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  • ![图片说明]... 怎么在c++中 解析出PDF文件的物理结构,如图中所示?我搜到的都是解析出PDF文件的文字或者图表之类的,我想直接解析出PDF的内部结构——文件头、文件体、交叉引用表、文件尾这些东西?
  • 8.3文件的物理结构

    2020-06-05 14:25:09
    与线性表缺点相同,想在文件中插入新记录时,数据要整体往后移动。浪费时间。 一个文件记录都是指针连接,好处就是增加新记录只需要修改指针,坏处就是要查找某一个记录需要顺序查找。 链式是整个...

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    与线性表的缺点相同,想在文件中插入新的记录时,数据要整体往后移动。浪费时间。
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    一个文件中的记录都是指针连接的,好处就是增加新记录只需要修改指针,坏处就是要查找某一个记录需要顺序查找。
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    链式是整个磁盘一张索引表,索引分配是一个文件一个索引表,里面存放每个盘块的指针。

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    单级索引也有缺陷,如果文件很大,索引表也会很大,检索就会花费比较多时间,引入多级索引。
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    主索引和次索引以及磁盘块都是1kB,由于每一个块号占4B,那每一块可以存放256个盘号,主索引块可以存放256个次索引块号,一个次索引可以存放256个物理块号,一个物理块号是1KB,所以总的一个文件大小是2562561Kb = 64MB,可以将256转换成2的8次方计算。

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    十个直接索引,一个一级间接索引,一个二级间接索引,一个三级间接索引。
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    为了减少检索代价,从小的开始,先是直接索引,没有占用索引块,之后是一级索引占用一个索引块,因为一个索引块是1K个地址块,所以除1K可以算出需要的二级索引的块号。
    之后将索引块相加(红色部分)。

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  • 一、文件的物理结构 文件的物理结构又称为文件的存储结构,它是指文件在外存上的存储组织形式,是与存储介质的存储性能有关。常用的物理结构有连续文件结构、串联文件结构、索引文件结构三种。 二、文件的三种...

    一、文件的物理结构

    文件的物理结构又称为文件的存储结构,它是指文件在外存上的存储组织形式,与存储介质的存储性能有关。常用的物理结构有连续文件结构、串联文件结构、索引文件结构三种。


    二、文件的三种物理结构

    1. 连续文件结构(连续分配方式)

    它是最简单的物理文件结构,它把一个在逻辑上连续的文件信息依次存放到物理块中。如图所示,表示存放该文件的第一个块序号为10,它的长度为4,表示该文件从序号为10的块开始存储在连续的4个物理块中。

    顺序                                           

    2. 串联文件结构(链接分配方式)                               

    串联文件结构用离散分配,即非连续的物理块来存放文件信息。这些非连续的物理块之间没有顺序关系,其中每一个物理块设有一个指针,指向其后续物理块,从而使得存放同一文件的物理块链接成一个串联队列。

    如图所示,文件说明信息表示存放文件第一个的物理块号为20,该文件拥有一个指向文件首块的指针,文件首块的数据区保存文件真正的数据,指针区则指向存放该文件的下一个物理块,以此类推,采用的是类似于链表的结构表示一个存放位置不连续的文件。

     链接

     

    3. 索引文件结构(索引分配方式)

    索引文件要求系统为每个文件建立一张索引表,表中每一个栏目指出文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。

    如图所示,索引分配方式将每个文件的所有盘块号都集中存放在一个索引表(逻辑块与物理块的映射表)中,这是个磁盘块地址数组,根据逻辑块号找到对应的物理块号,根据物理块号到磁盘找具体的数据块即可。

     索引


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  • 操作系统 文件的物理结构和文件目录 先来说一下文件的文件目录。当我们建立一个文件之后,操作系统会给我们生成对应的记录文件信息的文件(记录文件) 的文件名,文件的类型,文件大小,文件访问权限等属性和文件的...

                                 操作系统 文件的物理结构和文件目录

    先来说一下文件的文件目录。当我们建立一个文件之后,操作系统会给我们生成对应的记录文件信息的文件(记录文件)

    的文件名,文件的类型,文件大小,文件访问权限等属性和文件的物理地址。这就是文件的目录(你可以理解为文件夹)

    每个文件都有一个文件目录,为了节省空间和访问效率,操作系统把所有文件的目录都整理到一个文件中,这个文件就

    目录文件,专门存储文件的目录信息。

    目录文件的存储结构如图:

    这是一级目录的形式:属性记录文件的类型,大小等信息。物理地址对应的就是文件的物理地址,但是我们实际应用的时

    候会有多级目录。这样其中的物理地址记录的就是下层目录的地址。最后一层的记录的是文件的物理地址。如图:

    这样就是实现了多级目录,不过这种是针对单用户的情况,我们对多用户的共享文件访问的同步比较复杂。因为这种情况

    对于多用户来说,系统会为其他用户复制一份一样的文件,这样的话对同步文件的访问就比较复杂。

    而且一次性把所有目录读到内存开销比较大,我们读到内存的就只需要文件名和文件的地址就ok,

    所以现在一般的操作系统不采用上述的文件目录的管理,以linux操作系统为例:采用记录inode结点的方式来管理目录

    方式如图:

    这样在多用户共享文件的时候,其他用户的指针直接指向共享的Inode结点就实现了文件共享。

    针对多用户来说有一种改进的策略,用一个基本文件目录来记录所有用户的信息。通过查询到的物理地址查看是文件

    还是目录。如果是文件,直接访问,如果是目录,再根据目录中的id号区基本文件目录查看物理地址。

    如图:

    这种方式更加节省内存,也大大提高访问文件的效率。

    注意:文件共享是指多用户之间的,一般一台计算机是无法实现的。可以通过局域网共享文件,也可以通过网络共享文

    件,比如我们买了服务器,开发网站,我们让每个用户有登陆注册的功能,对于linux服务器来说,此时各种用户就会访

    问共享数据库的文件,当用户注册成功之后,linux操作系统就会为每一个用户在主文件目录中添加该用户的信息。

    最终添加到MySQL数据库的表中。

    了解完文件目录之后我们再来看看文件的物理结构。

    我们知道根据目录文件的地址最终可以确定到文件最终在磁盘中的位置,但是为了高效且节省内存操作系统是怎么对

    文件进行管理呢?

    物理文件的结构分类:

    一、连续文件:

    1、顺序文件:

    磁盘上的文件按照物理结构连续来存储,根据每个文件的大小确定占多少个块(1块4kb)。然后在磁盘上找到连续的

    空间,在该文件的后面继续存放文件,我们只需要到固定的柱面的固定的磁道上寻找连续的文件时,只需要磁头移

    动到很小的距离就可以访问到。这样访问的速度块,访问容易,但是我们知道磁盘是机械运动,花费的时间比较大,

    而且读写是随机的,我们想要到指定的位置上写,还要先找到这块地址,磁盘上的文件删除时,整理磁盘碎片有需

    要很大的开销。所以这种文件的管理还是有一定的代价的。

    2、连接文件:

    ①隐式连接:每个文件都存储指向下一个文件的指针,这样可以根据指针找到我们需要的数据。不过这种方法的弊

    端。当我们访问某个文件时,需要从头开始访问这个文件,然后一直链到这个文件,需要加载到很多不需要的文件

    地址到内存,造成性能上的浪费。

    ②显示连接:这种方式是对上面隐式链接的改进,我们把所有文件指向下一个文件的指针都拿出来放在一个专门用

    来存放指向下一个地址的文件里。这张表叫做文件分配表(Fat)。我们只需要访问这个表的对应文件的位置就可以得

    到文件的内存。大大提高了检索的效率。windows和DOS操作系统都采用这种显示连接的方式。

    ③索引文件:我们为每一个文件都建立一个索引块,每一个文件的索引信息都记录在索引块中,这样我们根据索引

    中记录的地址来找到文件对应的实际物理地址,当我们的索引文件满的时候,就会有一个和该索引块一样的索引块

    来记录剩余的索引块,再用一个索引块来记录这两个索引块的位置,这样就达到了二级索引的效果。以此类推,我

    们可以实现多级索引的效果。至于对多级索引的组织结构的考虑,可以采用b树,b+树,红黑树等数据结构来实现

    大大提高检索的效率。

    ④NTFS文件系统:这种系统是微软公司开发的一款可恢复的,高效的文件管理系统。这种系统的磁盘组织是以‘簇’

    为分配和回收的基本单位。一簇的大小是2的整数次幂倍,不过一簇的大小一般是4k,这与我们的内存内存分配块

    的大小相契合。在这种系统下,磁盘里的文件都是以文件形式存在的,这种系统的特点就是安全,对数据保护做的

    很好。

     

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  • 1、用户创建文件时要给出文件的大小; 2、不利于文件的动态增加和修改; 3、对每个文件要求存放在存储介质上的 2、链接文件 优点: 1、提高了磁盘空间利用率,不存在外部碎片问题 2、不必事先知道文件长度 3、文件...
  • 一、文件块和磁盘块 二、连续分配 三、链式分配 (1)隐式链接 (2)显式链接 三、索引分配 (1)链接方案 (2)多层索引 (3)混合索引
  • 文件的物理结构(文件分配方式) 1.概述 2.文件块、磁盘块 3.连续分配 4.链接分配 5.隐式链接 6.显式链接 7.链接分配总结
  • 文件系统-文件的物理结构与存储设备 文件的物理结构 块:文件的存储设备通常划分为若干个大小相等的物理块,块是分配和传送信息的基本单位 字符流文件的块 对于字符流的无结构文件,每一个物理块中存放长度相等的文件...
  • 文件的物理结构(附脑图)

    千次阅读 2020-05-23 11:48:46
    这种文件的信息是按线性为序存取的,这种方法在大多数磁带系统中常使用,是比较简单的文件结构。磁盘存储设备上具有较为复杂的文件组织。在磁盘表面按径向缩减的一组同心圆称为磁道(track) ,每一个磁道又可进一步...
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  • 文件物理结构

    2017-12-10 20:25:24
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