1. 文件有哪些結構類型
文件的物理結構以下幾種:
1、順序結構又稱連續結構。這是一種最簡單的物理結構,它把邏輯上連續的文件信息依次存放在連續編號的物理塊中。只要知道文件在存儲設備上的起始地址(首塊號)和文件長度(總塊數),就能很快地進行存取。這種結構的優點是訪問速度快,缺點是文件長度增加困難。
2、鏈接結構這種結構將邏輯上連續的文件分散存放在若干不連續的物理塊中,每個物理塊設有一個指針,指向其後續的物理塊。只要指明文件第一個塊號,就可以按鏈指針檢索整個文件。這種結構的優點是文件長度容易動態變化,其缺點是不適合隨機訪問。
3、索引結構。採用這種結構邏輯上連續的文件存放在若干不連續的物理塊中,系統為每個文件建立一張索引表,索引表記錄了文件信息所在的邏輯塊號和與之對應的物理塊號。索引表也以文件的形式存放在磁碟上。給出索引表的地址,就可以查找與文件邏輯塊號對應的物理塊號。如果索引表過大,可以採用多級索引結構。這種結構的優點是訪問速度快,文件長度可以動態變化。缺點是存儲開銷大,因為每個文件有一個索引表,而索引表亦由物理塊存儲,故需要額外的外存空間。另外,當文件被打開時,索引表需要讀入內存,否則訪問速度會降低一半,故又需要佔用額外的內存空間。
4、Hash結構又稱雜湊結構或散列結構。這種結構只適用於定長記錄文件和按記錄隨機查找的訪問方式。Hash結構的思想是通過計算來確定一個記錄在存儲設備上的存儲位置,依次先後存入的兩個記錄在物理設備上不一定相鄰。按Hash結構組織文件的兩個關鍵問題是:定義一個雜湊函數;解決沖突;
5、索引順序結構,索引表每一項在磁碟上按順序連續存放在物理塊中。
2. 簡述計算機三級存儲體系結構
在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。
1、高速緩沖存儲器
存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中,是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。
2、主存儲器(Main memory)
計算機硬體的一個重要部件,其作用是存放指令和數據,並能由中央處理器(CPU)直接隨機存取。現代計算機是為了提高性能,又能兼顧合理的造價,往往採用多級存儲體系。即由存儲容量小,存取速度高的高速緩沖存儲器,存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。
主存儲器是按地址存放信息的,存取速度一般與地址無關。32位(比特)的地址最大能表達4GB的存儲器地址。這對多數應用已經足夠,但對於某些特大運算量的應用和特大型資料庫已顯得不夠,從而對64位結構提出需求。
3、外儲存器
輔助存儲器又稱外存儲器(簡稱外存)。指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器,此類儲存器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬碟、軟盤、光碟、U盤等。
(2)散列文件也稱為順序文件擴展閱讀
計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求,在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器,以最優的控制調度演算法和合理的成本,構成具有性能可接受的存儲系統。存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要,主要原因是:
1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上,訪存操作約佔中央處理器(CPU)時間的70%左右。
2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。
3、現代的信息處理,如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。
3. 磁碟文件有哪些組織方式,分別敘述各種文件組織方式的特點
基本的組織方式有:順序組織、 索引組織 、 散列組織和鏈組織。
順序文件,是按照從頭到尾的順序進行存取操作的,
索引文件 是指在主文件之外再建立一個表示關鍵字與其物理記錄之間對應關系的表,稱為索引表。索引表與主文件共同構成索引文件。
直接存取文件又稱為哈希(Hash)文件或散列文件,即利用哈希函數及其處理沖突的方法,把文件散列到外存上,通常是磁碟上。對直接存取文件進行查找時,首先根據哈希函數先求出哈希地址,再將數據讀入內存,然後在內存中進行順序查找。直接存取文件不能進行順序查找,但插入數據方便,存取速度快。
如果邏輯文件中的各個邏輯記錄任意存放到一些磁碟塊中,再用指針把各個塊按邏輯記錄的順序鏈接起來,在文件目錄中只記錄第一塊的地址和最後一塊的地址,那麼這種文件組織方式就是鏈接結構。