4.1.2 文件的逻辑结构
无结构文件
即常见的文本文档，".txt"文件，文件内部的数据是没有规则的字符或者字符流，又称为“流式文件”
有结构文件
又称为记录式文件，每条记录又有若干个数据项组成，每条记录又有一个数据项做关键字，比如“姓名”，“性别”等，而其他数据项记录的是实实在在的数据比如“小明”，“男”等
这里重点讲述有结构文件：
顺序文件
文件中的记录一个接一个地顺序排列（逻辑上），各个存储可以是顺序存储或者链式存储。
顺序存储又分为可变长记录和定长记录。
而链式存储和顺序存储的可变长记录都无法实现随机存取（原因是可变长记录需要有记录长度和记录内容两个部分组成，所以每次都只能从第一个记录依次往后查找）
索引文件（计算平均查找次数）
索引表本身是定长记录的顺序文件。因而可以快速找到第i个记录对应的索引项，应用于对信息处理的及时性要求比较高的场合。
索引顺序文件
由于索引表所占的空间太大，可能本身要存储的数据项只占4B，而每个索引项占8B，所占空间过大
若一般顺序文件有10000个数据项，关键字检索，平均需要10000/2=5000次
而索引顺序文件会将10000个记录分为100组，每组100个数据项，平均需要查找50+50=100次
结论：索引顺序文件提高了检索效率
多级索引顺序文件
假设一个顺序文件有10的6次方个数据项，就分为3级索引表，每级索引表有100个大组，每个大组又有100个小组，总共平均查找次数为50+50+50次
4.1.3文件目录
文件控制块（实现文件目录的关键数据结构）
FCB(file control block)是文件目录项，包含了文件的基本信息（文件名，物理地址等），存取控制信息（可读可写等信息），使用信息（创立时间等信息）
其中最重要，最基本的是文件名，文件存放的物理地址。
由文件控制块（FCB)的有序集合就组成了文件目录。
目录结构
单级目录结构
一个系统只有一个目录表，不允许文件重名
两级目录结构
不同用户的文件可以重名，但是不能进行分类
树形目录结构
绝对路径：从根目录出发的路径称为绝对路径
eg：/2015-08/自拍.jpg
相对路径：从当前的目录出发的“相对路径”
优点：可以减少访问磁盘io的次数（原因在于每查询下一级时，都需要查询io，将外存中的文件调入内存）
eg:./2015-08/自拍.jpg "."表示当前目录
树形目录缺点：不易实现文件共享
无环图目录结构
用不同的文件名可以指向同一个文件：
为每个共享节点设置一个共享计数器，上图的共享文件设置一个共享计数器，起始为2，当删除其中一个目录下的该文件时，共享计数器的值减1
直到共享计数器的值为0，才删除文件
索引节点（优化FCB）
目录项只包括文件名和索引点指针，而索引点指针指向的索引节点的内容包括了其他所有信息
注意图中的例题
4.1.4 文件的物理结构（重点）
问题一：操作系统需要对哪些磁盘块进行管理：
1.对非空闲磁盘块的管理（存放了文件数据的磁盘块）
2.对空闲磁盘块的管理
主要讨论1.：
首先，在外存中，文件存储的方式和内存中的（页号，页内地址）的形式很像，在外存中，文件存储方式为（块号，块内地址）
连续分配
连续分配方式要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块：
1）物理块号=起始块号+逻辑块号
2）优点：可以顺序访问和随机访问，且访问顺序较快（因为地址连续，省去了磁头移动的时间）
3）缺点：
1.采用连续分配的文件不方便拓展（因为已经分配了固定的空间，且空间连续）
2.
链接分配
隐式链接
只支持顺序访问，不支持随机访问
1）逻辑块号向物理块号转变：先读入一个逻辑上的0号块（对应上图物理块号9号块），然后再访问下一个块（物理块号2），依次类推
2）缺点：只支持顺序访问，不支持随机访问
3）优点：文件方便拓展，不会有碎片问题，外存利用率高
显式链接
类似于静态链表
注意：
一个磁盘只有一张FAT表，开机时，将FAT读入内存，并常驻内存，物理块号是隐含的
1）逻辑块号向物理块号转变：
如果要访问aaa文件的0号逻辑块，起始块号2号物理块就是用户要访问的块号
逻辑块号转化为物理块号的过程不需要读磁盘操作
2）优点：可以顺序访问，也可以随机访问
3）缺点：文件分配表（FAT）需要占用一定的空间
索引分配
索引分配允许文件离散的分配到各个磁盘块中，系统为每个文件建立一个索引表，索引表中记录了每个逻辑块对应的物理块，索引表存放的磁盘块称为索引块。
与FAT的对比：
FAT是每个磁盘有一个文件分配表
而索引表是每个文件对应一个，存在一个内存块中，这个内存块是一个索引块，里面存放的是文件中的数据对应的物理块号
共有2的30次方个磁盘块，可以用32位比特位来表示，所以一个4B就可以表示一个索引表的表项
链接方案
如果索引表太大，一个索引块装不下，将多个索引块链接起来存放：
每个索引块会有一定的空间用来存放指向下一个索引块的指针。
缺点：要访问最后一个块号，必须一个一个找最后一个索引块
由此提出来多级索引
多层索引（注意计算文件最大长度的题目）
如果采用k级索引访问目标数据块，需要访问（k+1）次磁盘io
缺点：对于小文件，也需要访问k+1次io
混合索引（计算文件最大长度）
是直接地址索引，多级间接索引的结合：
重点
对比各种分配方式
