【9.2】 文件的逻辑结构

一、文件的逻辑结构

  • 文件是记录的汇集
    • 一个文件的各个记录按照某种次序排列起来, 各纪录间就自然地形成了一种线性关系
  • 因而,文件可看成是一种线性结构

二、文件的组织和管理

  • 逻辑文件( logical file )

    • 对高级程序语言的编程人员而言
    • 连续的字节构成记录,记录构成逻辑文件
  • 物理文件( physical file )

    • 成块地分布在整个磁盘中
  • 文件管理器

    • 操作系统或数据库系统的一部分。文件的记录无结构,数据库文件是结构型记录
    • 把逻辑位置映射为磁盘中具体的物理位置

三、文件组织

  • 文件逻辑组织有三种形式:

    • 顺序结构的定长记录
    • 顺序结构的变长记录
    • 按关键码存取的记录
  • 常见的物理组织结构:

    • 顺序结构——顺序文件
    • 计算寻址结构——散列文件
    • 带索引的结构——带索引文件。 倒排是一种特殊的索引

四、文件上的操作

  • 检索:在文件中寻找满足一定条件的记录
  • 修改:是指对记录中某些数据值进行修改。若对关键码值进行修改,这相当于删除加插入
  • 插入:向文件中增加一个新记录
  • 删除:从文件中删去一个记录
  • 排序:对指定好的数据项,按其值的大小把文 件中的记录排成序列,较常用的是按关键码值 的排序

五、C++ 的标准输入输出流类

  • 标准输入输出流类

    • istream 是通用输入流和其它输入流的基类,支持输入
    • ostream 是通用输出流和其它输出流的基类,支持输出
    • iostream 是通用输入输出流和其它输入输出流的基类,支持 输入输出
  • 3个用于文件操作的文件类

    • ifstream 类,从 istream 类派生,支持从磁盘文件的输入
    • ofstream 类,从 ostream 类派生,支持向磁盘文件的输出
    • fstream 类,从 iostream 类派生,支持对磁盘文件的输入 和输出

fstream类的主要成员函数

文件指针 定位;在当前文件指针位置 读取;向当前文件指针位置 写入

六、缓冲区和缓冲池

  • 目的:减少磁盘访问次数的
  • 方法:缓冲 ( buffering ) 或缓存( caching )
    • 在内存中保留尽可能多的块
    • 可以增加待访问的块已经在内存中的机会
  • 存储在一个缓冲区中的信息经常称为一页 ( page ),往往是一次 I/O 的量
  • 缓冲区合起来称为缓冲池( buffer pool )

替换缓冲区块的策略

  • 新的页块申请缓冲区时,把最近最不可能 被再次引用的缓冲区释放来存放新页
    • “先进先出”( FIFO )
    • “最不频繁使用”( LFU )
    • “最近最少使用”( LRU )

七、思考

  1. 查询内存、硬盘、磁带、高速缓存等设 备每字节的价格

  2. 查询当前主流硬盘的性能指标

    • 容量(G)
    • 磁盘旋转速度 ( rpm ) ‒ 交错因子
    • 寻道时间
    • 旋转延迟时间

参考资料

北京大学 《数据结构与算法》 张铭、赵海燕、宋国杰、黄骏、邹磊、陈斌、王腾

个人公众号,比较懒,很少更新,可以在上面提问题,如果回复不及时,可发邮件给我: tiehan@sina.cn

Sam avatar
About Sam
专注生物信息 专注转化医学