Логическая организация файлов

Логическая запись – это наименьший элемент данных, которым может оперировать программист при обмене с внешним устройством.

Если поддержка структур данных выполняется самим приложением, то файл с точки ФС представляется неструктурированной последовательностью (потоком) данных. Такой подход широко используется во многих ОС. Неструктурированная модель позволяет легко организовать разделение файла между несколькими приложениями. Значительно реже используются структурированный файл, который ФС видит как упорядоченную последовательность логических записей. Например, приложение может обратиться к ФС с запросами на ввод/вывод части файла, а ФС сама выделяет нужные записи и предоставляет их приложению. Развитием такого подхода стали СУБД.

Существуют различные схемы. Записи могут быть фиксированной или переменной длины, кроме того записи могут быть расположены последовательно (последовательная организация) или в более сложной порядке с использованием так называемых индексных таблиц, позволяющих обеспечить быстрый доступ к отдельной логической записи (индексно-последовательная организация). Для идентификации записи может быть использовано специальное поле – ключ.

Файлы, доступ к которым производится последовательно, называются последовательными или неиндексированными. При последовательной организации с записями фиксированной длины доступ к n-ной записи производится либо путем чтения n-1 предыдущих записей, либо прямым доступом, вычисленным по порядковому номеру n. Последовательную организацию записи переменной длины называют смешанным файлом. Здесь данные накапливаются в порядке их поступления, и записи могут иметь поля различной длины. Длина может быть указана неявно, посредством разделителя или с помощью вспомогательного поля. Поскольку смешанный файл не имеет никакой структуры, то доступ к нужной записи производится путем перебора (прямой доступ невозможен). В индексированных файлах записи имеют одно или более ключевых индексных полей и могут адресоваться путем указания значений этих полей. Для быстрого поиска в индексированных файлах предусматривается специальная индексная таблица, в которой значениям ключевых полей ставится адрес внешней памяти. Этот адрес может указывать либо на исходную запись, либо на некоторую область с несколькими записями, среди которых надо будет найти искомую. Поскольку поиск идет в два этапа, то такой способ называют индексно-последовательной организацией. Записи файлов могут иметь произвольную длину, ведение индексных таблиц берет на себя ФС. Существуют и другие способы, которые базируются на уже рассмотренных.