面试题：文件系统中文件逻辑组织的常见方式及特点

Question

请简述文件系统中文件逻辑组织的几种常见方式，如顺序结构、链接结构、索引结构，并分别说明它们各自的特点和适用场景。

Answer 1

顺序结构

• 特点：
  • 文件中的记录按照某种顺序依次存放，逻辑上相邻的记录在物理存储位置上也相邻。
  • 顺序存取速度快，因为只要知道起始地址和记录长度，就能很快找到后续记录。
  • 随机存取效率低，若要访问中间某条记录，需从开头依次读取到目标记录。
  • 存储空间利用率不高，因为文件大小变化时，可能需要整体移动文件以适应新空间需求，易产生外部碎片。
• 适用场景：适合顺序访问的文件，如日志文件、批处理数据文件等，这些文件通常按顺序从头到尾处理，很少需要随机访问。

链接结构

• 特点：
  • 文件的各个物理块通过指针链接起来，逻辑上相邻的记录物理位置不一定相邻。
  • 顺序存取方便，只需顺着指针依次读取即可。
  • 随机存取效率低，要访问某条记录，需从文件头开始顺着指针查找。
  • 存储空间利用率较高，文件大小动态变化时，只需调整指针，无需移动大量数据，减少外部碎片。
  • 可靠性较低，若某个指针损坏，可能导致后续数据无法访问。
• 适用场景：适用于顺序访问为主，对文件大小动态增长有需求的场景，如一些临时文件、简单的文本文件等。

索引结构

• 特点：
  • 为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地址。
  • 随机存取效率高，通过索引表可直接定位到目标记录所在物理块。
  • 顺序存取时，可按索引表顺序读取，效率也不错。
  • 索引表本身需要占用额外存储空间，文件较大时，索引表也会很大。
• 适用场景：适合需要频繁随机访问的文件，如数据库文件，用户经常需要快速定位到特定记录进行操作。