【软考学习15】索引文件结构、直接索引和间接索引

骑猪看日落 2023-09-26 09:48 35阅读 0赞

> 本文将学习操作系统中的索引文件结构，我们将对**直接索引**、**一级间接索引**、**二级间接索引**有个基本的理解。

![在这里插入图片描述][d559882e83c84384a395e1e2c80d6936.png]

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### 一、索引文件结构概论 ###

**索引文件结构**的扩展机制能够**极大扩充现有容量**，是操作系统中比较特殊的文件结构。

一般的索引文件结构**由 13 个结点组成**，其中 0 - 9 个结点为直接的物理盘块（直接索引），第 10 个结点是**一级间接索引**，第 11 个结点是**二级间接索引**，第 12 个结点是**三级间接索引**，如下图所示。

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13 个索引结点**编号从 0 开始**，一直编号到 12，如上图所示，这个需要注意。

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### 二、索引的扩展原理 ###

如果一个存储结构**不使用索引**，那么他的存量就是 **物理块数 \* 单位大小**。

如果每个物理块的单位大小为 4K，则总空间为 52K，如下图所示。

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如果引入了**一级间接索引**，索引指向了具体的物理块号，如下图所示。  
![在这里插入图片描述][ad4a49b2352a4e6f9052dff5fa3b6baa.png_pic_center]  
如果**一个地址占用 4 个字节**，**一个物理盘块有 4KB 容量**，那么在第 10 个物理块中就可以存放 1024 份地址，那么 **10 号物理块**就可以存储 **1024 份容量**，就是 1024 X 4KB = 4MB 的容量。

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如果引入了**二级间接索引**，索引指向了中间索引，中间索引在指向具体的物理块号，如下图所示。  
![在这里插入图片描述][70e40428563d4abeabedbd542ab5006b.png_pic_center]

如果**一个地址占用 4 个字节**，**一个物理盘块有 4KB 容量**，那么在第 11 个物理块中就可以存放 1024 份地址，每份子地址可以再存储 1024 份二级地址，那么 **11 号物理块**就可以存储 **1024 \* 1024 份容量**，就是 1024 X 1024 X 4KB = 4GB 的容量。

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### 三、索引例题 ###

索引的例题如下：

> 现有一个文件系统采用索引结点管理模式，物理块大小为 1KB。  
> 每个索引结点有 32KB 的存储空间，每个地址项占 4 字节，磁盘索引块和磁盘数据块大小均为 1KB。  
> 其中 0 - 4 用直接地址索引，5 - 6 用一级间接地址索引，7 用二级间接地址索引，**逻辑块号为 5 和 261 的物理块号在哪里**？

逻辑块号从 0 开始编码，物理块号从 1 开始编码，所以**逻辑块号 5 就代表第六块**。

每个地址项占 4 字节，磁盘索引块大小均为 1KB，所以一个物理块可以存放 **256 份**地址。

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第 5 个逻辑块号的物理块号位置如下所示。

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第 261 个逻辑块号的物理块号位置如下所示。

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### 四、总结 ###

本文学习了操作系统中的索引文件结构，我们需要对**直接索引**、**一级间接索引**、**二级间接索引**有个基本的理解。

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