【软考学习15】索引文件结构、直接索引和间接索引

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第 5 个逻辑块号的物理块号位置如下所示。

第 261 个逻辑块号的物理块号位置如下所示。

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。