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    实习八  逻辑记录的成组和分解

    一、实习内容
    模拟逻辑记录的成组和分解操作,提高磁盘存储空间的利用率。

    二、实习目的
    当磁盘被初始化后,存储空间的分块大小就确定了,但由于不同的用户或同一用户的不同文件的逻辑记录大小是各不相同的。在逻辑记录较小的情况下,若让一个逻辑记录独占一个物理块,那么存储空间的利用率是不高的。操作系统提供逻辑记录的成组和分解操作不仅有利于提高存储空间的利用率,而且可减少输入输出操作次数,提高计算机系统的工作效率。本实习帮助学生掌握成组和分解操作的技术以及了解成组和分解操作的实现过程。

    三、实习题目
    实现定长记录的成组和分解。
    [提示]:
    (1) 把文件中的若干个逻辑记录合并成一组写入一个物理块中的操作称记录的成组。把逻辑记录从物理块中分离出来的操作称记录的分解。
    (2) 定长记录是指一个记录式文件中所有和逻辑记录都具有相同的长度。定长记录成组时除末一个物理块外,每个物理块中的逻辑记录个数(称块因子)是相同的。
    假定定长记录的长度为RL,物理块的长度为BL,则块因子m=[BL/RL]。由于磁盘与主存交换信息时总是以物理块为单位的,所以采用记录的成组和分解技术时,必须在主存中开辟输入输出缓冲区,缓冲区在小与物理块大小一致。用户请求把一个逻辑记录存入磁盘时,操作系统只是把逻辑记录的信息传送到输入输出缓冲区,当输入输出缓冲区中有m个逻辑记录时才启动磁盘工作,把m个逻辑记录写到磁盘的一个物理块中。同样,用户要求读一个逻辑记录时,如果该逻辑记录已经在输入输出缓冲区则直接从缓冲区中分解出来传送给用户,否则操作系统启动磁盘把含有该逻辑记录的整个物理块内容读到输入输出缓冲区,然后从中分解出用户要求的一个逻辑记录。
    (3) 假定用户文件中的逻辑记录按顺序1,2,3,4……编排,用RNO表示逻辑记录号。如果采用成组方式按逻辑记录顺序把它们存放到物理愉中,那么,各逻辑记录在物理中的相对位置为:
    SET=( (rno-1) mod m) &acute;RL
    如果按索引文件的存储结构,在成组处理的情况下,索引表中同一组的逻辑记录对应相同的物理块号,例如:

    逻辑记录号 物理块号
    1 B1
    2 B1
    3 B1
    M
    M M
    M
    M B1
    M+1 B2
    M+2 B2
    M M
    最大记录号 逻辑记录长度

    索引表中用两个单元登记该文件的最大记录号和文件中逻辑记录长度。
    (4) 如果一个用户文件由n个定长逻辑记录组成,现要把它组织成索引文件存放到磁盘上。
    (5) 逻辑记录经成组处理后,如果用户要读指定文件的某个记录,则必须把含有该记录的物理块信息读入主存的输入输出缓冲区,然后从中分解出该记录。用MNO表示输入输出缓冲区中信息所属的物理块号,MNO=0表示输入输出缓冲区为“空”。
    (6) 假定磁盘存储空间的分块长度为1kB,现有两个用户文件F1和F2,它们都是定长记录格式,F1有记录长度为256B的10个逻辑记录,F2有记录长度为512B的7个逻辑记录。运行模拟成组操作的程序,为这两个文件建立索引表,程序运行结束后显示F1和F2的索引表。程序中“找一空闲块”的过程参照实习六,在本实习中可假设一些空闲块号,省去寻找空闲块的过程。
    (7) 假定依次要读文件F1的第1,3,6号记录和文件F2的第2号记录,运行模拟分解操作的程序。显示这些记录所在的物理块号和在物理块中的相对位置。


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