2.9.5 索引文件

本课核心知识点整理

本节导学

索引文件解决的是“文件数据块可以离散存放，但仍要能快速找到”的问题。连续分配读起来简单，但文件扩展困难，也容易产生外部碎片；链式分配扩展方便，但随机访问差。索引结构把数据块地址集中记录在索引块中，使文件数据可以分散存放，同时支持较好的随机访问。

索引块里保存的不是文件正文，而是数据块地址。考试常考一个索引块能容纳多少地址项、直接索引/一级间接/二级间接分别能表示多大文件。

索引层次

索引方式	指向关系	能管理的数据块数
直接索引	索引项直接指向数据块	每个索引项 1 个数据块
一级间接索引	索引项指向一个索引块，该索引块再指向数据块	每个间接索引项可扩展为多个数据块
二级间接索引	索引项指向一级索引块，一级索引块再指向二级索引块	容量进一步按平方级扩大

如果索引块大小为 B 字节，每个地址项大小为 a 字节，则每个索引块可存地址项数为：

$$n=\frac{B}{a}$$

一级间接索引能管理 $n$ 个数据块；二级间接索引能管理 $n^2$ 个数据块；三级间接则可到 $n^3$。若题目还给出数据块大小，再乘以数据块大小即可得到文件容量。

为什么多级索引有价值

小文件用直接索引即可，访问快、开销小；大文件需要更多数据块地址，单个索引块不够，就通过一级、二级甚至三级间接索引扩展容量。这种设计兼顾了小文件访问效率和大文件容量。

做题路线

1. 先算每个索引块可容纳的地址项数：索引块大小 / 地址项大小。
2. 直接索引按“索引项个数 × 数据块大小”算容量。
3. 一级间接按“索引项个数 × 每个索引块地址项数 × 数据块大小”算。
4. 二级间接再乘一次每块地址项数。
5. 注意索引块本身保存地址，不保存文件正文数据。

例题

单选

索引块中主要保存的是：

A进程状态BCPU时间片C数据块地址D用户密码

单选

每个索引块可容纳的地址项数等于：

A索引块大小/地址项大小B地址项大小/索引块大小C文件名长度/时间片D进程数/资源数

自查要点

1. 索引块保存文件数据还是数据块地址？
2. 多级索引为什么能扩大文件容量？