12.4.1 索引顺序存取方法文件 / ISAM文件

文件特点
主文件 按 主关键字 有序，因此可以对 一组记录 建立 一个索引项（非稠密索引）
索引顺序存取方法 / ISAM：
专门为磁盘存取设计的文件组织方法
主文件 按 柱面 集中存放，同时建立 三级索引 ：主索引 、柱面索引 和 磁道索引
文件的记录在 同一盘组 存放时，应先集中放在一个柱面上，然后再顺序放在相邻的柱面上；对于同一柱面，应按照盘面的顺序来存放。
如下图是存放在一个磁盘组上的ISAM文件：

每个柱面 建立一个 磁道索引 ，磁道索引 中的每个 磁道索引项 由两部分组成：基本索引项 和 溢出索引项。
每个索引项都包括 关键字 和 指针 两项。
关键字 表示该磁道中最末一个记录的关键字（在此为 最大关键字）。
指针 指示该柱面上的磁道索引位置。
如下图所示：

柱面索引 也是存放在 某个柱面 上，若柱面索引较大，占多个磁道时，可以建立 柱面索引的索引，也就是 主索引。
在ISAM文件上检索记录时，
先从 主索引 出发，找到相应的 柱面索引，
再从 柱面索引 找到记录所在柱面的 磁道索引 ，
最后从 磁道索引 找到 记录所在磁道的第一个记录的位置，
由此出发在该磁道上进行 顺序查找 直到找到为止。
每个柱面上还开辟有一个 溢出区 ，并且磁道索引项中设有 溢出索引项 ，这是为了 插入记录 所设置的。
ISAM文件中记录是按 关键字顺序 存放的，则在 插入记录 时需要 移动记录 ，并将同一磁道上最后一个记录移至溢出区，还要修改 磁道索引项。
每个柱面的 基本区 是 顺序存储结构 ；溢出区 是 链表结构 ，同一磁道溢出的记录由 指针 相链。
该磁道索引的 溢出索引项 中的 关键字 指示 该磁道溢出的记录的最大关键字 ，指针指示在溢出区中的第一个记录。
举例：
如下图a为插入前某一柱面上的状态

如下图b为插入 R₆₅时，将第二道中关键字大于65的记录顺次后移，使 R₉₀ 溢出至溢出区的情况

如下图c为插入 R₆₅ 之后的状态，此时2道的基本索引项的关键字改为80，且溢出索引项的关键字改为90，其指针指向第4道第一个记录即 R₉₀

如下图d是相继插入 R₉₅ 和 R₈₃ 后的状态，R₉₅ 插入在第3道的第一个记录的位置而使 R₁₄₅ 溢出。而由于 80 < 83 < 90，则 R₈₃ 被直接插入到溢出区，作为第二道在溢出区的第一个记录，并将它的指针指向 R₉₀ 的位置，同时修改第二道索引的溢出索引项的指针指向 R₈₃。
溢出区的三种设置方法
1、集中存放 ：整个文件设一个大的单一的溢出区
2、分散存放：每个柱面设一个溢出区（上图12.8中就是使用此法）
3、集中与分散相结合 ：溢出时记录先移至每个柱面各自的溢出区，待满之后再使用公共溢出区
ISAM文件的删除操作
只需找到 待删除的记录 ，再起存储位置上作 删除标记 即可，不需要移动记录或改变指针，但在经过多次的增删后，文件的结构可能变得很不合理。可能会有大量的记录进入溢出区，而基本区中又浪费很多空间，需要周期地整理 ISAM 文件，填满基本区而空出溢出区。
ISAM文件中柱面索引的位置
通常 磁道索引 放在 每个柱面的第一道上；
柱面索引不应该放在文件的第一个柱面上；每一次检索都需要先查找柱面索引，则磁头需在各柱面间来回移动，希望 磁头移动距离的平均值最小。
因此 柱面索引 应放在 数据文件的中间位置的柱面上 。

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