1.2.2　文件系统管理阶段

随着计算机技术的发展，在20世纪50年代后期到60年代中期，计算机大量用于数据处理等方面，数据需要长期保留在外存上反复处理，如维护、查询等。在这一时期，有了磁盘、磁鼓等大容量、读写速度快的外存储设备。操作系统也为管理数据提供了专门的软件，即文件系统。

数据与应用程序分离，数据独立存放在数据文件中，有了随机文件、链接文件、索引文件等多种高效的文件组织形式。应用程序通过文件系统与数据文件发生联系，程序和数据之间有存取方法进行转换，数据在物理结构和逻辑结构间进行转换，提高了数据的物理独立性，如图1-2所示。

图1-2　文件系统管理阶段应用程序与数据文件的关系

文件系统管理阶段的特点如下：

①数据以文件的形式长期保存。此阶段计算机大量用于数据处理，数据需要长期保存在外存上反复处理，即要经常对其进行查询、修改、插入和删除，因此，在文件系统中，将数据按照一定的规则组织成一个文件，长期存放在外存储器中。

②数据的物理结构和逻辑结构有了区别，但比较简单。程序员只需用文件名与数据打交道，不必关心数据的物理位置，可由文件系统提供的读写方法去读／写数据。

③文件形式多样化。为了方便数据的存储和查找，人们研究开发了许多文件类型，如索引文件、链式文件、顺序文件、倒排文件等。

④程序与数据之间有一定的独立性。应用程序通过文件系统对数据文件中的数据进行存取和加工，文件系统充当应用程序和数据之间的一种接口。这样，可使应用程序和数据都具有一定的独立性。因此，处理数据时程序不必过多地考虑数据的物理存储细节，程序员可以集中精力于算法设计。

尽管文件系统有上述优点，但是这些数据在数据文件中只是简单地存放，文件之间并没有有机联系，仍不能表示复杂的数据结构；数据的存放仍依赖于应用程序的使用方法，基本上是一个数据文件对应一个或几个应用程序；数据面向应用，独立性较差，仍然会出现数据重复存储、冗余度大、一致性差（同一数据在不同文件中的值不一样）等问题。