档案与数据组织
基础档案由记录组成，记录由栏组成，键栏用来唯一识别每条记录。顺序档按键值依次存放，适合整批处理；随机档按键值直接定址，适合即时回应。比较两种档案的搜寻效率，是选择数据组织方式的关键。
- 档案由记录组成，记录由栏组成，键栏唯一识别每条记录
- 顺序档按键值依次存放，线性检索平均比较记录数一半，适合整批处理
- 随机档由键值直接定址，一次存取命中，适合即时回应系统
文体小知识：科技知识说明文——讲解档案由记录和栏组成的结构，顺序档与随机档的差异，以及线性检索与直接存取的效率比较。
§课文原文 Passage
1档案是相关数据的集合，内部由记录组成，每条记录描述一个对象，再由栏组成。例如图书馆的书目档案中，每本书是一条记录，记录内有书名、作者、索书号等栏。各栏之中必须有一个键栏，其值在档案内不会重复，用来唯一识别每条记录，例如索书号；键值重复会令系统无法确定要读写哪条记录。
2顺序档把记录按键值大小依次存放，插入新记录时要保持次序。读取时由档案开头逐条扫描，直到找到目标为止，这种方法称为线性检索。档案越大，搜寻越慢：一千条记录平均要比较五百次，十万条便要五万次。顺序档结构简单、储存成本低，适合定期整批处理的场合，例如每月出粮的薪酬档案。
3随机档的记录存放位置由键值经公式直接算出，系统可以按地址一步到位读写，这种方式称为直接存取。无论档案有一千条还是十万条记录，搜寻通常只需一至数次存取，效率远胜顺序档。随机档适合需要即时回应的系统，例如银行柜员机查询户口结余、戏院即时售票，代价是地址计算和空间管理较复杂。
4两种档案各有适用场景。资料每次都要全体处理、毋须即时回应时，顺序档省事省成本；资料要随时按键查询或修改个别记录时，随机档才够快。实务上系统常两者并用：日常交易先累积在交易档，定期把交易档与储存长期数据的主档合并更新，既保住即时回应，又兼顾整批处理的成本效益。
1重点摘要 Summary
档案由记录组成，记录由栏组成，键栏用来唯一识别每条记录。顺序档按键值依次存放，适合整批处理；随机档按键值直接定址，适合即时回应。比较两种档案的搜寻效率，是选择数据组织方式的关键。
2生字卡 Vocabulary
以一的名字称储存的相关记录集合。
由一组相关栏组成、描述一个对象的数据，例如书目档案中的一本书。
记录中的单一数据项目，例如书名或电话号码。
取值在档案内不重复、用来唯一识别每条记录的栏。
唯一识别每条记录的键值，例如学号或索书号。
记录按键值依次存放、读取须由档案开头逐条扫描的档案。
记录位置由键值经公式算出、可以直接存取的档案。
由档案开头逐条比较直至找到目标的搜寻方法，平均比较记录数一半。
由键值直接算出储存地址、无须扫描其他记录即可读写的方式。
储存较长期数据的主档案，定期以交易档的记录合并更新。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：档案、记录与栏档案由记录组成，记录由栏组成，层层结构必须分清。举个例子：学校的学生档案内，每名学生是一条记录，记录分学号、姓名、班别、出生日期等栏；全档数千条记录格式一致。答题时准确使用档案、记录、栏三个层次的术语，是描述数据组织的基本功，资料题往往要求举例说明这三层关系；万一混淆层次，答案便会失准，动笔前宜先列好结构。
- 第二步：键栏的作用每个档案必须有键栏，其值不会重复，用来唯一识别记录。举个例子：同校可以有两个陈大文，但学号各不相同；图书馆以索书号作键，电力公司以客户编号作键。若键值重复，系统便无法确定要读写哪条记录，资料会互相覆盖，所以设计档案的第一步就是选定合适而唯一的键栏；选键的原则是唯一而稳定，例如学号不会因改名而改变。
- 第三步：顺序档的原理顺序档把记录按键值由小至大依次存放，读取要由档案开头逐条扫描，即线性检索。举个例子：在按学号排序的一千条记录中找某生，运气好第一条就中，运气差要比较一千次，平均五百次。插入新记录还要把后面的记录依次移动；顺序档胜在结构简单、成本低，败在个别搜寻慢；答题计算平均比较次数时，紧记写出除以二的算式。
- 第四步：随机档的原理随机档以公式把键值换算成储存地址，系统直接到该地址读写，称为直接存取。举个例子：戏院售票系统以场次编号加座位号计算地址，无论全院有一百还是一千个座位，一次存取就能命中；银行系统按户口号码定位，客户查询结余毋须等待。随机档的代价是地址计算和空间管理较复杂；设计得宜的系统能兼得速度与空间利用率，这是结构设计的功夫。
- 第五步：搜寻效率比较比较搜寻效率要看比较次数与档案大小的关系。线性检索的比较次数与记录数成正比，十万条记录平均要五万次；随机档直接存取通常一至数次，几乎不受档案大小影响。举个例子：每月处理一次的薪酬档案用顺序档已足够；以秒回应的提款机必须用随机档，否则客户要排长龙等候；答题时宜先列式计算，再以场景说明数字背后的意义。
- 第六步：整批处理与主档更新顺序档最适合整批处理：日常交易先累积在交易档，到月底一次过按键排序，与主档合并更新，生成新主档和报表。举个例子：电力公司整月累积各户用电记录，月结时与客户主档合并计算电费，一次处理数百万条记录，效率反而最高；这种主档加交易档的组合正是顺序档的强项，月结报表同时生成，方便管理层查核。
- 第七步：选择组织方式的准则选择时先问三条问题：资料是否需要即时回应？每次处理多少记录？储存和维护成本如何？举个例子：图书馆借还书要即时定位每条书目记录，用随机档；每月统计全港图书借阅排行属整批作业，用顺序档即可。答题时先讲应用场景的需求，再配对档案类型，并以效率和成本说明理由；实务上两者并用，随机档负责日常查询，顺序档负责定期报表。
5例题示范 Example
学校图书馆的书目档案共有四万条记录，按索书号排序，现以顺序档储存。馆方考虑改为随机档。试比较两种方案的搜寻效率，并提出建议。
- 顺序档效率：线性检索平均要比较记录数一半，即 40000 ÷ 2 = 20000 次；最坏情况 40000 次。借书高峰期人人查询，柜台势必大排长龙。
- 随机档效率：以索书号直接计算储存地址，一次存取即得记录，比较次数几乎不受四万条记录影响，回应以毫秒计。
- 成本考虑：顺序档结构简单、维护容易；改用随机档须重新组织四万条记录并处理地址分配，前期成本较高。
- 建议：借还书属即时查询，效率优先，应改用随机档；每月的借阅统计报告属整批作业，可保留顺序处理程序。
- 答案：顺序档以线性检索搜寻四万条记录，平均 40000 ÷ 2 = 20000 次比较、最坏 40000 次，高峰期难以即时回应；随机档由索书号直接定址，一次存取完成查询，效率远高。虽然改组档案有前期成本，但借还书需要即时回应，建议改用随机档；月度统计属整批处理，保留顺序方式即可。选择的准则是回应要求、处理模式和成本三者的平衡。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1档案、记录、栏三者的关系是什么？
Q2顺序档为什么适合整批处理？
Q3在 5000 条记录的顺序档中作线性检索，平均要比较多少次？
Q4随机档如何直接找到记录？
Q5提款机查询结余应采用哪种档案？为什么？
8重点回顾 Recap
- 档案由记录组成，记录由栏组成，键栏唯一识别每条记录
- 顺序档按键值依次存放，线性检索平均比较记录数一半，适合整批处理
- 随机档由键值直接定址，一次存取命中，适合即时回应系统
- 主档储存长期数据，定期与交易档合并更新
- 选择组织方式看回应要求、处理模式和成本三者的平衡